Mykotoxine

Vertreter: Lysergsäure, Ergotamin, Ergometrin, Methergin

auf Roggen, Claviceps purpurea, bei schlechten Wetter 25-50% der Ernte betroffen, hauptsächlich Länder in Afrika betroffen

Akute Intoxikation: Nausea, Kopfschmerzen, Jalluzinationen (LSD), Muskelschmerzen, Muskelzuckungen, Verengungen der Blutgefäße, Gangräne, Nekrose der Extremitäten

EU Regulierung: ma. Gehalt in Zerealien für Konsum von Menschen: 500 mg/kg (0,05%)

• α-receptor blockade; most effective: Dihydroderivates e.g.. Dihydroergotoxin (Hydergin); Dihydroergotamine -> Vasodilatation, Erweiterung der Atemwege, Erhöhung des Urinflusses, Verminderte Kontraktion der glatten Muskulatur, Reduzoerte Freisetzung von Noradrenalin

• α-sympathomimetic effects, predominantly agonistic Ergotamine strongest vasoconstrictor

• Contraction of the uterus , Ergometrin; Methylergometrin (Methergin)→ Labour inducing; used for abortion

in Erdnüssen, Cassava, Mais, Süßkartoffel, Pistazien, Mandeln, Feigen, Cerealien

produziert von Aspergillus flavus und parasiticus—> Klimawandel führt zu warmes und feuchtes Klima, Frankreich hoher Weizenanbau

sehr hitzeszabil, säurestabil

Grundgerüst: Furanocoumarin

Aflatoxin B1, B2, G1, G2, M1, M2

Hypothese: Exposition im Uterus und im Säuglingsalter führt zu stunting (Kinder kleiner und leichter als Gleichaltrige, sehr zerbrechlich)

verursachen Leberkarzinome

synergistischer Effekt mit Hepatitis B -> Risiko für Leberkrebs gesteigert

wird im Fremdstoffmetabolismus aktiviert zu DNA-reaktiven Verbindung

Aspergillus ochraceus, Penicillium verrucosum (moderatr und warme Klimaregionen)

in Cerealien (Weizen, Gerste, Hafer, Roggen), Mais, Reis, Trauben (Rosinen, Wein), Kaffeebohnen (entstehen während Fermentation), Kakaobohnen, Tee, Fleisch (carry over), Reibkäse auf Kruste (bereits geriebener Käse 15% Kruste)

Grundgerüst: Dihydrocoumarin + Phenylalaninrest und Cl -> bindet an Albumin (Halbwertszeit ~ 230 h), Hauptmetabolit OT-alpha, Anreicherung im Fettgewebe

OT sind nephrotoxisch, Mechanismus unbekannt; dazu immunsuppressiv und teratogen

-> Effekt potentiell durch Epigenetik: Expression der Gene beeinflusst, ohne dass Basenpaare verändert werden; Methylierung an Cytosin oder Acetylierung an Histonen, kann vererbt werden

-> Balcan endemic nephropathy: mitte des 20.JH im Gebiet der Donau, Patienten entwickelten Nierenversagen, Dialyse oder Nierentransplantation notwendig -> im Nachhinein auf ARISTOLOCHIASÄURE zurückzuführen

wahrscheinlich verantwortklcih für BEN

in Wurzeln, Blätter und Samen der Aristolochia Clematitis

1993: Vergiftungssdall in Brüssel, Firma hat Clematitis statt Heilpflanze in Schlankheitspillen eingesetzt -> irreversible Nierenschädigung bei Frauen (Fibrose und akutes Nierenversagen), > 70% betroffen, urotheliale Tumore

antivirale, antibakterielle und antineoplastische Wirkung

DNA-Adduktbildung, Transversale Punktmutationen, sehr persistent, Addukte nach 20 Jahren nachweisbar, Mutationen im Tierversuch bereits nach 4 Monaten Mutationen

Aspergillus + Penicilliumarten

meist in Apfelsaft, Pasteurisation hat wenig Einfluss weil hitzestabil

max. 50 ug/kg für Erwachsene, max. 10 für Kinder

antibiotisch aber sehr toxisch, immunsuppressiv im Tierversuch, genotoxisch durch oxidativen Stress aber nicht mitagen

bei Vergärung zu Cider -> Asoladiol

1. Trichothezene

2. Fuminosine

3. Zearalenon

befallen Getreide am Feld -> Mais + Weizen -> Spitzen bleichen aus

Typ A, B, C, D

toxikolgische Bedetutung:

Typ A: T-2 Toxin, HT-2 Tpxin

Typ B: Nivalenol, Deoxydivanenol

ähnliche Grundstruktur, anders Substituiert

T2, HT2 in Weizen, Mais, Gerste, Hafer und Roggen und den daraus produzierten Lebensmitteln, treten gemeinsam auf

verursachen Alimentary toxic aleukia (in UDSSR, 1941 - 47) -> Frauen, Kinder und Alte zurückgeblieben und vergiftet verstorben

Symptome: Bauchschmerzen, Erbrechen, Leukopenie (zu geringe Rate an weißen Blutkörperchen im Blut); Sterberate hoch

verursacht Fusarium Head Blight (FHB) -> wenn DON gebildet wird; in allen Getreideprodukten bei uns; Problem bei weizenerzeugenden Ländern durch Fusarium graminearum (Platz 4. most important pathogen) -> Verluste im Milliardenbereich

“Vomitoxin” -> starkes Erbrechen, induziert Emesis

Pilz will Vorräte vom Weizenkorn auffressen, Pflanze wehrt sich, Pilz produziert DON, damit Pflanze keine abwehrenden Proteine mehr bilden kann -> DON unterdrückt Neubildung von Proteinen am Ribosom der Pflanzen —> bei Mensch auch Ribosomen blockiert

Metabolismus der Pflanze blockiert, führt zu Zelltod; Pflanze speichert als Abwehr DON in der Vakuole ab (DON-Glucoside)

in Korn:

• DON von Schimmelpilz

• Metabolite von Pflanze

DON unterdrückt Proteinbiosynthese am Ribosom -> Interferenz mit Peptidyltransferasefunktion, damit Verhinderung von Initiation und Elongation, microRNA auch angegriffen -> Zelle stirbt ab (in Pflanze und bei Mensch daher cytotoxisch)

in Wiederkäuer entgiftet zu DOM-1 -> unterdrückt nicht mehr Ribosomen

Mensch:

• Glucoronidierung (nur Mensch)

• Sulfatiertung (beide)

• Glutationkonjugation (beide)

• Aminosäurekonjugation

• Acetylierung

Pflanze:

• Glucosidierung (statt Glucuronidierung)

• Glutathionkonjugation (dann keine Mercaptursäure gebildet weil kein Pipi, in Vakuole ablegegt)

• Sulfatieren

PMTDI: 1 ug/kg KW/d DON + acetylierten Metabolite

Grenzwert für

• Cerealien für Babys: 200 ug/kg

• Brot und Snacks aus Zerealien: 500 ug/kg

• Zerealien- und Maismehl: 750 ug/kg

• unverarbeitete Zerealien: 1250 ug/kg

Struktur mit langen C-Ketten, an denen Säurefunktionen und Hydroxygruppen -> Komplexe Strukturen

Wirkungen vielfältig:

• im Tierversuch: hepato- und nephrotoxisch

• FB1: Sphingolipidmetabolismus gestört -> Sphingolipide sind wichtig für Aufnahme (und damit Blutpsiegel) von Folsäure; Daher Neuralrohrdefekte (Spina bifida) bei zu entwickeldnen Fötus verursacht

Entdeckung bei Krankheiten bei Schweinen und Pferden:

• ELEM (equine leukoencephalomalacia -> neuronale Degenerierung)

• PPE (porcine pulmonary edema)

Vorkommen in Mais, nicht einfach zu analysieren (heften sich an Plastik, während Produktion von Nachos versteckt, dann wieder da, maskiert in Matrix von Produkten, analytische Herausforderung)

endokriner Disruptor -> greifen in hormonellen Regelkreisen ein; ZEN = Mycoestrogen

ZEN = resoruzylsäurelacton, hat Affinität zu menschlichen Östrogenrezeptor (im Vordergrund), hat auch genotoxische Eigenschaften

Nach Aufnahme wird ZEN reduziert (ungewöhnlich), bei Wiederkeuern Pansen reduktives Ambiente), Aus Ketofuktion wird Hydroxyfunktion (alpha und beta, alpha um Faktor 60 stärker östrogen als Ausgangssubstanz)

Zearalenon (ZEN): in Lebensmittel

• red. zu Alkohol (ZEL) —> alpha-ZEL: potentester Metabolit, dieses nochmal reduziert -> alpha-Zearalanol (alpha-ZAL) = Masthilfmittel in USA, in EU verboten

• red. zu beta-ZEL

natürliches Östrogen in Frau: 17-beta-Estradiol

wasserlösliche Substanzen binden an Zellmembran, bindet an Rezeptor, Signalkaskade bis Info in Zellkern

17-beta-Estradiol lipophil genug, dass Zellmembran passiert und dafür Rezeptor an Nucleus -> dieser dimerisiert (dient als Transkriptionsfaktor) und transloziert in Zellkern, bindet an Promotorregion von entsprechend regulierten Gene (östrogensensitiven Genen) -> entsprechende Zellantwort

(hormonell wirkende Substanzen, die nicht direkt in Zelle gehen, sind Peptidhormone (Insulin, Glucagon))

Fusarium graminearum, moniliform

Lebensmittel: Mais, Zerealien, Brot, Ölsaat, Heu, Futtermittel, Milch (carry over, Werte bis zu 5ug/L), Bieren

hitzestabil

carry over (bei Schweinen bis zu 85%), Halbwertszeit Tage, Ausscheidung über Leber und Kot, Eingang in enterohepatischen Kreislauf wird vermutet

akut nicht das Problem; chronische Toxizität ist ein Problem: Uterushypertrophie und Vaginitis bei Schweinen; bei längerer Exposition teratogen bei Schweinen und Ratten (Vernköcherung des exponierten Fötus), vermindertr Fertilität, geht in die F2 Generation

Grenzwerte: Summe auf Basis der veschiedenen Potenz auf Östrogenität, Menge an Metabolite in Matrix vorhanden; GruppenTDI definiert: 0,25 ug/kg KW