GİRİŞ
Mikotoksinler;
Aspergillus,
Penicillium,
Fusarium, Alternaria ve Claviceps gibi mantar
(küf) cinslerinin sekonder metabolizması sonucu
oluşan, düşük molekül ağırlıklı, çok çeşitli
kimyasal yapıya sahip doğal toksinlerdir. İnsan ve
hayvan sağlığı üzerinde güçlü ve çeşitli toksik
etkiler oluşturmaktadırlar (1).
Mikotoksinleri üreten mantarlar rüzgar ve
hava akımlarıyla taşınarak her yerde (atmosferin
çeşitli katmanları da dahil) bulunabilirler
(1,2). Mikotoksin kontaminasyon düzeyi iklim
koşullarına, ürünün cinsine ve coğafi konuma
bağlı olarak mevsimden mevsime, yıldan yıla
farklılık gösterebilir. Dünyadaki mahsüllerin dörtte
birinin mikotoksin ile kontaminasyon riskinin
olduğu bildirilmiştir (1).
Kimyasal ve etkinlik açısından farklı olan
mikotoksinler, üreten mantarın gelişebildiği vasat-
lara göre sınıflandırılabilirler. Bu sınıflandırma
Tablo 1’de görülebilir (2).
Mikotoksin üreten mantarlar, bitkiyi hasat
öncesi dönemde veya hasat sonrasında enfekte
edebilirler. Pek çok cins mantar büyüme, gelişme
ve mikotoksin üretimi için belli koşullara ihtiyaç
duyar. Bu koşullar özetle; nem, sıcaklık, substrat
tipi ve besinsel faktörler, atmosfer oksijen ve
karbon dioksit düzeyleri, diğer mantar türlerinin
varlığı, coğrafi konum, genetik şartlar olarak
sıralanabilir. Toksin üretiminin boyutu aynı
zamanda eser metaller, böcek faaliyetleri, bitkisel
ilaçlar, baharatlar, Krebs döngüsü ara ürünleri,
besin katkı maddeleri gibi faktörlerden de
etkilenebilir (1,2).
DERLEME
Cilt 58, No 3, S : 97 - 118
Türk Hij Den Biyol Derg 2001
VOL 58, NO 3, 2001
1Hacettepe Üniversitesi, Eczacılık Fakültesi, Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı, Ankara
Geliş tarihi : 04.09.2001 Kabul ediliş tarihi : 19.02.2002
Yazışma adresi: Prof.Dr. Gönül ŞAHİN, H.Ü., Eczacılık Fakültesi, Farmasötik Toksikoloji Anabilim Dalı, 06100, Sıhhiye, Ankara
DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE İNSAN SAĞLIĞINI TEHDİT EDEN MİKOTOKSİNLER
MYCOTOXINS IN TURKEY AND THE WORLD
Gözde GİRGİN1
Nurşen BAŞARAN1
Gönül ŞAHİN1
97
Tablo 1. Mikotoksin üreten mantarların gelişebildiği vasatlara göre sınıflandırılmaları
A. Bitki Enfekte Edenler
B. Depolanmış Ürünü Enfekte Edenler
Claviceps purpurea
Helminthosporium biseptatum
Aspergillus flavus
P.urticae
Sclerotinia sclerotiorum
A.parasiticus
P.verruculosum
Fusarium graminearum
A.ochraceus
P.puberulum
(Gibberella zeae)
A.clavatus
P.expansum
Rhizoctonia leguminicola
A.fumigatus
P.rugulosum
Aspergillus flavus
A.rubrum
P.palitans
C. Çürüyen Organik Maddeyi Enfekte Edenler
A.chevalieri
P.roqueforti
Pithomyces chartarum
Fusarium graminearum
Penicillium islandicum P. purpurogenum
Stachybotrys atra
Chaetomium globosum
P.citrinum
Chaetomium globosum
Periconia minutissima
Dendrodochium toxicum
P.rubrum
Fusarium graminearum
Fusarium sporotrichoides
Myrothecium verrucaria
P.citreoviride
F.tricinctum
Cladosporium spp.
Trichothecium roseum
P.cyclopium
F.nivale
Alternaria longipes
Trichoderma viride
P.viridicatum
F.moniliforme
Mikotoksin alımına bağlı olarak gelişen klinik
tabloya “mikotoksikoz” denir. Ancak bu klinik
tablo; tanımlanması oldukça güç olan ve bir veya
çoğunlukla birden fazla hastalıkla karakterize bir
durumdur. Mikotoksikozda görülen belirtilerin
şiddeti, etkilerin, görülen hastalıkların tipi, genel
olarak maruz kalınan mikotoksin türü, miktarı,
birden fazla mikotoksin varlığının yanı sıra vücut
ağırlığı, fiziksel ve beslenme durumu gibi kişisel
özelliklere bağlı olarak farklılıklar gösterebilir.
Tablo 2’ de bazı mikotoksinlerin çeşitli etkileri ve
neden oldukları hastalıklar özetlenmiştir (1).
Yazının bu bölümünde, sağlık açısından
önemli sorunlara neden olabilen bazı mikotoksin-
ler üzerinde durulacaktır.
AFLATOKSİNLER
1960 bahar ve yazında gizemli bir hastalık
İngiltere’nin kuzey ve güney bölgesinde
100.000’den fazla hindinin ölümüne neden
olmuştur. Ördek ve sülünleri de etkileyen
bu hastalık “Turkey X Disease” olarak
adlandırılmıştır. Diyetin değiştirilmesinin morbi-
dite ve mortalite oranını azaltmasıyla bu
hastalığın besinsel kaynaklı olduğu farkedil-
miş ve etkilenen tüm hayvanların diyetinin
Aspergillus flavus ile kontamine olduğu ve bu
nedenle "a-flavus-toxin"in kısaltılmasıyla elde
edilen “aflatoksin” adı verilen toksik maddeyi
içeren Brezilya yerfıstığı olduğu saptanmıştır
(1,3).
Aflatoksinler,
A.nomius ve A.tamarii mantar-
ları tarafından da üretilebilmelerine rağmen esas
olarak
A.flavus ve A.parasiticus mantarlarının
belli suşlarının sekonder metabolitleridirler.
Ultraviyole ışık altında mavi floresans verenler
aflatoksin B
1
(AFB
1
) ve AFB
2
, yeşil floresans
verenler ise AFG
1
ve AFG
2
olarak adlandırıl-
GİRGİN, BAŞARAN, ŞAHİN. DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE İNSAN SAĞLIĞINI TEHDİT EDEN MİKOTOKSİNLER
TÜRK HİJ DEN BİYOL DERGİSİ
98
Tablo 2. Bazı mikotoksinlerin çeşitli etkileri ve neden oldukları hastalıklar
Mikotoksin
Aflatoksin B
1
Sitrinin
α-Siklopiyazonik
asit
Ergotoksinler
(ergotamin)
Fumonisin B
1
Okratoksin A
Patulin
Penitrem A
Fomopsin A
Sporidesmin A
Trikotesenler
(T-2 toksin)
Zearalenon
Oluşturduğu Etki
Karsinojenite
Teratojenite
Nefrotoksisite
Nörotoksisite
Vazokonstrüksiyon
Nörotoksisite
Karsinojenite
Nörotoksisite
Karsinojenite
Nefrotoksisite
Mutajenite
Antibakteriyal
Nörotoksisite
Hepatotoksisite
Hepatotoksisite
Fotosensitivite
Dermatoksisite
Hematopoetik Etki
Östrojenizm
Üreme Bozuklukları
Neden Olduğu Saptanan
Hastalıklar
İnsanda primer karaciğer
kanseri
Turkey-X disease
----
----
Ergotizm
İnsanda St. Anthony Ateşi
Atlarda Ensefalomalazi
Domuzlarda Pulmoner Ödem
Domuzlarda ve Kümes
Hayvanlarında Nefropati
-----
-----
Koyunlarda lupinozis
Koyunlarda lupinozis
Alimentary
toxic
aleukia
(ATA)
Domuzlarda hiperöstrojenizm,
Vulvovajinit ve düşükler
Üreten Cins
Aspergillus
Penicillium
Aspergillus
Penicillium
Aspergillus
Claviceps
Fusarium
Aspergillus
Penicillium
Penicillium
Penicillium
Phomopsis
Pithomyces
Fusarium
Fusarium
maktadır (3). Benzer yapılara sahip toksinler
olmakla birlikte başlıca aflatoksinler AFB
1
, AFB
2
,
AFG
1
ve AFG
2
dir. Bu toksinler çeşitli besin ve
tohumlarda değişen miktarlarda bulunmalarına
rağmen; AFB
1
genellikle en etkin olanıdır.
Şekil 1’de başlıca aflatoksinler olan AFB
1
, AFB
2
,
AFG
1
ve AFG
2
’nin yapıları görülmektedir (1).
AFB
1
ve AFB
2
içeren yemlerle beslenen inek-
lerin sütünde rastlanan, ana moleküle benzer
fakat daha az biyolojik etki gösteren bileşikler ise
AFM
1
ve AFM
2
olarak adlandırılmışlardır. AFM
1
hayvanlarda AFB
1
’in ana matabolitlerindendir ve
genellikle süt ve idrarla itrah edilir (3).
Aflatoksinler kimyasal yapılarına göre
difurokumarosiklopentanon ve difurokumarolak-
ton olmak üzere iki gruba ayrılabilirler. Difuroku-
marosiklopentanon grubunda AFB
1
, AFB
2
,
A F B
2 a
, AFM
1
, AFM
2
, AFM
2 a
ve aflatoksikol;
difurokumarolakton grubunda ise AFG
1
, AFG
2
,
A F G
2 a
, AFGM
1
, AFGM
2
, AFGM
2 a
ve AFB
3
bulunmaktadır.
Yapısal olarak bir çifte bağ içeren dihidrofu-
ran grubu ve kumarin grubuna bağlanan fonk-
siyonel gruplara göre, oluşan biyolojik etkinin
şiddeti değişebilir. AFB
1
’in demetilasyonu toksik
bir türev olan AFP
1
oluşumu ve furan halkalarına
köprü konumunda bulunan karbon atomunun
hidroksilasyonu da AFB
1
ile benzer etkiler
gösteren fakat daha az karsinojenik olan AFM
1
oluşumuyla sonuçlanır (1).
Mikotoksinler üzerindeki çalışmaların çoğu
dihidrofurfuranlar
üzerinde
yoğunlaşmıştır.
Doğada bulunan dört aflatoksin (AFB
1
, AFB
2
,
A F G
1
ve AFG
2
) dihidrofurfuran halkasıyla
sübstitüe kumarin konfigürasyonundadır. Karsino-
jenik potansiyalleri AFB
1
> AFG
1
> AFB
2
> AFG
2
şeklinde azalmaktadır (4). Bu sıra, aflatoksinlerle
ördek yavrularında yapılan çalışmalardan elde
edilen LD
5 0
değerleriyle de gösterilmiştir. Bu
değerler Tablo 3’te gösterilmiştir (1). AFB
1
molekülünde bulunan 8,9 çifte bağının AFB
2
molekülünde doymuş olmasının, AFB
2
'nin daha
az karsinojenik etkili olmasının nedeni olarak
kabul edilmektedir (4).
Aflatoksinler mısır, yerfıstığı, ceviz, Brezilya
fıstığı, keten tohumu, karbonhidrat içeriği yüksek
olan diğer gıdalar ve hatta bitki ve baharatların sık
görülen kontaminantlarındandır (1,5). Yiyecekleri
tarlada ekili oldukları zamandan başlayarak
büyüme, hasat, nakliyat, kötü depolama koşulları,
üretim sırasındaki koşullar ve hatta hazır gıda
olarak kullanılan ürünün raf ömrü esnasında,
kısacası ekimden tüketime kadar her aşamada
kontamine edebilirler (5,6).
Aflatoksinlerle oluşan zehirlenme tablosuna
“aflatoksikoz” adı verilir (6). İnsanlar aflatoksinlere
doğrudan, mesleki maruziyet sonucu veya özellik-
le kontamine yemle beslenmiş hayvanlardan elde
edilen ürünler vasıtasıyla maruz kalabilirler
GİRGİN, BAŞARAN, ŞAHİN. DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE İNSAN SAĞLIĞINI TEHDİT EDEN MİKOTOKSİNLER
VOL 58, NO 3, 2001
99
Şekil 1. Bazı aflatoksinlerin yapıları
Tablo 3. Bazı aflatoksinlerin ördek yavrularındaki LD
50
değerleri
Aflatoksin
LD
50
(µg)
B
1
18
G
1
39
B
2
84
G
2
173
M
1
17
M
2
62
Aflatoksin B
1
Aflatoksin B
2
Aflatoksin G
1
Aflatoksin G
2
(6-8). Zira insanlar tarafından en çok tüketilen
kümes, küçük ve büyükbaş hayvanların et, süt,
yumurta ve bazı organlarında yapılan saptamalar
sonucu elde edilen veriler; çok az miktarda alınan
AFB
1
’in bile başta karaciğer ve diğer dokular ol-
mak üzere süt ve yumurtaya da geçebildiğini
göstermektedir. Kontamine sütten yapılan peynir-
lerde, peynirin daha konsantre bir ürün olması ne-
deniyle yapıldığı sütten 3-3,5 kat daha fazla afla-
toksin taşıdığı saptanmıştır. Yağlara ise yapıldığı
sütün 0,5-0,7 katı kadar aflatoksin geçmektedir.
Bir salgında neden tanımlanamaması, duru-
mun gözden kaçırılamayacak kadar belirgin ve
sendromların belirli tipte yiyeceklerle ilişkili ol-
ması, antibiyotik veya diğer ilaçlarla tedaviye
cevabın düşüklüğü ve salgının mevsimsel olması
durumunda aflatoksikozdan şüphelenilmelidir (6).
Aflatoksinler tüm canlı organizmalarda karsi-
nojenite, teratojenite ve mutajeniteye neden
olmaktadırlar. DNA, RNA ve protein sentezi
inhibisyonu; çeşitli enzim aktivitelerinde azalma;
glukoz metabolizması depresyonu; fosfolipidler,
serbest yağ asitleri, trigliseritler ve kolesterol ve
esterleri dahil olmak üzere lipid sentezi inhibis-
yonu ve pıhtılaşma faktörü inhibisyonu gibi
metabolik etkileri vardır (3). Bazı hayvan tür-
lerinde akut nekroz, siroz ve karaciğer kanserine
yol açarlar. AFB
1
, Uluslarası Kanser Araştırma
Vakfı (IARC) tarafından Grup I karsinojen olarak
sınıflandırılmıştır. AFB
1
’e maruziyet ile dünyada
görülme sıklığında yedinci sırada bulunan primer
hepatoselüler karsinoma arasında ilişki olduğu
sanılmaktadır (5). Toksik etkilerini göstermek için
metabolik aktivasyona gereksinim duyan dolaylı
etkili bir mikotoksindir (9). Primer karaciğer
kanserinin çok orijinli olduğuna inanılsa da afla-
toksin B
1
yiyecek kontaminantı olarak yaygın bu-
lunması nedeniyle en güçlü faktördür (4). He-
patoma ve karaciğer hasarı oluşumuna ilişkin
yapılan çalışmalarla AFB
1
’in
K1 ras protoonko-
geninin aktivasyonunu sağladığı ve p53 tümör
supresör genini farklılaştırdığı saptanmıştır.
Hepatoselüler Karsinoma (HCC) hastalarında,
p53 geninde önemli bir nokta olan 249.
kodonun üçüncü bazında guanin→timin (G→T)
transversiyonu gözlenmiştir (1,4).
Aflatoksinlerin akut ve kronik toksisitelerinde
türlerarası, bireylerarası ve cinsiyete göre önemli
farklılıklar vardır. Şimdiye kadar toksisitelerine
tamamen dirençli bir hayvan türü bulunmamıştır.
(1). Aflatoksinlere olan duyarlılığın cinsiyete bağlı
olup olmadığını araştırmak üzere yapılan
deneylerde dişi farelerin erkek farelere göre daha
az duyarlı olduğu; bu durumun da östrojenik
hormonların koruyucu etkisinden kaynaklandığı
saptanmıştır. Toksisite; çevresel faktörler,
maruziyet doz ve süresi, yaş, sağlık ve beslenme
alışkanlığına göre farklılık gösterebilir (6).
Amerikan Gıda İlaç Kurulu (FDA) tarafından
bazı yiyeceklerdeki aflatoksin kontaminasyonu
için izin verilen maksimum düzeyler Tablo 4’te
gösterilmiştir (1). Ülkemizde 16 Kasım 1997 tari-
hinde yayımlanan 23172 no’lu Resmi Gazete’nin
Türk Gıda Kodeksi Yönetmeliği Bölümü Ek-14’te
aflatoksinler için belirtilen ‘müsaade edilen en
yüksek değerler’ ise Tablo 5’te verilmektedir.
A F B
1
’in mutajenik ve karsinojenik etkileri
detaylı bir şekilde çalışılmıştır ve elektronca
zengin dihidrobisfuranın, karaciğer sitokrom P450
(CYP 450) izoenzimleri CYP 2C ve daha az olmak
üzere farelerde CYP 1A2 ve insanda CYP 3A4 ile
AFB1 8,9-epoksite dönüşmesinden kaynaklan-
maktadır (1,9). CYP 3A4 hepatosit ve entero-
sitlerde bulunduğundan dolayı aflatoksinler için
ekstrahepatik metabolizmalarından söz etmek de
mümkündür. Daha karaciğere ulaşmadan bileşik
biyoaktivasyona uğrayabilmektedir. Bu da afla-
GİRGİN, BAŞARAN, ŞAHİN. DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE İNSAN SAĞLIĞINI TEHDİT EDEN MİKOTOKSİNLER
TÜRK HİJ DEN BİYOL DERGİSİ
100
Tablo 4. Amerikan Gıda İlaç Kurulu (FDA) tarafından
aflatoksin kontaminasyonu için kabul edilen maksimum
düzeyler (ppb)
Substrat
Maksimum Miktar
(ppb)
İnsan yiyeceği ve bazı tür
20
hayvan yemleri
Süt
0.5
Besi Hayvanı Yemi
300
Domuz yemi (et için)
200
Süt veren inek, domuz ve kümes
100
hayvanı yemi
toksinlerin lokal etkileri açısından düşündürücü
bir noktadır. CYP 450 haricinde prostoglandin
sentetazlarla ko-oksidasyona uğrayarak biyoakti-
vasyon olasıdır. Bu reaksiyon
in vivo v e r i l e r i
mevcut olmasa da
in vitro olarak ispatlanmıştır.
Böbrek, akciğer ve bağırsaklar için önemli bir
biyoaktivasyon mekanizmasıdır (4,10).
A F B
1
8,9-epoksit; ekso- ve endo- olmak
üzere iki formda oluşur. Farelerde bu iki izomerin
oranı 32:1 iken insanda bu oran daha düşüktür.
Her iki izomerin de DNA’ya olan afiniteleri
farklıdır. Ekso-epoksit oldukça elektrofiliktir ve
DNA’da guaninin N
7
konumuna bağlanır. Endo-
izomerden yaklaşık 500 kat daha çok mutajenik
aktiviteye sahiptir. AFB
2
ise 8,9 konumunda çifte
bağ içermediğinden dolayı pratik olarak inaktiftir.
A F B
1
8,9-epoksit daha sonra 8,9-dihidro
AFB
1
’e metabolize olarak Schiff bazı oluşumuyla
hücresel proteinlerdeki lizin aminoasitine -amin
grubundan bağlanarak modifiye eder ve hücre
hasarı ve ölümüne neden olabilir (1,4,5).
Şekil 2’de AFB
1
-ekso-8,9-epoksit ve
oluşturduğu DNA katım ürününün yapıları
görülmektedir (1).
Metabolitler, DNA dahil olmak üzere nükleofi-
lik hücresel makromoleküllere oksitin biyolojik sis-
temden izole edilmesine olanak vermeyecek bir
hızla bağlanmaktadırlar. Her iki oksitin de,
A F B
1
’in adenin ve sitozin gibi diğer bazlara
bağlandığına dair kanıtlar olsa da, çok büyük
oranda guaninin N
7
poziyonuna bağlandığı
bilinmektedir (4).
A F B
1
, AFB
2
ve sterigmatosistin oksitleri
guaninin N
7
konumu tarafından nükleofilik atağa
uğrarlar ve bunun sonucunda oksit açılarak
N
7
-guanin kovalan DNA katım ürünü oluşur.
Oluşan bu yapı, üç spontan prosesle kaybolabilir:
(i)
aflatoksin dihidrodiolün ayrılarak çıplak
guanin molekülünün kalması
(ii) pürin
olmayan
kısmını
bırakarak
guaninin ayrılması
(iii) imidazol halkasının açılması.
AFB
1
’in uzaklaştırılması
in vivo olarak DNA
onarım
enzimleri
nedeniyle
daha
hızlı
gerçekleşmektedir.
İmidazol halka açılması guaninn N
7
pozis-
yonuna olan aşırı bağlanmanın sonucudur. Halka
içindeki pozitif yükün artması sonucu 8,9 -dihidro-
1 - 8 - ( 2 , 6 - d i a m i n o - 4 - o k s o - 3 , 4 - d i h i d r o p r i m i d - 5 - i l f o r-
mamido)-9-hidroksi AFB
1
ve 8,9-dihidro-8-(2-
a m i n o - 6 - f o r m a m i d o - 4 - o k s o - 3 , 4 - d i h i d r o p r i m i d - 5 - i l-
amino)-9-hidroksi AFB
1
olmak üzere iki ürün
oluşur. AFB
1
katımı olmuş DNA’nın alkali
koşullarda tutulması imidazol halkasının açılması
ve diol oluşumu ile sonuçlanırken hafif asidik
koşullar AFB
1
-DNA katım ürünlerine dönüşümü
sağlar (4).
GİRGİN, BAŞARAN, ŞAHİN. DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE İNSAN SAĞLIĞINI TEHDİT EDEN MİKOTOKSİNLER
VOL 58, NO 3, 2001
101
Tablo 5. Bazı gıdalarda aflatoksinler için Türk Gıda
Kodeksi tarafından kabul edilen limitler
Aflatoksin Tipi Gıda Maddesi Kabul Edilebilir
En Yüksek Değer
(mg/kg)
B
1
Baharatlar
0,005
B
1
Hububatlar
0,002
B
1
Hububat Unları
0,002
B
1
Tüm Gıda Maddeleri
0,005
M
1
Peynir
0,00025
M
1
Süt ve Süt Ürünleri
0,00005
M
1
Bebek Mamaları ve
0,00002
Devam Formülleri
B
1
+B
2
+G
1
+G
2
Bebek Gıdaları ve
0,00001
Hazır Karışımlar
B
1
+B
2
+G
1
+G
2
Tüm Gıda Maddeleri
0,010
Şekil 2. AFB
1
-ekso-8,9-epoksit ve oluşturduğu DNA
katım ürünü
AFB
1
-ekso-8,9-epoksit AFB
1
-N
7
-Guanin
AFB
1
-DNA katım ürünleri idrarla itrah edilirler
ve bu itrahın diyet kaynaklı AFB
1
alımı ile
doğrusal olarak arttığı düşünülmektedir. Bu
nedenle idrarla atılan AFB
1
katım ürünleri;
diyetsel maruziyetin yanı sıra kanser riskini
gösteren önemli bir biyogösterge olarak da
kullanılmaktadır. Yapılan çalışmalarda, idrar-
larında AFB
1
-DNA katım ürünü bulunan birey-
lerin, bulunmayanlara oranla kansere yakalanma
risklerinin 9,1 kat daha fazla olduğu saptanmıştır
(11).
AFB
1
8,9-epoksit için glutatyon ile konjugas-
yon en önemli detoksifikasyon yoludur. AFB
1
’in
metabolizması sırasında P450 tarafından
katalizlenen pek çok hidroksilasyon oluşur ve bu
reaksiyonlar sonucunda AFM
1
, AFP
1
ve AFQ
1
gibi ikincil metabolitler oluşur. Faz II konjugasyon
işlemleri de primer aflatoksin metabolitlerinin
glukronidasyon, sülfatasyon ve asetilasyonunu
içerir (1,7). Şekil 3’te aflatoksinlerin olası
metabolizma yolları görülmektedir (6).
GİRGİN, BAŞARAN, ŞAHİN. DÜNYADA VE TÜRKİYE’DE İNSAN SAĞLIĞINI TEHDİT EDEN MİKOTOKSİNLER
TÜRK HİJ DEN BİYOL DERGİSİ
102
Dostları ilə paylaş: |