Mykotoxine und ihre gesundheitlichen Auswirkungen

Toxische Wirkungen

Der Verzehr von mykotoxinhaltigen Lebens- oder Futtermitteln kann bei Menschen oder Tieren zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen. Unter den mehr als 100 Arten von Aspergillus gibt es mehrere, die Mykotoxine produzieren können, darunter Aflatoxine, Cyclopiazonsäure, Ochratoxin A und Sterigmatocystin. Bestimmte Aspergillus-Arten können Citrinin, Patulin und Penicillinsäure produzieren, die auch von Penicillium-Arten gebildet werden. Die wichtigsten Aspergillus-Mykotoxine sind Aflatoxine, artspezifische Toxine, die von A. flavus, Aspergillus parasiticus und Aspergillus nominus produziert werden, und Ochratoxin A, das von Aspergillus ochraceus, Aspergillus carbonarius und Aspergillus niger produziert wird (Matthews et al. 2017).

Aflatoxine gelten als die giftigsten unter den verschiedenen Mykotoxin-Klassen, wobei die Aflatoxine B1, B2, G1 und G2 am meisten Anlass zur Sorge geben. Die Aflatoxine M1 und M2 werden in laktierenden Tieren aus den Aflatoxinen B1 bzw. B2 gebildet und folglich mit der Milch ausgeschieden. Aflatoxine weisen eine akute und chronische Toxizität bei Mensch und Tier auf. In einigen Ländern wurden mehrere Ausbrüche von akuter Aflatoxikose gemeldet, obwohl die akute Toxizität beim Menschen allgemein als selten angesehen wird. Erbrechen, Bauchschmerzen, Gelbsucht, Lungenödem, Koma, Krämpfe und Tod gehören zu den Symptomen der akuten Aflatoxikose beim Menschen. Aflatoxine sind genotoxische (DNA-schädigende) Karzinogene. Langfristige Exposition gegenüber Aflatoxinen wurde mit Lebererkrankungen, einschließlich Krebs, Zirrhose, Hepatitis und Gelbsucht, in Verbindung gebracht. Untersuchungen haben einen Zusammenhang zwischen Aflatoxin-Konsum und dem Auftreten von primärem Leberkrebs in Zentralafrika und Südostasien gezeigt. Aflatoxine haben auch immunsuppressive Wirkungen (Bennett und Kich 2003), was von Bedeutung ist, da eine Immunsuppression die Anfälligkeit für Infektionskrankheiten erhöhen kann, indem sie die Antikörperproduktion behindert, vor allem bei Personen und Bevölkerungsgruppen mit chronischer Aflatoxinaufnahme. Das Reye-Syndrom mit Symptomen von Enzephalopathie und viszeraler Degeneration bei Kindern wurde mit Aflatoxin-Toxizität in Verbindung gebracht (Marin et al. 2013). Die Aufnahme von Aflatoxinen kann bei Tieren zu schweren Erkrankungen führen, insbesondere zu Leber-, Dickdarm- und Nierenkrebs. Bei Rindern werden eine schlechte Futterverwertung, eine geringe Gewichtszunahme und eine schlechte Milchleistung bei gleichbleibender, geringer Aflatoxinaufnahme beobachtet (Richard 2007). Das von A. ochraceus produzierte Ochratoxin A hat immunsuppressive, immunotoxische, genotoxische, neurotoxische, teratogene (fortpflanzungsgefährdende) und karzinogene Wirkungen. Untersuchungen weisen auf eine starke Korrelation zwischen Nephropathie (Nierenerkrankung) und Ochratoxin-A-Exposition bei Mensch und Tier hin (Agriopoulou et al. 2020).

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Unter den Penicillium-Arten sind mehr als 80 als Toxinproduzenten dokumentiert. Zu den wichtigsten Toxinen gehören Ochratoxin A, Citrinin, Patulin, Cyclopiazonsäure, Citreoviridin, Penitrem A, Roquefortin und Sekalonsäuren. Diejenigen Penicillium-Mykotoxine, die bei akuter oder chronischer Exposition die Leber- oder Nierenfunktion beeinträchtigen, sind bei Mensch oder Tier in der Regel asymptomatisch. Diejenigen, die die Funktion des Nervensystems beeinträchtigen (d. h. Neurotoxine), sind durch anhaltendes Zittern bei Tieren gekennzeichnet. Ochratoxin A, das fettlöslich ist, wird nicht effizient ausgeschieden und kann sich in Fleischtieren anreichern, die kontaminiertes Futter konsumieren, und anschließend eine Exposition bei Menschen verursachen, die das Fleisch verzehren (Matthews et al. 2017). Es wird vermutet, dass Ochratoxin A eine Krankheit namens „Balkan endemic neuropathy“ verursacht, eine Nierenerkrankung mit hoher Sterblichkeit bei Osteuropäern, die in der Nähe von Nebenflüssen der Donau leben (Pfohl-Leszkowicz und Manderville 2007).

Citrinin ist ein signifikantes Nierentoxin bei allen getesteten Tierarten und verursacht eine Nierendegeneration mit Symptomen wie wässrigem Durchfall, erhöhtem Wasserverbrauch und Gewichtsverlust. Die Bewertung der Bedeutung von Citrinin für die menschliche Gesundheit war eine Herausforderung (Bennett und Kich 2003). Patulin verursacht neurotoxische, immuntoxische, karzinogene, teratogene (Geburtsfehler) und mutagene Effekte in Zellkulturen. Immunotoxische und neurotoxische Wirkungen werden bei Tieren beobachtet; beim Menschen scheint Patulin jedoch keine chronische Toxizität zu zeigen (Bennett und Kich 2003). Citreoviridin ist bei Mensch und Tier ein Neurotoxin, das zu Herzbeschwerden, Atemnot, Übelkeit/Erbrechen, psychischen Symptomen (Schmerzen, Leiden und Unruhe), Lähmungen und Muskelschwund führt (Bennett und Kich 2003).

Fusarium-Arten produzieren mehrere toxische oder biologisch aktive Metaboliten, die sogenannten Trichothecene, die in hohen Konzentrationen beim Menschen akute Symptome wie allergische Reaktionen, Erbrechen und Durchfall verursachen. Trichothecene werden auch mit verminderter Gewichtszunahme und Immunstörungen bei Tieren in Verbindung gebracht (Wu et al. 2014). Zearalenon, dessen Toxizität beim Menschen nicht vollständig geklärt ist, verursacht uterotrophe (fortpflanzungshemmende) Effekte bei Tieren wie Schweinen (Agriopoulou et al. 2020). Fumonisine können bei einigen Tieren neurotoxische Wirkungen haben. Fusarium verticillioides wurde mit Speiseröhrenkrebs beim Menschen in Verbindung gebracht (Bennett und Klich 2003).

Es gibt mehrere Herausforderungen bei der Bewertung der Humantoxizität von Mykotoxinen. Eine davon ist die Höhe und Dauer der Exposition; eine andere ist die Schwierigkeit, immunsuppressive Effekte in immungeschwächten Bevölkerungsgruppen zu beurteilen. Darüber hinaus kann ein bestimmtes Mykotoxin die Toxizität eines anderen in Lebensmitteln vorkommenden Mykotoxins modulieren, was eine weitere Herausforderung bei der genauen Bewertung der Mykotoxizität darstellt.