Độc tố aflatoxin trên lương thực thực phẩm

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 giasúc, như gây

MỞ ĐẦU

Hiện nay, trên thế giới việc nghiên cứu mức độ nhiễm nấm mốc và độc tố nấm trênlương thực, thực phẩm là vấn đề quan trọng nhằm bảo vệ sức khoẻ con người và vật nuôi

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 giasúc, như gây tác dụng cấp tính, gây tổn thương gan (ung thư gan…), gây quái thai, độtbiến,…thậm chí với liều lượng cao có thể dẫn tới tử vong Trong rất nhiều loại aflatoxintrong tự nhiên thì aflatoxin B1 được coi là chất độc nguy hiểm nhất Mặc dù sự hiện diện

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

lượng gây độc, nhưng nó cũng thể hiện nguy cơ lớn về việc có thể nhiễm aflatoxin

Ở nước ta, với đặc điểm khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, độ ẩm trong không khí thườngcao, thời vụ canh tác, thu hoạch thường rơi vào mùa mưa trong khi các phương tiện thuhoạch, phơi sấy nông sản kém, kho chứa không đảm bảo khô ráo thoáng mát là điều kiệnrất thuận lợi cho nấm mốc phát triển gây nhiễm độc tố cho thực phẩm và thức ăn chănnuôi

Do đó việc kiểm soát dư lượng aflatoxin là cần thiết và quan trọng Giới hạn vềmức nhiễm aflatoxin đã là một trong những tiêu chuẩn của an toàn vệ sinh thực phẩm Để

có cái nhìn tổng quan về aflatoxin, các ảnh hưởng của độc tố này lên cơ thể con ngườicũng như các loài động vật và các biện pháp phòng tránh việc nhiễm aflatoxin, nhóm

chúng em đã chọn đề tài: “Độc tố Aflatoxin trên lương thực thực phẩm”.

Do kiến thức và thời gian tìm hiểu của chúng em còn hạn chế, hơn nữa có rất ít tàiliệu tiếng Việt đề cập chuyên sâu về vấn đề này, các thông tin trong bài tiểu luận chủ yếulấy từ các nguồn trang web nước ngoài nên bài tiểu luận này không tránh khỏi nhữngthiếu sót, nhóm chúng em mong thầy và các bạn thông cảm và đóng góp ý kiến để các bàitiểu luận sau của chúng em được hoàn thiện hơn

I TỔNG QUAN VỀ AFLATOXIN

1.1 aflatoxin là gỉ?

Aflatoxin là độc tố vi nấm sản sinh tự nhiên bởi một số loài Aspergillus, là mộtloại nấm mốc, đáng chú ý nhất là Aspergillus flavusvàAspergillus parasiticus.Aflatoxin là độc tố và là tác nhân gây ung thư Sau khi thâm nhập vào cơ thể, cácaflatoxin có thể được gan chuyển hóa thành dạng trung gian epoxit hoạt hóa hoặcđược thuỷ phân và trở thành M1 ít độc hơn

Aflatoxin là độc tố nguy hiểm nhất và thường nhiễm trên nông sản, nó gây độccho người và gia súc, như gây tác dụng cấp tính, gây tổn thương gan (ung thưgan ), gây quái thai, gây đột biến, thậm chí với liều lượng cao có thế dẫn tới tửvong Trong rất nhiều loại aílatoxin trong tự nhiên thì aflatoxin BI được coi làchất độc nguy hiểm nhất Mặc dù sự hiện diện của Aspergỉỉỉus flavus không phảilúc nào cũng gắn liền với việc tồn tại aílatoxin với hàm lượng gây độc, nhưng nócũng thể hiện nguy cơ lớn về việc có the nhiễm aílatoxin

Hiện nay, các nhà khoa học đã phát hiện khoảng 18 loại aflatoxin khác nhau:Aflatoxin B1, B2, B2a, B3, G1, G2a, M1, GM2, P1, Q1, RO, RB1, RB2, AFL,AFLH, AFLM và những chất bắt nguồn từ methoxy, ethoxy và acetoxy Tuynhiên, chỉ một số ít trong chúng, quan trọng nhất là Aflatoxin B1 được ghi nhận

là hợp chất xuất hiện trong tự nhiên, các chất còn lại được sản sinh trong quátrình trao đổi chất, hoặc là các dẫn xuất Hợp chất quan trọng sau B1 được tìmthấy trong các sản phẩm tạo thành với số lượng nhiều nhất, cả trong các cơ chất

tự nhiên, trong các sản phẩm cũng như trong môi trường lên men Độc tính nàytăng dần từ aflatoxin B1 đến các aflatoxin G1, B2, G2

1.2 Điều kiện gây nhiễn bẩn aflatoxin

Các loài sinh aflatoxin thuộc chi Aspergillus phân bố rất rộng trong tự nhiên.Chúng có thể tạo khuẩn lạc và gây nhiễm vào hạt trước khi thu hoạch và trongquá trình bảo quản Cây chủ rất dễ bị gây nhiễm bởi Aspergillus sau phơi nhiễmkéo dài trong môi trường có độ ẩm cao hoặc bị tổn thương các điều kiện xấu nhưhạn hán

Các môi trường sống bản địa của Aspergillus là trong đất, thực vật mục nát vàngũ cốc đang bị giảm sức đề kháng vi sinh vật và nó xâm nhập tất cả các loại chấthữu cơ mỗi khi có điều kiện được thuận lợi cho sự phát triển của nó Điều kiệnthuận lợi bao gồm độ ẩm cao (ít nhất là 7%) và nhiệt độ cao.

Các loại nông sản thường bị nhiễm aflatoxin là ngũ cốc (ngô, kê, lúa miến, gạo,lúa mì), hạt có dầu (lạc, đậu tương, hạt hướng dương, hạt bông), gia vị (ớt, hạttiêu đen, rau mùi, nghệ, gừng) và các loại quả hoặc hạt khác như hạt dẻ, dừa…Aflatoxin cũng có thể xuất hiện trong sữa của động vật được cho ăn bằng thức ănnhiễm aflatoxin

1.2Lịch sử phát hiện Aflatoxin

Vào năm 1960, nghề nuôi gia cầm ở nước Anh bị tổn thất rất nặng nề, lúc đầu hơn10.000 gà tây chết vì một bệnh mới gọi là “bệnh gà tây X” (Turkey X disease) Sau đó,các loại gia cầm khác như vịt, gà lôi cũng bị nhiễm bệnh và tử vong rất nhiều Qua điềutra, người ta xác định được bệnh có liên quan đến một loại độc tố do nấm có trong thức

ăn sinh ra Đến năm 1961 người ta đã tìm ra bản chất hoá học của độc chất này là

Aflatoxin do vi nấm Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus Aflatoxin có 4 dẫn

xuất quan trọng là AFB1, AFB2, AFG1, AFG2 Giữa 4 loại trên thì thì Aflatoxin B1chiếm nhiều nhất trong nông sản và gây tác hại nhiều nhất, gây ngộ độc nhanh nhất vàphổ biến nhất

Năm 1961, các công trình nghiên cứu công nhận rằng Aflatoxin được tạo ra bởi nấm

Aspergillus flavus và có thể là nguyên nhân gây ra khối u ở gan của động vật Trên động

vật thủy sản, những nghiên cứu đầu tiên về độc tố Aflatoxin trên cá hồi được thực hiệnbởi Ashley và các cộng sự

Từ đó trở đi có nhiều công trình nghiên cứu về độc tố Aflatoxin Các nhà khoa họccũng đã xác định được công thức phân tử và công thức cấu tạo của Aflatoxin

1.3 Các loài có khả năng sản sinh Aflatoxin

Aflatoxin thường được tạo bởi hai loài nấm quen thuộc là Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus với các lượng khác nhau tùy thuộc vào chủng nấm, cơ chất, điều

kiện khí hậu và môi trường

Một số loài nấm mốc khác cũng có khả năng sinh Aflatoxin với lượng rất ít như loài:

Penicillium puberulum Bai, các chủng thuộc Aspergillus như Aspergillus tamariikita, Aspergillus niger tiegh, Aspergillus ostiamis wehmen, Aspergillus ruper…

Tuy nhiên cũng còn nhiều tranh cãi vì trong quá trình phát triển, Aspergillus flavus thường lẫn với nhiều loài nấm khác, đặc biệt là với Penicillium rubrum stoll và khi đó có

thể nhầm Aflatoxin là do Penicillium sản sinh ra

Trong một số trường hợp, cũng có thể nhầm lẫn với độc tố Sterigmatoxistin và Avecsin

vì có cấu tạo hóa học gần giống với Aflatoxin

Aspergillus flavus

Aspergillus parasiticus

1.4 Điều kiện gây nhiễn bẩn aflatoxin

Các loài sinh aflatoxin thuộc chi Aspergillus phân bố rất rộng

trong tự nhiên Chúng có thể tạo khuẩn lạc và gây nhiễm vào hạt trước khi thu hoạch và trong quá trình bảo quản Cây chủ rất dễ

bị gây nhiễm bởi Aspergillus sau phơi nhiễm kéo dài trong môi

trường có độ ẩm cao hoặc bị tổn thương các điều kiện xấu như hạn hán.

Các môi trường sống bản địa của Aspergillus là trong đất, thực

vật mục nát và ngũ cốc đang bị giảm sức đề kháng vi sinh vật và

nó xâm nhập tất cả các loại chất hữu cơ mỗi khi có điều kiện được thuận lợi cho sự phát triển của nó Điều kiện thuận lợi bao gồm độ ẩm cao (ít nhất là 7%) và nhiệt độ cao.

Các loại nông sản thường bị nhiễm aflatoxin là ngũ cốc ( ngô , kê , lúa miến , gạo , lúa mì ), hạt có dầu ( lạc , đậu tương , hạt hướng dương , hạt bông ), gia vị ( ớt , hạt tiêu đen , rau mùi , nghệ , gừng ) và các loại quả hoặc hạt khác như hạt dẻ, dừa…

Aflatoxin cũng có thể xuất hiện trong sữa của động vật được cho

ăn bằng thức ăn nhiễm aflatoxin

1.5 Cấu trúc và các tính chất của Aflatoxin

1.5.1 cấu trúc hóa học

một số công thức cấu tạo

Các Aflatoxin thường nhiễm trên các sản phẩm thực vật Hiện nay người ta đã tìmthấy khoảng 18 loại aflatoxin khác nhau, tuy nhiên có 4 loại chính thường gặp nhất gồm

4 hợp chất của nhóm bis-furanocoumarin, là sản phẩm trao đổi chất tạo bởi nấm

Aspergillus flavus và Aspergillus parasiticus, được đặt tên là B1, B2, G1, G2

Bốn chất được phân biệt trên cơ sở màu phát quang của chúng B là chữ viết tắtcủa Blue (màu xanh nước biển) và chữ G là chữ viết tắt của Green (màu xanh lá cây).Các sắc kí đồ lớp mỏng alumin, thu được từ nước chiết bằng clorofrom : metanol (98.5 :

1.5) được tách bằng hệ thống clorofrom : cacbon tetraclorua : nước : metanol (2 : 2.5 : 1 :3) đã phát hiện hai vết huỳnh quang dưới ánh sáng tử ngoại: một vết huỳnh quang xanhtím, đó là aflatoxin B1, một vết khác có Rf thấp hơn và huỳnh quang màu lục, đó làaflatoxin G1 Aflatoxin G1 có cấu trúc rất gần với cấu trúc aflatoxin B1: nó có hai chứclacton, còn aflatoxin B1 chỉ có một Bằng cách khử nối đôi cách trong nhân hidrofuran tậncùng của dihidroaflatoxin B1 và G1 ta thu được hai sản phẩm độc khác là aflatoxin B2 và

G2 So với aflatoxin B1, độc tính của chúng đối với vịt con kém hơn từ 60 đến 100 lần;như vậy chúng sẽ không độc, nếu không có các khả năng mất hidrat chuyển thànhaflatoxin B1 rất độc

Aflatoxin B1, B2 trong sữa bò được chuyển hoá và gọi là Aflatoxin M1 vàAflatoxin M2 (M là một chữ viết tắt của Milk) Aflatoxin M1 có huỳnh quang xanh tím,aflatoxin M2 có Rf thấp hơn và huỳnh quang tím Aflatoxin M1 là hidroxi – 4 aflatoxin B1,

và aflatoxin M2 là hidroxi – 4 aflatoxin B2

Trong bốn loại Aflatoxin thì Aflatoxin B1 thường được tìm thấy ở nồng độ cao nhất,tiếp theo là G1, trong khi đó B2 và G2 tồn tại ở nồng độ thấp hơn

Aflatoxin tinh khiết rất bền vững ở nhiệt độ cao lên đến điểm nóng chảy, khi đượclàm nóng trong không khí Tuy nhiên nó tương đối không bền khi để dưới không khí vàdưới tia cực tím ở phiến sắc kí bản mỏng, và đặc biệt khi hoà tan ở các dung môi có độphân cực cao Các Aflatoxin trong các dung môi clorofom và benzen bền vững trongnhiều năm nếu được giữ trong chỗ tối và lạnh Các Aflatoxin ít hoặc không bị phá huỷdưới điều kiện nấu bình thường và làm nóng khi thanh trùng Tuy nhiên, khi có độ ẩm và

ở nhiệt độ cao vẫn có thể tiêu hủy aflatoxin trong một khoảng thời gian nhất định

Các Aflatoxin được hoà tan trong các dung môi phân cực nhẹ như clorofom, metanol

và đặc biệt ở dimethylsulfoit (dung môi thường được sử dụng như phương tiện trong việc

áp dụng các Aflatoxin vào các động vật thực nghiệm) Tính tan của Aflatoxin trong nướcdao động từ 10-20mg/l

1.6 Tính chất hóa học

Sự có mặt của vòng lacton ở phân tử Aflatoxin làm chúng nhạy cảm với việc thuỷ phântrong môi trường kiềm, đặc tính này là quan trọng trong bất kì quá trình chế biến thựcphẩm vì quá trình xử lý kiềm làm giảm hàm lượng Aflatoxin của các sản phẩm, mặc dù

sự có mặt của protein, pH và thời gian xử lý có thể thay đổi các kết quả Tuy nhiên nếu

xử lý kiềm là nhẹ thì việc axit hoá sẽ làm phản ứng ngược trở lại để tạo Aflatoxin ban

Bảng: Tính chất lý – hóa chủ yếu của các aflatoxin

(* Kết quả của Townsend, ** Kết quả của Stubblefield và đồng tác giả, *** kết quả của Beljiaars)

Ở nhiệt độ cao (khoảng 100oC) sự mở vòng decarboxylation xảy ra và phản ứng cóthể tiến xa hơn, dẫn đến sự mất mát các nhóm methoxy từ vòng thơm.

Khi có các acid vô cơ và bổ sung nước, Aflatoxin B1 và G1 chuyển hóa thànhAflatoxin B2A và G2A Các sản phẩm cộng hợp tương tự của Aflatoxin B1 và G1 cũngđược hình thành với clorua axit formic thionyl, clorua axit axetic và axit thionyltrifluoroacetic

Nhiều tác nhân oxy hóa, chẳng hạn như hypochlorite natri, thuốc tím, chlorine,hydrogen peroxide, ozone và peborat natri phản ứng với Aflatoxin và thay đổi các phân

tử Aflatoxin, một số phản ứng làm mất huỳnh quang

Sự hydro hóa Aflatoxin B1 và B2 sinh ra Aflatoxin G1, G2 tương ứng Sự khửAflatoxin B1 bằng 3 mol hydro sinh ra tetrahydroxyaflatoxin khử Aflatoxin B1 và B2bằng natriborohydride tạo ra RB1 và RB2 tương ứng Hiện tượng đó là kết quả của việc

mở vòng lacton bởi sự khử nhóm acid và nhóm xeton ở vòng cyclopentene

1.7 Sự chuyển hóa và bài tiết aflatoxin

Allcrofl và Carnaghan là những người đầu tiên nhận thấy nếu cho bò sữa ăn khôlạc có nhều aflatoxin, thì sữa của chúng độc với vịt con một ngày tuổi Qua phân tíchngười ta phát hiện ra các các chất độc chỉ gồm những vết aflatoxin B1, chủ yếu là các dẫnxuất aflatoxin M1 và M2 Một lượng 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 đãcho chuột cái đang cho con bú uống aflatoxin B1 và đã tìm thấy aflatoxin M1 trong sữa.Aflatoxin M1 còn được tìm thấy trong sữa dê, mật chuột, gan chuột, phân và nước tiểu bòcái và cừu; máu, nước tiểu, mật, thận thỏ con, trong nước tiểu người ăn bơ dầu lạc cónhiễm khuẩn

Việc chuyển hóa các aflatoxin xảy ra rất nhanh Nếu cho bò cái ăn một lượng duynhất (0.5 mg/kg) hỗn hợp các aflatoxin B1: 44%, G1: 44%, B2: 2% và phân tích đều đặnsữa, người ta thấy 85% lượng aflatoxin phát hiện thấy trong sữa và nước tiểu được bàitiết ra trong vòng 48 giờ; 4 ngày sau trong sữa và 6 ngày sau trong nước tiểu, phân khôngphát hiện được một vết nào nữa 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/kg aflatoxin M1

trong sữa đã đông khô

Ở các động vật không có vú, sự chuyển hóa aflatoxin B1 chủ yếu là sự hidroxylhóa, đồng thời mất nhóm metyl; cuối cùng đưa đến những sản phẩm như aflatoxin P1 tìmthấy trong nước tiểu

Nếu cho chuột ăn các aflatoxin B1 và G1, phân tích nước tiểu của chúng thấy nhâncumarin vẫn còn nguyên vẹn; phân tử bị thoái biến do mở nhân furan, hình thành mộtmạch bên thẳng tận cùng bởi một nhóm andehyt Nhóm này sẽ tự oxi hóa khi bài tiết ra

1 Độc tính của Aflatoxin

Ngoài việc gây ngộ độc cấp tính (liều gây chết người khoảng 10 mg), độc tốAflatoxin còn được xem là nguyên nhân gây xơ gan và ung thư Aflatoxin là một trongnhững chất gây ung thư gan mạnh nhất, nếu hấp thu một lượng là 2,5 mg Aflatoxin trongthời gian ngắn (khoảng 3 tháng) 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

Như vậy, Aflatoxin có khả năng gây độc cấp tính và mãn tính ở người và động vật.Nghiêm trọng nhất và nguy hiểm nhất là khả năng gây xơ gan và ung thư gan

2 Các phương pháp phát hiện Aflatoxin

Phát hiện được sự có mặt của Aflatoxin trong thức ăn là điều rất quan trọng Nhiềuphương pháp phát hiện Aflatoxin đã được đưa ra, tất cả đều rất đáng chú ý và có thể bổsung cho nhau

1 Phương pháp sinh học

2 Phát hiện bằng đường lý - hoá học

Ta có thể nhận biết sự có mặt Afltoxin một cách dễ dàng nhờ một số tính chất của

chúng:

− Khử nitrat bạc ammoniac, molipdat và natri tungstat

− Trong môi trường pecloric, tạo với cacbonzon thành hợp chất cộng có màu tím đặctrưng, cũng chức năng này phản ứng yếu với vanilin trong môi trường xút 38%

− Ngưng tụ với phenol trong môi trường sunfuric và acid sunfuric cũng có vết hình

dẻ quạt

− Dễ bị phân hủy trong môi trường kiềm

− Phản ứng với di-O-anizidin-tetrazolium clorua để tạo thành các hợp chất xanh –tím với các aflatoxin B1, B2 và nâu với aflatoxin G2

4 Xét nghiệm ở người

Hiện tại, có hai phương pháp thường được sử dụng để phát hiện mức độ nhiễmaflatoxin ở người Phương pháp đầu tiên là tính lượng phức AFB1-guanine trong nướctiểu Sự có mặt của các phân tử nhỏ hơn chỉ ra rằng có sự tồn tại aflatoxin trong vòng 24giờ Tuy nhiên, phương pháp này dựa trên sự thời gian bán hủy của sự chuyển hóa, mức

độ AFB1-guanine tính được có thể thay đổi theo từng ngày, vì vậy nó chắc chắn khôngphải là phương pháp tốt để xác định hàm lượng aflatoxin đối với sự phơi nhiễm trong

thời gian dài Một phuơng pháp khác là tính lượng phức AFB1-albumin trong huyếtthanh Cách tiếp cận này tính được lượng aflatoxin phơi nhiễm sau thời gian vài tuần đếnvài tháng

II NHỮNG TÁC ĐỘNG CỦA AFLATOXIN

1 Cơ chế tác động của Aflatoxin

Aflatoxin B1 là phân tử ái lực mạnh với thành ruột, có trọng lượng phân 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 tĩnh mạch vàruột non, tá tràng

Từ ống tiêu hóa, theo tĩnh mạch cửa, Aflatoxin tập trung vào gan nhiều nhất (chiếmkhoảng 17% lượng Aflatoxin của cơ thể) tiếp theo là ở thận, cơ, mô mỡ, tụy, lách và 80%

bị bài tiết ra ngoài trong khoảng một tuần và đáng chú ý là nó còn bài tiết qua tuyến sữagây bệnh cho thai nhi đang bú sữa mẹ Chu kì bán rã trong huyết tương là 36,5 phút,lượng phân phối là 14% trọng lượng cơ thể, giải phóng khỏi cơ thể là 1,25 L / kg / h.Aflatoxin M1 chủ yếu bài tiết trong vòng 48 giờ (Hendrickse 1991)

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

− Ức chế các men polymerase mà chúng có vai trò tổng hợp DNA và RNA

− 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 kết với một sốenzym làm cản trở trao đổi chất dẫn đến tử vong

Tại gan, Aflatoxin B1 (AFB1) được chuyển hóa bởi nhóm enzym cytochromep450 (ở người là P450 III A4 đối với người lớn và P450 III A6 đối với thai nhi) tạo thànhnhiều 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 lớnAflatoxin B1 chuyển hóa thành AFQ1, ngoài ra còn có AFM1, aflatoxicol (AFL),AFLH1, AFP1, AFB2a và AFB1-2, 2-dihydrodiol.

Enzym Cytochrome P450 IIIA4 vừa kích hoạt vừa giải độc AFB1, qua quá trìnhtrao đổi chất, các sản phẩm tạo thành bao gồm chất chuyển hóa độc hại (epoxit) từepoxidation và chất chuyển hóa ít độc hại từ hydroxy và demethylation Chỉ có 8, 9-exoepoxide gây đột biến còn những sản phẩm khác đều là những sản phẩm giải độc

Dưới sự xúc tác của enzim glutathione-S-transferase, liên hợp của epoxit vàglutathione (GSH, một tripeptide nội sinh được tổng hợp từ tế bào bằng 3 amin: cysteine,glutamic và glycine, gắn kết với các độc chất trong gan, chuyển hóa chúng và đào thải rangoài) được tạo thành, làm giảm sự biến đổi DNA do epoxit gây ra Con người có ítglutathione-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 AFB1 có thể phản ứng với nitơ hạt nhân, các nguyên tử khác có thànhphần oxy và lưu huỳnh trong tế bào (Guengerich và các cộng sự 1996) Chất hoạt độngmạnh này có thể kết hợp với các thành phần của DNA cụ thể là guanine để tạo ra sự biếnđổi trong DNA (Hendrickse 1991) Đây có thể là sản phẩm quan trọng nhất gây ung thư

Các đồng phân exo của aflatoxin B 1 (AFB 1) 8,9-epoxit gây đột biến bằng cáchxen vào giữa DNA vì hình thành một sản phẩm cộng hợp với guanine do phản ứng vớicác nguyên tử 7N của guanine Mặc dù các epoxit thủy phân nhanh trong H2O (0,6 s -1 ở

25 ° C), nhưng các sản phẩm cộng hợp DNA vẫn rất cao

Trong cơ thể con người, AFB1 chuyển hóa chủ yếu thành sản phẩm cộng hợpaflatoxin B1-N7 guanin Sự đan xen các epoxit gây ra sự chuyển G thành T ở codon 249của gen p53 trong gan (AGG →AGT: Arg → Ser), có thể dẫn đến tổn thương gan và ungthư gan

Ngoài ra trong quá trình tuần hoàn, Aflatoxin B1 còn được gắn với protein huyếttương 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 AFB1- dihydrodiol sẽ oxy hóa liên

tiếp dialdehyde và ngưng tụ với nhóm S-amin của lysine Sản phẩm cộng hợp này là mộtcấu trúc protein- aflatoxin hoàn toàn thay đổi chỉ giữ lại các coumarin và vòng cyclopen-tenone của hợp chất ban đầu Các chu kỳ bán rã trung bình của albumin ở người làkhoảng 20 ngày Do đó, aflatoxin sẽ tích lũy lâu dài khi có albumin

Đối với các cơ quan khác trong cơ thể, Aflatoxin ảnh hưởng các chuỗi vận chuyểnđiện 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 AFB1 – 8, 9 epoxit làm tăng đáng kể lượng lipid peroxide.(Toskulkao và các cộng sự 1982) Peoroxy hóa lipid màng tế bào làm mất tính toàn vẹncủa màng tế bào, giới hạn hoạt động của enzym và ly giải màng tế bào (Younes vàSiegers 1984; Toskulkao và cộng sự năm 1982; Toskulkao và Glinsukon 1988)

AFM1 và AFG1 hình thành glucoronide hoặc liên hợp sulphate được bài tiết trongnước tiểu Sản phẩm cộng hợp với DNA và AFB1-N7-guanine cũng được bài tiết trongnước tiểu, Aflatoxin M1và M2 được bài tiết trong sữa Liên hợp AFB1-glutathione đượcbài tiết chủ yếu qua mật

Aflatoxin B1 có độc tính gần tương đương aflatoxin M1 Aflatoxin M2 ít độc hơnaflatoxin 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 đôi dihydrofuran ở đầu cùng thì độc tínhgiảm đi khoảng 4.5 lần; độc tính cũng giảm khi có dạng lacton kép

2 Ảnh hưởng của Aflatoxin lên động vật

1 Tác dụng cấp tính

Nhiễm độc cấp thường biểu hiện bằng cái chết của các động vật thí nghiệm với nhữngtriệu chứng thường gặp là hoại tử nhu mô gan, chảy máu ở gan và viêm cầu thận cấp.Dấu hiệu nhiễm độc đặc trưng nhất chỉ xuất hiện vài ngày trước khi chết Các con vậtbuồn bã, lảo đảo, một số có triệu chứng thần kinh: co giật cơ, đông tác thiếu phối hợp vàthân ưỡn ngửa Lúc chết con vật duỗi thẳng chân

Ngộ độc cấp tính Aflatoxin phụ thuộc vào:

− Lứa tuổi (gia súc non thường nhạy cảm hơn so với gia súc trưởng thành)

− Giới tính (chuột bạch đực nhạy cảm hơn so với chuột bạch cái)

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 2-3 tuần có thể gây ung thư gan

Riêng Aflatoxin B1 thì liều gây ung thư gan có thể là 10ppm tức là mỗi ngày cho chuột

ăn 10 mg/kg thức ăn

2 Tác dụng mãn tính

Gia súc ăn phải thức ăn nhiễm Aflatoxin ở nồng độ thấp trong thời gian kéo dài thì độc

tố này sẽ tích lũy ở một số cơ quan trong cơ thể như gan, thận; từ đó gây nhiễm độc gan,xuất huyết đường tiêu hóa, ung thư gan Nó làm giảm thấp tỷ lệ nuôi sống; giảm sự sinhtrưởng; sức sản xuất của động vật như trứng, sữa; giảm độ cứng chắc của xương; gây

biến dạng bộ xương; chất lượng quầy thịt giảm Chỉ cần một lượng nhỏ Aflatoxin 500ppb) trong thức ăn là gia cầm đã nhạy cảm với bệnh truyền nhiễm Khi nhiễmAflatoxin thường làm giảm sức đề kháng của động vật, làm giảm lượng sữa (ở bò lượngsữa giảm 93%) Một số loài mẫn cảm với Aflatoxin như chuột, vịt, cá khi bị nhiễm độcmãn tính thưòng dẫn đến ung thư, gây quái thai.

(250-1 Gây tổn thương gan

Aflatoxin tồn tại trong cơ thể tuỳ thuộc vào mức độ đồng hoá, dị hoá nhanh hay chậmcủa cơ thể mà quyết định vị trí tổn thương tại các tiểu thuỳ gan Mức độ ảnh hưởng cóliên quan đến quá trình chuyển hoá từ Aflatoxin thành Aflatoxicol tại gan

Lượng Aflatoxin và tổn thương gan

Loài động vật Lượng aflatoxin trong thức ăn (ppb) Vùng tổn thương gan

2 Gây ung thư

Lancaster và cộng sự (1961) đã tiến hành sau ung thư gan cho chuột bằng cách bổsung thức ăn nhiễm Aflatoxin B1 Ngoài ra còn bổ sung bằng khô lạc nhiễm Aspergillus flavus cũng gây được ung thư cho chuột.

Độc tính gây ung thư của Aflatoxin ở các loài động vật khác nhau

Loài Liều aflatoxin

Cá hương 8 12 27/66 40Theo Wogan và Newberme (1988) với liều 0.015ppm trong thức ăn đã gây tỷ lệ ungthư cao cho chuột bạch Nếu bổ sung 0,4mg Aflatoxin B1 vào thức ăn mỗi ngày và kéodài trong 24 tuần, sau đó nghỉ 82 tuần thì vẫn phát hiện thấy nhiều u gan ở chuột lang.

3 Tính gây quái thai

Những thí nghiệm của Elis và Dipaolo (1976) đã chứng minh rằng việc tiêm Aflatoxin

B1 vào chuột theo đường ổ bụng với liều 4mg/kg thể trọng gây cho thai chuột bị tật hoặc

bị chết

4 Tính gây đột biến

Aflatoxin B1 gây ra sự khác thường ở nhiễm sắc thể: các đoạn nhiễm sắc thể cócác cầu nối ở đôi chỗ, các cầu cromatit, sự đứt đoạn cromatit, sự đứt đoạn DNA ở các tếbàođộng vật (Ong,1975) Aflatoxin gây đột biến gen ở các vi khuẩn nghiên cứu, khi hoạthoá bằng các chế phẩm Microsom từ gan chuột (Wong và Hsiter, 1976) Tuy nhiên khôngquan sát thấy tác dụng gây đột biến ở chuột cái bị nhiễm Aflatoxin theo đường ổ bụng vớiliều 5mg/kg thể trọng (Leonard và CS, 1975)

3 Kết luận

Tiến hành nghiên cứu dưới kính hiển vi điện tử những tế bào gan chuột đã chịu tácđộng của Aflatoxin, Frayssinet và Lafarge đã tóm tắt những quan sát của mình như sau:

− Nhân tế bào bị chạm đến đầu tiên, trong nhân người ta thấy có sự tách nhân, tức là

có ngưng kết và phân bố lại các thành phần, chất nhiễm sắc bị đùn ra ngoài, các sợi vàcác hạt ribonucleoprotein tập trung lại thành những vùng dày đặc và rất rõ rệt, các hạt ởgiữa chất nhiễm sắc hình thành những cục vón lớn

− Ở mức độ tế bào, các tổn thương xảy ra chậm hơn nhưng tồn tại bền hơn Nhữngtổn thương đó bao gồm giãn nở các bọng chất phân bào, sưng phồng ty thể, (các màotrong mờ đi), số ribosome giảm nhiều

Con vật càng non càng mẫn cảm với tác động ung thư Khi cai sữa cho vào 0,2 đến0,5mg aflatoxin, chỉ cần cho ăn một thời gian rất ngắn (2-3 tuần) nhưng thời gian ủ bệnh

để hình thành các cục u nhỏ thì dài (12-18 tháng)

Tác động của aflatoxin gồm hai hiện tượng:

− Một loạt các hiện tượng gây độc nhanh

− Một hiện tượng chậm: sự hóa ung thư

3 Loại bỏ những hiện tượng ban đầu cũng không chắc chắn có thể tránh được

hiện tượng saẢnh hưởng của Aflatoxin lên thực vật

Aflatoxin xâm hại màng và chất gắn nội bào, các ribosome biến mất, gia tăng cácthể lưới và túi golgi, lưới nội chất cuốn lại, hình thành các thể tiểu bào, các bản mỏng vàhạt bên trong lục lạp biến dạng Sự biến đổi lục lạp thấy ở lá ngô

Tác dụng sinh lý học của aflatoxin lên thực vật bậc cao: ức chế sự sinh trưởng, ứcchế sự tổng hợp chất diệp lục, v.v…Có những trường hợp aflatoxin B1 tác động như mộtchất hiệp trợ của axit indolinaxetic, như những dẫn xuất của cumarin và những lactonchưa no khác Chẳng hạn thêm 0.02 đến 200ug/l aflatoxin B1 thì thúc đẩy tác động của100ug/l A.I.A (axit indolinaxetic) ở cây đậu Pisum sativum Ở thuốc lá và cà chua cũngnhư vậy

Nếu như aflatoxin B1 ức chế sự sao chép DNA thể ty lạp thì nó lại hầu như khônglàm biến đổi sự tổng hợp các protein trong mô thực vật bậc cao; nó không có tác dụng lênhoạt tính của peroxidaza, nhưng tác động như chất mitomixin C, chất 5-idodeoxiuridin vàchất trietylen triophotphoamit

Aflatoxin B1 ức chế sự tổng hợp α-amilaza và lipaza do axit giberelic đưa vàotrong các hạt đại mạch và hạt bông đang nảy mầm

4 Ảnh hưởng của Aflatoxin lên con người

Trên người, một loạt các nghiên cứu cho thấy tỷ lệ mắc ung thư gan nguyên phát tăng ởnhững vùng có tỷ lệ phơi nhiễm cao với Aflatoxin, nhưng cơ chế tác động của Aflatoxinnhư thế nào vẫn còn nhiều tranh cãi Tuy nhiên đã tìm thấy sự gắn kết của Aflatoxin B1với AND của tế bào gan ở những bệnh nhân bị ung thư gan nguyên phát, phức hợp nàycòn được tìm thấy trong máu ngoại vi, trong máu rau thai và máu dây rốn của các sản phụ

có phơi nhiễm với Aflatoxin B1 Bên cạnh đó còn có sự liên quan giữa phơi nhiễmAflatoxin B1 với sự đột biến gen ở các bệnh nhân này, mà nhiều nhất là sự đột biến gen