Độc chất môi trường chat aflatoxin

MỞ ĐẦU21.Nguồn gốc.32.Dạng tồn tại43.Sự chuyển hóa và bài tiết64.Độc tính aflatoxin75.Cơ chế tác động của aflatoxin96.Biểu hiện ngộ độc126.1 Biểu hiện trên súc vật126.2. Trên người.127.Đào thải148.Biện pháp phòng tránh149.Tình hình nhiễm độc Aflatoxin1510.Các gian đoạn mà nấm có thể nhiễm vào thực phẩm1610.1. Nhiễm ngoài đồng lúc trước và trong thời gian thu hoạch:1610.2. Nhiễm trong kho khi dự trữ bảo quản thức ăn:1610.3. Nhiễm trùng chuồng nuôi gia súc, gia cầm:1611.Qui định của quốc gia về hàm lượng Aflatoxin trong thực phẩm17KẾT LUẬN20TÀI LIỆU THAM KHẢO21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA: NÔNG - LÂM - NGƯ

BÀI TIỂU LUẬN MÔN: ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG

CHẤT ĐỘC AFLATOXIN

Giảng viên hướng dẫn

Th.S Hoàng Anh Vũ Trương Mạnh Trung Sinh viên thực hiện

Lớp: ĐH Quản lý TNMT K55

Đồng Hới, tháng 11 năm 2016

Độc tố aflatoxin chủ yếu do loài vi nấm Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus tạo ra, là độc tố nguy hiểm nhất và thường nhiễm

trên nông sản, gây độc cho người và gia súc, như gây tác dụng cấp tính,gây tổn thương gan (ung thư gan…), gây quái thai, gây đột biến,…thậmchí với liều lượng cao có thể dẫn tới tử vong Mặc dù sự hiện diện của

Aspergillus flavus không phải lúc nào cũng gắn liền với việc tồn tại

aflatoxin với hàm lượnggây độc, nhưng nó cũng thể hiện nguy cơ lớn vềviệc có thể nhiễm aflatoxin

Ở nước ta, với đặc điểm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, độ ẩm trongkhông khí thường cao, thời vụ canh tác, thu hoạch thường rơi vào mùamưa trong khi các phương tiện thu hoạch, phơi sấy nông sản kém, kho

chứa không đảm bảo khô ráo thoáng mát là điều kiện rất thuận lợi cho nấmmốc phát triển gây nhiễm độc tố cho thực phẩm và thức ăn chăn nuôi.

Do đó việc kiểm soát dư lượng aflatoxin là cần thiết và quan trọng

Để có cái nhìn tổng quan về aflatoxin, các ảnh hưởng của độc tố này lên

cơ thể con người cũng như các loài động vật và các biện pháp phòng tránh

việc nhiễm aflatoxin đã chọn đề tài: “Độc tốAflatoxin”.

1 Nguồn gốc

Trong số 200.000 loại nấm mốc khác nhau, khoảng 50 loài là có hạicho người và động vật Các loại này có thể chia thành hai nhóm: Nhóm gâybệnh dịch và nhóm gây ngộ độc

Ðã từ lâu độc tố nấm ít được các nhà khoa học quan tâm và nghiêncứu, kể cả các nước tiên tiến có đời sống cao Tuy nhiên trong những năm1920-1930 ở Anh và Liên Xô đã thấy xuất hiện nhiều trường hợp ngộ độcAlcaloit ở người, và gà mà chất này có trong lúa mạch, lúa mì Năm 1924Shofield và cộng tác đã phát hiện một loại độc tố được sản sinh từ nấmmốc gây dịch bệnh cho gia súc Cũng trong thời gian này, Liên Xô tìm rabệnh bạch cầu không tăng bạch cầu (Aleusemic) ở một số người ăn phảingũ cốc bị mốc Ðến năm 1960 nhân một vụ dịch làm chết hàng ngàn con

gà tây tại một quần đảo nước Anh do ăn phải lạc thối mốc, các nhà khoahọc phương Tây tiến hành nghiên cứu và phát hiện ra độc tố Anatoxin, mộtđộc tố được tiết ra từ nấm Aspergillus flavus, parasiticus và fumigatus.Năm 1961, ở Anh, người ta đã tiến hành thực nghiệm trên chuột cống, cho

ăn thức ăn đã nhiễm mốc trong đó 20% là bột lạc thối, sau 6 tháng thấyxuất hiện ung thư gan

Ở Thái Lan, năm 1967 nhóm nghiên cứu của Shank cho thấy các mẫulương thực thực phẩm bị mốc thì 50-60% số mẫu đó có Aflatoxin Ðồngthời nhóm tác giả này tiến hành trên thức ăn gia đình (lấy mẫu lương thựcthực phẩm tại các gia đình) cũng thấy có 30-50% số mẫu có độc tốAflatoxin Ở Việt Nam cho đến nay còn ít có những công thành công bố vềvấn đề này Theo kết quả của Viện VSDT đã nghiên cứu trên 29.381 mẫulương thực thực phẩm thấy có 30 loại men mốc khác nhau, trong đó mốcAspergillus chiếm tỉ lệ cao nhất (5,2 - 80,39%) bao gồm 12 chủng loạiAspergillus khác nhau Trong số đó có 11 chủng có khả năng sinh độc tố.Năm 1984, theo tài liệu của Viện dinh dưỡng quốc gia đã nghiên cứu trên

200 mẫu gạo bán ở Hà Nội thấy ở 2 mẫu có nhiều nấm Aspergillus Flavus,một loại nấm có khả năng tạo ra Aflatoxin

Aflatoxin là một sản phẩm thứ cấp được tiết ra trong quá trình sinh

trưởng và phát tiển của một số loài nấm Aspergillus, thường thấy nhất là Aspergillus flavus, Aspergillus parasiticus và Aspergillus fumigatus Các

sản phẩm có thể nhiễm Aflatoxin Các hạt ngũ cốc Ngô, thóc gạo, lúa mì,

bo bo, hạt có dầu Lạc, bong, dừa, đậu tương, hướng dương, Củ Sắn, khoaitây, Sữa Sữa tươi, pho mat, Thủy sản Cá, tôm, Sản phẩm lên men Bia, nướcgiải khát, rượu vang…

Hình 1: Aspergillus flavus Hình 2: Aspergillus parasiticus

2 Dạng tồn tại

Điều đầu tiên chúng ta cần biết aflatoxin là tinh thể trắng, bền vớinhiệt, không bị phân hủy khi đun nấu ở nhiệt độ thông thường (ở 120oC,phải đun 30 phút mới mất tác dụng độc), do vậy, nó có thể tồn tại trongthực phẩm không cần sự có mặt của nấm mốc tương ứng; đồng thời, nó rấtbền với các men tiêu hóa Tuy nhiên, nó lại không bền dưới ánh sáng mặttrời và tia tử ngoại nên việc khử độc thực phẩm sẽ có nhiều biện pháp hơn.

Có ít nhất 17 dạng aflatoxin khác nhau có trong tự nhiên Aflatoxin

B1 được coi là dạng độc nhất và được sản sinh bởiAspergillus flavus và Aspergillus parasiticus Aflatoxin G1 và G2 chỉ được sinh ra từ A parasiticus Sự có mặt của Aspergillus trong các sản phẩm thực phẩm

không phải lúc nào cũng là chỉ thị về mức aflatoxin có hại mà nó biểu thịcho rủi ro đáng kể khi sử dụng thực phẩm

Aflatoxin M1, M2 thường được phát hiện trong sữa của bò được cho ănbởi các loại hạt bị nhiễm nấm mốc Các độc tố này là sản phẩm của mộtquá trình chuyển hóa trong gan động vật Tuy nhiên, aflatoxin M1 cũng có

mặt trong sản phẩm lên men bởiAspergillus parasiticus.

 Aflatoxin B1 & B2: được sinh ra bởi Aspergillus flavus và A parasiticus.

 Aflatoxin G1 & G2: được sinh ra bởi Aspergillus parasiticus.

 Aflatoxin M1: chất chuyển hóa của aflatoxin B1 trên người và độngvật (trong sữa mẹ có thể phơi nhiễm tới mức ng )

 Aflatoxin M2: chất chuyển hóa của aflatoxin B2 trong sữa của bòđược cho ăn thức ăn nhiễm aflatoxin

 Aflatoxicol

Công thức : B1 (C17H2O6); B2 (C17H14O6 ); G1 (C17H12O7); G2 (C17H14O7)

Hình 3 Cấu tạo của các aflatoxin B1, B2, M1, M2, G1, G2

3 Sự chuyển hóa và bài tiết

Allcrofl và Carnaghan là những người đầu tiên nhận thấy nếu cho bòsữa ăn khô lạc có nhều aflatoxin, thì sữa của chúng độc với vịt con mộtngày tuổi Qua phân tích người ta phát hiện ra các các chất độc chỉ gồmnhững vết aflatoxin B1, chủ yếu là các dẫn xuất aflatoxin M1 và M2 Mộtlượng rất ít các aflatoxin đó đã được phát hiện trong các giống nuôi cấy

A.flavus trên lạc và trên nhiều cơ chất khác Để chắc chắn rằng các

aflatoxin M trong sữa là những sản phẩm chuyển hóa của aflatoxin ăn vào,người ta đã cho chuột cái đang cho con bú uống aflatoxin B1 và đã tìm thấyaflatoxin M1 trong sữa Aflatoxin M1 còn được tìm thấy trong sữa dê, mậtchuột, gan chuột, phân và nước tiểu bò cái và cừu; máu, nước tiểu, mật,thận thỏ con, trong nước tiểu người ăn bơ dầu lạc có nhiễm khuẩn việcchuyển hóa các aflatoxin xảy ra rất nhanh Nếu cho bò cái ăn một lượngduy nhất (0.5 mg/kg) hỗn hợp các aflatoxin B1: 44%, G1: 44%, B2: 2% vàphân tích đều đặn sữa, người ta thấy 85% lượng aflatoxin phát hiện thấytrong sữa và nước tiểu được bài tiết ra trong vòng 48 giờ; 4 ngày sau trongsữa và 6 ngày sau trong nước tiểu, phân không phát hiện được một vết nàonữa Trong sữa chỉ aflatoxin M1 và lượng chất này chiếm 0.35% lượng

aflatoxin B1 ăn phải Mặt khác, nếu cho 67 đến 200 mg aflatoxin B1 vàokhẩu phần hàng tuần của một bò cái, người ta thấy có 0.07 đến 0.15 mg/kgaflatoxin M1 trong sữa đã đông khô các động vật không có vú, sự chuyểnhóa aflatoxin B1 chủ yếu là sự hidroxyl hóa, đồng thời mất nhóm metyl;cuối cùng đưa đến những sản phẩm như aflatoxin P1 tìm thấy trong nướctiểu.

Nếu cho chuột ăn các aflatoxin B1 và G1, phân tích nước tiểu củachúng thấy nhân cumarin vẫn còn nguyên vẹn; phân tử bị thoái biến do

mở nhân furan, hình thành một mạch bên thẳng tận cùng bởi một nhómandehyt Nhóm này sẽ tự oxi hóa khi bài tiết ra

4 Độc tính aflatoxin

Ngoài việc gây ngộ độc cấp tính (liều gây chết người khoảng 10mg), độc tố Aflatoxin còn được xem là nguyên nhân gây xơ gan và ungthư Aflatoxin là một trong những chất gây ung thư gan mạnh nhất, nếuhấp thu một lượng là 2,5 mg Aflatoxin trong thời gian ngắn (khoảng 3tháng) có thể dẫn đến ung thư gan sau một năm

Aflatoxin gây ra các tác hại chính sau đây:

- Phá hủy tế bào gan, thận và các bộ phận khác

- Ức chế lên hệ miễn dịch

- Ăn mòn thành ruột và dạ dày

- Suy dinh dưỡng, chậm lớn, chết

- Gây ra ung thư gan ở người và gia súc

 Biểu thức số học về độc tính thường là LD50 được định nghĩa liềulượng cần thiết để làm chết 50% số động vật thí nghiệm, là một chỉ tiêu

để xác định tính độc hại của một chất

một ngày tuổi

Aflatoxi n

LD50 (mg aflatoxin) kg vịt)

Cho đến nay, trong 16 aflatoxin đã phát hiện được, cần đặc biệtchú ý đến các aflatoxin B1, G1, B1, G2 vì các aflatoxin này có độc tínhcao nhất, đồng thời cũng là các aflatoxin được tạo thành với số lượngnhiều nhất, cả trong các cơ chất tự nhiên, trong các sản phẩm cũng nhưtrong môit rường lên men Độc tính này tăng dần từ aflatoxin B1 đến cácaflatoxin G1, B2, G2.

Độc tính cấp:

Sự ngộ độc cấp tính thể hiện bằng cái chết của các động vật thí nghiệmtrong những khoảng thời gian thay đổi tùy theo khả năng chịu đựng của từngloài Giải phẫu bệnh cho thấy hoại tử và chảy máu ở nhu mô gan,viêm tiểu cầuthận cấp, tụ máu ở phổi, gan nhợt nhạt mất màuvà tăng thể tích

B1 độc hơn B2 và G1 độc hơn G2, aflatoxin B độc hơn G

Ở chuột LD50 lớn hơn gấp khoảng 10 lần vịt con Người ta cũng đã thửnghiệm độc tính cấp của các aflatoxin trên nhiều động vật khác: cá hồi, độngvật có vú…đều thấy tác dụng độc tính rất cao làm tổn thương tế bào

ung thư gan sau một năm Liều gây ung thư của aflatoxin thấp hơn 1.000 lần sovới các phẩm màu azoic, đặc biệt là đối với ung thư gan.

Hình 4: kết quả một số thử nghiệm vê khả năng gây độc của aflatoxin lên gan động vật ( có sự thay đổi màu đo bị nhiểm chất độc aflatoxin)

5 Cơ chế tác động của aflatoxin

Aflatoxin B1 là phân tử ái lực mạnh với thành ruột, có trọng lượngphân tử thấp nên dễ dàng được hấp thu hoàn toàn sau khi ăn

Khi đến ruột non, Aflatoxin B1 sẽ nhanh chóng được hấp thu vào tĩnhmạch và ruột non, tá tràng Từ ống tiêu hóa, theo tĩnh mạch cửa, Aflatoxintập trung vào gan nhiều nhất (chiếm khoảng 17% lượng Aflatoxin của cơthể) tiếp theo là ở thận, cơ, mô mỡ, tụy, lách và 80% bị bài tiết ra ngoàitrong khoảng một tuần và đáng chú ý là nó còn bài tiết qua tuyến sữa gâybệnh cho thai nhi đang bú sữa mẹ Chu kì bán rã trong huyết tương là 36,5phút, lượng phân phối là 14% trọng lượng cơ thể, giải phóng khỏi cơ thể là1,25 L/ Kg/ h Aflatoxin M1 chủ yếu bài tiết trong vòng 48 giờ (Hendrickse1991)

Cho đến nay, các luận chứng khoa học đã công nhận khả năng tácđộng lên tế bào gan của Aflatoxin trải qua 5 giai đoạn sau:

- Ức chế các men polymerase mà chúng có vai trò tổng hợp DNA vàRNA

- Làm chậm hoặc ngừng hẳn sự tổng hợp DNA

- Ngăn cản cơ chế sinh tổng hợp RNA truyền tin

- Biến đổi hình dạng nhân tế bào.

- Hạn chế quá trình sinh tổng hợp protein

→ Hậu quả là gây ung thư biểu mô tế bào gan

Do cấu trúc hóa học có vòng dihydro-furan nên Aflatoxin B1 liên kếtvới một số enzym làm cản trở trao đổi chất dẫn đến tử vong

Tại gan, Aflatoxin B1 (AFB 1) được chuyển hóa bởi nhóm enzymcytochrome p450 (ở người là P450 III A4 đối với người lớn và P450 IIIA6 đối với thai nhi) tạo thành nhiều sản phẩm chuyển hóa như Aflatoxicol,Aflatoxin Q1, Aflatoxin P1, và Aflatoxin M1, tùy thuộc vào khuynh hướng

di truyền của loài Đối với con người, phần lớn Aflatoxin B1 chuyển hóa

thành AFQ 1 , ngoài ra còn có AFM 1 , aflatoxicol (AFL), AFLH 1, AFP1, AFB2a và AFB1-2, 2-dihydrodiol

Enzym Cytochrome P450 IIIA4 vừa kích hoạt vừa giải độc AFB1, quaquá trình trao đổi chất, các sản phẩm tạo thành bao gồm chất chuyển hóađộc hại (epoxit) từ epoxidation và chất chuyển hóa ít độc hại từ hydroxy

và demethylation Chỉ có 8, 9-exo epoxide gây đột biến còn những sảnphẩm khác đều là những sản phẩm giải độc

Dưới sự xúc tác của enzim glutathione-S-transferase, liên hợp củaepoxit và glutathione (GSH, một tripeptide nội sinh được tổng hợp từ tếbào bằng 3 amin: cysteine, glutamic và glycine, gắn kết với các độc chấttrong gan, chuyển hóa chúng và đào thải ra ngoài) được tạo thành, làmgiảm sự biến đổi DNA do epoxit gây ra Con người có ít glutathione-S-transferase hoạt động đối với liên kết 8,9-epoxit hơn so với chuột , vì thếcon người ít có khả năng giải độc chất chuyển hóa quan trọng này

Các epoxit AFB 1 có thể phản ứng với nitơ hạt nhân, các nguyên tửkhác có thành phần oxy và lưu huỳnh trong tế bào (Guengerich và cáccộng sự 1996) Chất hoạt động mạnh này có thể kết hợp với các thànhphần của DNA cụ thể là guanine để tạo ra sự biến đổi trong DNA(Hendrickse 1991) Đây có thể là sản phẩm quan trọng nhất gây ung thư

Các đồng phân exo của aflatoxin B1(AFB1) 8,9-epoxit gây đột biếnbằng cách xen vào giữa DNA vì hình thành một sản phẩm cộng hợp vớiguanine do phản ứng với các nguyên tử N7 của guanine Mặc dù các epoxitthủy phân nhanh trong H2O (0,6 s -1 ở 25 ° C), nhưng các sản phẩm cộnghợp DNA vẫn rất cao.

Trong cơ thể con người, AFB 1chuyển hóa chủ yếu thành sản phẩmcộng hợp aflatoxin B1-N7 guanin Sự đan xen các epoxit gây ra sự chuyển

G thành T ở codon 249 của gen p53 trong gan (AGG →AGT: Arg → Ser),

có thể dẫn đến tổn thương gan và ung thư gan

Hình 5: sơ đồ cấu cạo của AFB1 8,9-epoxit

Ngoài ra trong quá trình tuần hoàn, Aflatoxin B1 còn được gắn vớiprotein huyết tương đặc biệt là albumin để tạo thành aflatoxinalbumin

(Autrup và cộng sự năm 1991) Các AFB1 8,9- exo epoxit sau khi thủy

phân tạo thành AFB 1- dihydrodiol sẽ oxy hóa liên tiếp dialdehyde vàngưng tụ với nhóm S-amin của lysine Sản phẩm cộng hợp này là một cấutrúc protein- aflatoxin hoàn toàn thay đổi chỉ giữ lại các coumarin và vòngcyclopen-tenone của hợp chất ban đầu Các chu kỳ bán rã trung bình củaalbumin ở người là khoảng 20 ngày Do đó, aflatoxin sẽ tích lũy lâu dàikhi có albumin

Đối với các cơ quan khác trong cơ thể, Aflatoxin ảnh hưởng các chuỗivận chuyển điện tử can thiệp vào hệ thống cytochrome – làm giảm ATP,

ức chế ATPase, và gây sưng ty thể, ngăn cản sản xuất năng lượng tế bào

Ngoài ra, việc tăng AFB 1 – 8, 9 epoxit làm tăng đáng kể lượng lipidperoxide (Toskulkao và các cộng sự 1982) Peoroxy hóa lipid màng tế bàolàm mất tính toàn Vẹn của màng tế bào, giới hạn hoạt động của enzym và

ly giải màng tế bào (Younes và Siegers 1984; Toskulkao và cộng sự năm1982; Toskulkao và Glinsukon 1988)

AFM1 và AFG 1 hình thành glucoronide hoặc liên hợp sulphate được

bài tiết trong nước tiểu Sản phẩm cộng hợp với DNA và AFB 1 -N 7-guaninecũng được bài tiết trong nước tiểu, Aflatoxin M1và M2 được bài tiết trong

sữa Liên hợp AFB 1-glutathione được bài tiết chủ yếu qua mật

Aflatoxin B1 có độc tính gần tương đương aflatoxin M1 Aflatoxin M2

ít độc hơn aflatoxin M1 Các aflatoxin B2 và G2 có độc tính kém hơn nhiều

so với aflatoxin B1 Người ta còn nhận thấy rằng khi không có nối đôidihydrofuran ở đầu cùng thì độc tính

6 Biểu hiện ngộ độc

6.1 Biểu hiện trên súc vật

Thí nghiệm biểu hiện ở 4 nhóm bệnh chính

Những phá hủy có tính chất cấp tính ở gan - thể hiện một nhiễm độccấp tính Thường là do aflatoxin B1, B2, G1, G2 trong đó độc tố có độc tínhmạnh nhất là B1, sau đó đến G1, rồi đến B2, và sau cùng là G2 Bên cạnhgan, các cơ quan khách như phổi, thận, mạc treo, túi mật cũng bị tổnthương ít nhiều

• Hiện tượng xơ gan: sau một nhiễm độc cấp tính như trên có hai khảnăng có thể diễn ra: một là các tổ chức mới ở gan sẽ được tái tạo dần dần

và gan trở lại hồi phục hoàn toàn.Hai là chuyển thành xơ gan

• Ung thư gan: liều gây ung thư gan trên chuột nhắt trắng là 0,4ppm,tức là cho chuột ăn hàng ngày với liều 0,4mg aflatoxin/kg thức ăn Sau 2-3tuần có thể gây ung thư gan Riêng Aflatoxin B1 liều gây ung thư gan cóthể là 10ppm tức là mỗi ngày cho chuột ăn lomg/kg thức ăn

• Hiện tượng gây viêm sưng nặng nề dẫn đến hoại tử các tổ chức vànội tạng

6.2 Trên người.