Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Т-2 [1]
Т-2 микотоксин.png
Т-2 микотоксин flat.png
Имена
Название ИЮПАК
(2α, 3α, 4β, 8α) -4,15-бис (ацетилокси) -3-гидрокси-12,13-эпокситрихотек-9-ен-8-ил 3-метилбутаноат
Другие имена
Т-2 Токсин
Фузариотоксин Т 2
Инсариотоксин
Микотоксин Т 2
Идентификаторы
3D модель ( JSmol )
ЧЭБИ
ЧЭМБЛ
ChemSpider
ECHA InfoCard100.040.255 Отредактируйте это в Викиданных
Номер RTECS
  • YD0100000
UNII
  • InChI = 1S / C24H34O9 / c1-12 (2) 7-18 (27) 32-16-9-23 (10-29-14 (4) 25) 17 (8-13 (16) 3) 33-21- 19 (28) 20 (31-15 (5) 26) 22 (23,6) 24 (21) 11-30-24 / ч 8,12,16-17,19-21,28H, 7,9-11H2, 1-6H3 / t16-, 17 +, 19 +, 20 +, 21 +, 22 +, 23 +, 24- / m0 / s1 проверитьY
    Ключ: BXFOFFBJRFZBQZ-QYWOHJEZSA-N проверитьY
  • InChI = 1 / C24H34O9 / c1-12 (2) 7-18 (27) 32-16-9-23 (10-29-14 (4) 25) 17 (8-13 (16) 3) 33-21- 19 (28) 20 (31-15 (5) 26) 22 (23,6) 24 (21) 11-30-24 / ч 8,12,16-17,19-21,28H, 7,9-11H2, 1-6H3 / t16-, 17 +, 19 +, 20 +, 21 +, 22 +, 23 +, 24- / m0 / s1
    Ключ: BXFOFFBJRFZBQZ-QYWOHJEZBH
  • O = C (O [C @@ H] 4C (= C / [C @ H] 3O [C @ H] 2 ​​[C @] 1 (OC1) [C @] ([C @ H] (OC (= O) C) [C @ H] 2O) ([C @@] 3 (COC (= O) C) C4) C) \ C) CC (C) C
Характеристики
С 24 Н 34 О 9
Молярная масса466,527  г · моль -1
Нерастворимый
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
Ссылки на инфобоксы

T-2 Mycotoxin (произносится как «Tee-Two») - это трихотеценовый микотоксин . Это естественный побочный продукт плесени Fusarium spp. грибок, токсичный для человека и животных. Клиническое состояние, которое он вызывает, - это пищеварительная токсическая алейкиия и множество симптомов, связанных с такими различными органами, как кожа, дыхательные пути и желудок. Проглатывание может происходить в результате употребления заплесневелых цельнозерновых продуктов . Т-2 может всасываться через кожу человека. [2] Хотя при нормальном сельском хозяйстве после контакта с кожей не ожидается значительных системных эффектов.или в жилых помещениях нельзя исключать локальные кожные эффекты. Следовательно, кожный контакт с Т-2 должен быть ограничен.

История [ править ]

Пищевая токсическая алевкия (АТА), болезнь, вызываемая трихотеценами, такими как микотоксин Т-2, унесла жизни многих тысяч граждан СССР в Оренбургской области в 1940-х годах. Сообщалось, что уровень смертности составил 10% от всего населения в этом районе. В 1970-х годах было высказано предположение, что причиной массового отравления было употребление зараженной пищи. Из-за Второй мировой войны сбор урожая зерновых задерживался, а еды в России не хватало. Это привело к употреблению зерна, зараженного плесенью Fusarium , продуцирующей микотоксин Т-2. [3]

Хотя это все еще вызывает споры, есть подозрения, что микотоксин Т-2 использовался в качестве боевого отравляющего вещества с 1970-х по 1990-е годы. Судя по описаниям очевидцев и жертв, микотоксин Т-2 в основном доставлялся низколетящими самолетами, которые выделяли желтую маслянистую жидкость. Отсюда это явление еще называют « желтым дождем ».

В 1982 году госсекретарь США Александр Хейг и его преемник Джордж П. Шульц обвинили Советский Союз в использовании микотоксина Т-2 в качестве химического оружия в Лаосе (1975–81), Кампучии (1979–81) и Афганистане (1979). –81), где якобы были убиты тысячи человек. [4] Хотя несколько американских экспертов по химическому оружию идентифицировали образцы «желтого дождя» из Лаоса как трихотецены, другие эксперты полагают, что это воздействие произошло из-за встречающегося в природе микотоксина Т-2 в зараженных пищевых продуктах. [5] Вторая альтернативная теория была разработана биологом из Гарварда Мэтью Мезельсоном., который предположил, что «желтый дождь», обнаруживаемый в Юго-Восточной Азии, происходит из экскрементов пчел из джунглей. [6] Первым признаком этой теории стало обнаружение высоких уровней пыльцы в собранных образцах, что придает веществу желтый цвет. Также было обнаружено, что пчелы в джунглях в этом районе летают коллективно в большом количестве на слишком больших высотах, чтобы их можно было легко увидеть, производя ливни фекалий, которые можно было принять за брызги с самолетов. [7]

Микотоксин Т-2 также считается причиной синдрома войны в Персидском заливе . Военнослужащие США страдали от симптомов, подобных микотоксикозу, после того, как иракская ракета взорвалась в американском военном лагере в Саудовской Аравии во время операции «Буря в пустыне» во время войны в Персидском заливе в 1991 году. Было показано, что Ирак исследовал трихотеценовые микотоксины, среди других веществ, и, таким образом, был способен владеть им и использовать его в химической войне . Тем не менее, большая часть ключевой информации об этих инцидентах остается засекреченной, поэтому эти вопросы остаются нерешенными. [8]

Химические свойства [ править ]

Это соединение имеет тетрациклическую сесквитерпеноидную 12,13-эпокситрихотеновую кольцевую систему, которая связывает его с трихотеценами. [9] Эти соединения, как правило, очень стабильны и не разлагаются во время хранения / измельчения и приготовления / обработки пищевых продуктов. Они также не разлагаются при высоких температурах. Это соединение имеет эпоксидное кольцо и несколько ацетильных и гидроксильных групп на его боковых цепях. Эти свойства в основном отвечают за биологическую активность соединения и делают его высокотоксичным. Микотоксин Т-2 способен подавлять синтез ДНК и РНК in vivo и in vitro [10] и может вызывать апоптоз . [11]Однако in vivo соединение быстро метаболизируется до микотоксина HT-2 (основного метаболита ). [12]

Механизм действия [ править ]

Токсичность Т-2 токсина связано с его 12,13-эпоксидного кольца. [13] Эпоксиды являются общетоксичными соединениями; они реагируют с нуклеофилами, а затем подвергаются дальнейшим ферментативным реакциям . Реакционная способность эпоксидов могут привести к реакции с эндогенными соединениями и клеточными компонентами , такими как основания ДНК и белки. [14] Эти реакции могут быть причиной заметных действий и эффектов микотоксина Т-2. Токсичное соединение влияет на метаболизм из мембранных фосфолипидов , приводит к увеличению печени липидных пероксидази оказывает ингибирующее действие на синтез ДНК и РНК. Кроме того, он может связываться с неотъемлемой частью 60-й субъединицы рибосомы, пептидилтрансферазой , тем самым ингибируя синтез белка . Считается, что эти эффекты являются объяснением того, что токсин Т-2 вызывает апоптоз (гибель клеток) в различных тканях, таких как иммунная система , ткань желудочно-кишечного тракта, а также ткань плода. Что касается апоптоза, то было замечено, что уровень проапоптотического фактора Bas (Bcl-2-ассоциированный X-белок) был повышен, а уровень Bcl-xl, антиапоптотического фактора, был снижен в человеческих хрондоцитах ( хрящевой ткани).ячеек). При воздействии микотоксина Т-2. Кроме того, был повышен уровень Fas, антигена клеточной поверхности, связанного с апоптозом, и p53, белка, регулирующего клеточный цикл.

Упрощенный биосинтез микотоксина Т-2 у F. sporotrichioides

Синтез [ править ]

Микотоксин Т-2 вырабатывается естественным образом грибами Fusarium, наиболее важными видами которых являются: F. sporotrichioides , F. langsethiae , F. acuminatum и F. poae . Эти грибы содержатся в зерновых, таких как ячмень , пшеница и овес . Производство этого соединения для исследовательских и коммерческих целей обычно осуществляется путем культивирования некоторых штаммов грибов, продуцирующих микотоксин Т-2, на чашках с агаром . На этих пластинах с агаром грибы выглядят порошкообразными и могут выделять значительные количества микотоксина Т-2. Для выделения соединения обычно используется жидкостная хроматография высокого давления (ВЭЖХ). [15]

У видов Fusarium биосинтез микотоксина Т-2 часто начинается с триходиена, и многие виды имеют общий путь окисления и циклизации . Например, из F. sporotrichioidesПри этом важные стадии окисления, которые происходят, начинаются с триходиена и переходят в изотриходиол. Оттуда одиннадцатый атом углерода окисляется с образованием изотрихотриола. Затем девятый углерод окисляется, и образуется трихотриол, который затем циклизуется с образованием изотриходермола. После этого пятнадцатый углерод окисляется с образованием дидекалонектрина, что приводит к окислению четвертого углерода, и образуется диацетоксисцирпенол. Предпоследний этап - окисление восьмого углерода с образованием неозоланиола, который затем претерпевает небольшую модификацию с образованием токсина Т-2. [16]

Токсичность [ править ]

ADME Properties [ править ]

Поглощение и воздействие [ править ]

Люди и животные обычно подвергаются воздействию микотоксинов Т-2 через пищу. Определенные зерна могут содержать токсин, который представляет угрозу для здоровья человека и экономическое бремя. [17] В отличие от большинства биологических токсинов микотоксин Т-2 может всасываться через неповрежденную кожу. Компаунд может доставляться через пищу, воду, капли, аэрозоли и дым из различных систем диспергирования. Это делает его потенциальным биологическим оружием , однако для получения смертельной дозы требуется большое количество соединения . ЛД 50 микотоксина Т-2 составляет приблизительно 1 миллиграмм на килограмм веса тела.

По оценкам EFSA , среднее воздействие Т-2 в ЕС составляет от 12 до 43 нг / кг мт / день. [18] Этот диапазон ниже TDI 100 нг / кг массы тела для суммы токсинов HT-2 и T-2, который используется EFSA.

Распространение [ править ]

Микотоксин Т-2 равномерно распределяется по всему телу, не отдавая предпочтение конкретному органу или месту. У грызунов уровень концентрации в плазме достигает пика примерно через тридцать минут после воздействия, а в одном исследовании период полувыведения токсина Т-2 был меньше двадцати минут. В другом исследовании с участием свиней, распределение после четырех часов внутривенной инъекции составило 15-24% в желудочно-кишечном тракте и 4,7-5,2% в различных других тканях. [19]

Метаболизм [ править ]

После всасывания и распределения в различных тканях микотоксин Т-2 проходит через различные метаболические реакции, прежде чем выводится из организма. Исследования in vivo показали, что наиболее часто встречающимися реакциями являются гидролиз сложного эфира и гидроксилирование изовалерильной группы. Также происходит депоксидирование и конъюгация глюкуронида . Ht-2 является основным метаболитом. Предполагается, что в гидроксилировании участвует ферментный комплекс цитохрома p450. Т-2-триол и Т-2-тетраол, скорее всего, образуются с помощью ацетилхолиновых эстераз . Некоторые метаболические реакции микотоксина осуществляются микрофлорой.в кишечнике. Образующиеся метаболиты в этих реакциях зависят от вида и pH. Однако расщепление сложного эфира осуществляется самим млекопитающим, а не микрофлорой. В эритроцитах микотоксин Т-2 метаболизируется до неозоланиола, а в лейкоцитах - до HT-2 посредством гидролиза, катализируемого карбоксилэстеразами.

Экскреция [ править ]

После всасывания, распределения и метаболизма микотоксин Т-2 выводится довольно быстро, причем 80-90% его выводится в течение 48 часов. [19] Основные методы выведения, по-видимому, связаны с мочой и калом [20], где экскреция с желчью в значительной степени влияет на путь экскреции с калом. [13] Также в экскрементах очень мало исходного микотоксина Т-2, что означает, что большая часть исходного соединения метаболизируется заранее. [20]

Токсические эффекты [ править ]

Т-2 очень токсичен при вдыхании. Острые токсические симптомы включают рвоту, диарею, раздражение кожи, зуд, сыпь, волдыри, кровотечение и одышку . [21] Если человек подвергается воздействию Т-2 в течение более длительного периода, развивается пищевая токсическая алейкиия (АТА).

Вначале пациент испытывает чувство жжения во рту, горле и желудке. Через несколько дней человек заболеет острым гастроэнтеритом , который продлится от 3 до 9 дней. В течение 9 недель костный мозг медленно дегенерирует. Также кожа начинает кровоточить, и общее количество лейкоцитов уменьшается. Могут возникнуть проблемы с нервной системой.

В итоге могут появиться следующие симптомы: высокая температура, петехиальное кровотечение , некроз мышц и кожи, бактериальные инфекции некротической ткани, увеличение лимфатических узлов . Существует возможность удушья из - за гортань отека и стеноза в гортани . Таким образом, причиной смерти является недостаток кислорода. В противном случае пациент умрет от бронхиальной пневмонии и легочного кровотечения. [22]

Воздействие на животных [ править ]

Микотоксин Т-2 также токсичен для животных. Известно, что это соединение оказывает смертельное и сублетальное воздействие на сельскохозяйственных животных. Он часто встречается в зараженных зернах злаков, которые скармливают этим животным. [23] Большинство токсических эффектов характерны для людей и животных. После воздействия на эмбрионы рыб данио концентрации 20 мкмоль / л или выше порок развития и уровень смертности увеличиваются. Пороки развития включали деформацию хвоста, сердечно-сосудистые дефекты и изменения в поведении на ранних этапах жизни. Это результат увеличения количества эпоксидов, вызывающих апоптоз клеток. [24]Другие исследования показали, что Т-2-токсин вызывает перекисное окисление липидов у крыс после кормления им. В результате воздействия токсина Т-2 повышенные уровни активных форм кислорода (АФК) наблюдались у нескольких видов млекопитающих. Однако, несмотря на общие вредные эффекты, вызываемые токсином, в исследовании, проведенном на различных моделях культивирования клеток печени кур, не было обнаружено никаких изменений в окислительно-восстановительном статусе клеток. [25]

Кроме того, соединение снижает плодовитость овцематок и телок. Исследования показали, что высокая доза Т-2 задерживает овуляцию из-за замедленного созревания фолликула . Это, возможно, замедляет последующую лютеинизацию , что делает невозможным зачатие самок животных.

Т-2 также влияет на плодовитость быков. В 1998 году было обнаружено, что заплесневелое сено влияет на качество спермы быков. Анализ заплесневелого сена показал наличие Т-2. Соединение снижает подвижность сперматозоидов и уровни тестостерона, а также увеличивает частоту морфологических аномалий в сперматозоидах.

Еще одна мишень для микотоксина - печень. Это один из первых органов, через которые соединение проходит после приема внутрь. Здесь он вызывает снижение экспрессии белков CYP1A у кроликов, свиней и крыс. Активность CYP3A снижается и у свиней. Эти ферменты помогают метаболизировать лекарства, которые проходят через печень. Снижение активности может привести к увеличению содержания неметаболизированных препаратов в плазме. Это может иметь опасные последствия для здоровья животного. [26]

Все упомянутые эффекты происходят при приеме Т-2 в больших дозах. Животные, как и люди, способны метаболизировать это соединение с помощью ферментов из семейства CYP3A.

Лечение [ править ]

На данный момент не существует специфической терапии отравлений микотоксином Т-2. [20] За воздействием микотоксина обычно следует стандартизированная обработка токсичных соединений с целью уменьшения воздействия токсина. Это включает использование активированного угля , который обладает высокой связывающей способностью: 0,48 мг микотоксина Т-2 на 1 мг древесного угля. [20] При попадании на кожу мыло и вода используются для уменьшения кожного воздействия. [20] Как вид профилактики , антиоксиданты , как полагают, обладают свойствами , которые могут обеспечить преимущества. [19]

Заявление [ править ]

В настоящее время микотоксины Т-2, кроме войны, не применяются; однако есть несколько вероятных терапевтических применений. Благодаря их способностям, исследования показывают возможное использование микотоксина в качестве стимуляторов роста, антибиотиков , противовирусных препаратов , в качестве противолейкозного и противомалярийного средства . [19]

См. Также [ править ]

  • Желтый дождь

Ссылки [ править ]

  1. ↑ T-2 Toxin: важные данные. Архивировано 12 октября 2008 г. на Wayback Machine.
  2. ^ Боонен, Йенте; Малышева, Светлана В .; Тавернье, Льен; Диана Ди Мавунгу, Хосе; Де Сэгер, Сара; Де Шпигелеер, Барт (2012). «Проникновение в кожу человека выбранных модельных микотоксинов». Токсикология . 301 (1–3): 21–32. DOI : 10.1016 / j.tox.2012.06.012 . PMID  22749975 .
  3. ^ Питт, JL, Введение в микотоксины. В «Профилактика и контроль микотоксинов в зерновых», 1989 г. [ нужна страница ]
  4. ^ Шульц, Г.П. Химическая война в Юго-Восточной Азии и Афганистане: обновленная информация; Государственный секретарь США: Вашингтон, округ Колумбия, 1982 г. [ необходима страница ]
  5. Перейти ↑ Caldwell, RD (1983). « « Желтый дождь »или природные токсины?». Природа . 301 (5902): 651. Bibcode : 1983Natur.301Q.651C . DOI : 10.1038 / 301651a0 .
  6. ^ Желтый дождь падает. The New York Times, 3 сентября 1987 г. [ необходима страница ]
  7. ^ Мезельсон, Мэтью С .; Робинсон, Джулиан Перри (июнь 2008 г.). «Дело желтого дождя: уроки дискредитированного обвинения» . In Clunan, Anne L .; Лавой, Питер Р .; Мартин, Сьюзен Б. (ред.). Терроризм, война или болезнь? Разоблачение использования биологического оружия . Стэнфорд: Издательство Стэнфордского университета. С. 72–96.
  8. ^ Зилинскас, Raymond A. (1997). «Биологическое оружие Ирака: прошлое как будущее?». ДЖАМА . 278 (5): 418–24. DOI : 10,1001 / jama.1997.03550050080037 . PMID 9244334 . 
  9. ^ CBRNE - микотоксины T-2 в eMedicine
  10. ^ Марин, S .; Рамос, AJ; Cano-Sancho, G .; Санчис В. Микотоксины: встречаемость, токсикология и оценка воздействия. Пищевая и химическая токсикология 2013, 60 (0), 218-237
  11. ^ Торп, М .; Лангсет В. Производство токсина Т-2 грибами Fusarium, напоминающими Fusarium poae. Микопатология 1999, 147 (2), 89-96.
  12. ^ Ву, QH; Ван, X .; Yang, W .; Нусслер, АК; Xiong, LY; Kuca, K .; Dohnal, V .; Чжан, XJ; Юань, ZH, Окислительный стресс-опосредованная цитотоксичность и метаболизм токсина Т-2 и дезоксиниваленола у животных и людей: обновленная информация. Архив токсикологии 2014, 88 (7), 1309-26.
  13. ^ a b Li, Y .; Wang, Z .; Байер, RC; Shen, J .; Де Смет, Д .; De Saeger, S .; Чжан, С., Т-2 токсин, трихотеценовый микотоксин: обзор токсичности, метаболизма и аналитических методов. Журнал сельскохозяйственной и пищевой химии 2011, 59 (8), 3441-53.
  14. ^ Джон А. Тимбрелл, Принципы биохимической токсикологии. CRC Press: 2009; Vol. 8.
  15. ^ Токсин Т-2 из fusarium sp., Порошок, ≥98% (ВЭЖХ). http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/t4887?lang=en®ion=NL (по состоянию на 25 марта).
  16. ^ Desjardins, AE; Hohn, TM; Маккормик, SP (сентябрь 1993 г.). «Биосинтез трихотецена у видов Fusarium: химия, генетика и значение» . Микробиологические обзоры . 57 (3): 595–604. DOI : 10.1128 / MMBR.57.3.595-604.1993 . PMC 372927 . PMID 8246841 .  
  17. ^ Ван, Q .; Wu, G .; Он, Q .; Tang, H .; Ван, Ю., Токсичность острого воздействия токсина Т-2, оцененная методом метабономики. Молекулярные биосистемы 2015, 11 (3), 882-91.
  18. ^ Escrivá, L .; Шрифт, G .; Манес, Л., Исследования токсичности микотоксинов фузариоза in vivo за последнее десятилетие: обзор. Пищевая и химическая токсикология 2015, 78 (0), 185-206.
  19. ^ а б в г Адхикари, Маниш; Неги, Бхавана; Кошик, Неха; Адхикари, ануприя; Аль-Хедхайри, Абдулазиз А .; Кошик, Нагендра Кумар; Чхве, Ын Ха (16 февраля 2017 г.). «Микотоксин Т-2: токсикологические эффекты и стратегии дезактивации» . Oncotarget . 8 (20): 33933–33952. DOI : 10.18632 / oncotarget.15422 . PMC 5464924 . PMID 28430618 .  
  20. ^ a b c d e Ваннемахер, Роберт В .; Вайнер, Стэнли Л. (1997). Медицинские аспекты химической и биологической войны: Глава 34 Трихотеценовые микотоксины . Правительство США Типография. С. 655–676. ISBN 9789997320919.
  21. ^ Kalantari H, MM, ОБЗОР Т-2 ТОКСИНА. Jundishapur Journal of Natural Pharmaceutical Products 2010, 5 (1), 26-38.
  22. ^ RL Semple, ASF, PA Hicks и JV Lozare, Профилактика и контроль микотоксинов в зерновых. Региональная сеть ПРООН / ФАО по межстрановому сотрудничеству в области доуборочной технологии и контроля качества продовольственного зерна (РЕГНЕТ) и послеуборочная программа АСЕАН по уборке урожая: Таиланд, 1989 г.
  23. ^ Cortinovis, C .; Пиццо, Ф .; Spicer, LJ; Калони, Ф., Микотоксины Fusarium: влияние на репродуктивную функцию домашних животных - обзор. Териогенология 2013, 80 (6), 557-64.
  24. ^ Юань, G .; Wang, Y .; Юань, X .; Zhang, T .; Zhao, J .; Huang, L .; Peng, S., Токсин Т-2 вызывает токсичность для развития и апоптоз у эмбрионов рыбок данио. Журнал экологических наук 2014, 26 (4), 917-25.
  25. ^ Mackei, M .; Орбан, К .; Molnár, A .; Pál, L .; Dublecz, K .; Husvéth, F .; Neogrády, Z .; Матис, Г. Клеточные эффекты токсина Т-2 на моделях первичных культур печеночных клеток цыплят. Токсины 2020, 12, 46. https://doi.org/10.3390/toxins12010046
  26. ^ Goossens, J .; De Bock, L .; Osselaere, A .; Verbrugghe, E .; Devreese, M .; Boussery, K .; Van Bocxlaer, J .; De Backer, P .; Кроубельс, С., Микотоксин Т-2 подавляет активность печеночного цитохрома P4503A у свиней. Пищевая и химическая токсикология 2013, 57, 54-6.
  • Бамбург, Дж. Р., Риггс, Н. В. и Стронг, Ф. М. «Структура токсинов из двух пятен Fusarium tricinctum». Tetrahedron 24, 3329-3336 (1968).
  • Бамбург, Дж. Р. и Стронг, Ф. М. «12, 13-эпокситрихотецены». В «Микробных токсинах», VII S. Kadis, A. Ciegler и SJ Ajl (Eds.) Academic Press, New York, NY, pp. 207–292 (1971).

Книги [ править ]

  • Справочник USAMRIID по медицинскому ведению биологических травм

Внешние ссылки [ править ]

  • Сайт США о военном синдроме войны в Персидском заливе
  • Экспорт микотоксина Т-2 в Ирак
  • Противоречие "желтый дождь"
  • Резюме отчета Meselson