Токсины природного происхождения

Реферат

на тему:

"Токсины природного происхождения"

Токсины природного происхождения делятся на химические компоненты растительного и животного происхождения.

В данной работе будут рассмотрены такие химические компоненты растениеводческой пищевой продукции, как ингибиторы ферментов пищеварения, антивитамины, гликоалкалоиды, цианогенные гликозиды, токсины растений и грибов, некоторые из которых, однако, встречаются и в тканях животных; а так же химические компоненты животного происхождения – компоненты марикультуры.

1. Химические компоненты растениеводческой пищевой продукции

Ингибиторы ферментов пищеварения. Вещества, способные ингибировать активность некоторых ферментов, называют ингибиторами ферментов пищеварения. Это вещества белковой природы. Они содержатся в семенах бобовых (соя, фасоль и др.) и злаковых (пшеница, ячмень и др.) культур, в картофеле, яичном белке и других продуктах растительного и животного происхождения.

Присутствие ингибиторов ферментов пищеварения в пищевых продуктах обусловливает выделение большого количества пищеварительных ферментов, что ведет к гипертрофированию поджелудочной железы и к дефициту аминокислот в тканях организма. Это, в свою очередь, приводит к резкому ухудшению усвоения белков, вызывает замедление роста и истощение животного и человеческого организмов.

При возрастающем интересе к использованию сои в качестве пищевого продукта необходимо учитывать возможную угрозу здоровью человека в связи с неполной инактивацией ингибиторов ферментов пищеварения при нарушении технологических режимов обработки.

Установлено, что соевая мука, не подвергавшаяся термической обработке, оказывает отрицательное действие на организм человека. Для полного разрушения соевого ингибитора трипсина необходимо автоклавирование при 115° С в течение 20 мин или при 108° С в течение 40 мин. Кипячение соевых бобов разрушает ингибиторы ферментов пищеварения в течение 2-3 часов. Для полной инактивации ингибиторов обезжиренные соевые бобы должны быть увлажнены до 14-16% с последующей термической обработкой при 130° С в течение 1 часа. Однако при такой обработке снижается усвояемость соевого белка и идет потеря незаменимых аминокислот.

Антивитамины – это вещества, инактивирующие или разрушающие витамины.

Многие из антивитаминов являются химическими аналогами витаминов, и, занимая место соответствующего витамина в структуре фермента, они лишают фермент его свойств. В других случаях антивитамины, комплексно соединяясь с витаминами и изменяя структуру их молекул, исключают возможность включения витаминов в структуру молекулы фермента и ингибируют фермент.

Антивитамины содержатся в тех же продуктах, что и витамины. Аскорбатоксидазы, например, много в кабачках, огурцах, тиаминазы – в рыбе, моллюсках. Антивитаминов нет в моркови, луке, томатах, свёкле. Содержание антивитаминов в пищевой продукции снижается при варке, измельчении и хранении продуктов в измельчённом состоянии.

Гликоалкалоиды – это специфические вещества, малые дозы которых полезны, а большие – ядовиты. Наиболее известными гликоалкалоидами являются соланин и его разновидность – чаконин.

Соланин входит в состав картофеля. При хранении зрелых и здоровых клубней к весне количество соланина в них увеличивается втрое. Особенно много его в зеленых, проросших и прогнивших клубнях. Свет, попадающий на картофель, способствует образованию в нем гликоалкалоида, а освещенные участки кожуры и мякоти приобретают зеленый цвет. Термическая обработка и силосование разрушают соланин, и растение теряет ядовитость.

Действие соланина на организм человека и животного сложное. В больших дозах он вызывает отравление, в малых – полезен. Известны случаи отравления животных, которым скармливали ботву и очистки проросших и позеленевших клубней, и людей, питающихся недоброкачественным картофелем. Чаще всего отравления возникают у детей от картофельных ягод.

Клиника отравления развивается быстро: появляется першение в горле, боль в животе, тошнота, рвота, понос, дрожание рук, сердцебиение, снижение артериального давления, одышка, а в тяжелых случаях – судороги и потеря сознания.

В небольших концентрациях соланин обладает противовоспалительным, антиаллергическим, обезболивающим и спазмолитическим действием. При попадании его на воспаленную кожу или слизистую оболочку отмечается быстрое уменьшение боли, зуда, отечности и воспаления тканей. Соланин в малых количествах снижает возбудимость нервной системы, уменьшает частоту сердечных сокращений и уровень артериального давления, угнетает выработку соляной кислоты в желудке, улучшает моторную функцию кишечника, увеличивает содержание калия и уменьшает концентрацию натрия в крови. Хороший эффект достигается при лечении им болезней сердца и почек, сопровождающихся отеками; язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки; гастритов с повышенной кислотностью желудочного сока, запоров и бессонницы.

Некоторые другие плоды растений семейства пасленовых, в том числе баклажаны и томаты, также характеризуются известной или предполагаемой токсичностью из-за присутствия гликоалкалоидов этой группы.

Некоторые алкалоиды обладают способностью нейрологического действия на центральную нервную систему, вызывая галлюцинации или оцепенение. В основном эти соединения содержатся в семенах дурмана и мускатного ореха.

Цианогенные гликозиды – это соли синильной кислоты (цианиды) в соединении с углеводами.

Цианогенные гликозиды в растениях – это линамарин, который является компонентом семян льна и белой фасоли; амигдалин, который находится в ядре косточковых плодов и горького миндаля; дхурин, входящий в состав зерна сорго.

Синильная кислота, освобождающаяся под влиянием ферментов из гликозидов, – это легкая летучая жидкость с характерным запахом горького миндаля. В количестве 0,05 г она вызывает у человека смертельное отравление.

Отравления цианидами происходят вследствие употребления в пищу большого количества ядер косточек персика, абрикоса, вишни, сливы, а также и других растений семейства розоцветных или настоек из них, клубней маниока.

Употребление даже небольшого количества (примерно 60-80 г) очищенных горьких ядер абрикосов или миндаля может вызвать смертельное отравление. Поэтому применение горького миндаля в кондитерском производстве ограничивается. Ограничивается также настаивание косточковых плодов в производстве алкогольных напитков.

Клиническая картина отравления цианидами заключается в следующем: в легких случаях отравления возникают головная боль и тошнота; в тяжелых – поражение дыхательного центра, которое приводит к параличу дыхания и смерти.

Токсины растений. Огромное количество веществ, токсичных для млекопитающих, человека и других живых существ, синтезируется растениями. Их называют фитотоксинами. Являясь продуктами метаболизма растений, фитотоксины порой выполняют защитные функции. Однако по большей части их значение для жизнедеятельности растения остается неизвестным. Фитотоксины представляют собой вещества с различным строением и неодинаковой биологической активностью. Среди них алкалоиды, органические кислоты, терпеноиды, липиды, гликозиды, флавоноиды, кумарины и др.

Существуют различные классификации ядовитых растений, основанные главным образом на специфике состава или токсического действия биологически активных веществ. Среди всего разнообразия ядовитых растений различают:

безусловно ядовитые растения (с подгруппой особо ядовитых);

условно ядовитые – токсичные лишь в определенных местах произрастания или при неправильном хранении сырья, ферментативном воздействии грибов и других микроорганизмов.

Ядовитыми принято считать те растения, которые вырабатывают токсические вещества – фитотоксины, даже в незначительных количествах вызывающие поражение организма и смерть человека и животных.

Токсичность различных растений может варьировать в зависимости от положения вида в географическом ареале, характера почвы и места обитания, климатических условий года, стадии развития. Например, такое смертельно ядовитое растение, как чемерица, в некоторых районах Армении и Алтая считается хорошим кормовым видом, а в южной части Томской области оно содержит на 1/3 меньше алкалоидов, чем в северной. Токсичность астрагалов зависит от содержания в почве селена, который они могут накапливать до десятых долей процента в составе сухой фитомассы.

Токсические свойства одних и тех же растений не одинаковы по воздействию на различные группы животных. Сильно токсичные для человека белладонна и дурман совершенно безвредны для грызунов, псовых, кур, но вызывают отравление уток и цыплят. Ядовитые ягоды ландыша, поедаемые даже в массовых количествах, не вызывают отравления лисиц. Ядовитые для человека плоды омелы не ядовиты для птиц и т.д.

Ядовитые растения являются причиной большинства случаев отравления человека и животных. При этом особенно следует выделить отравления детей, которых привлекают яркие плоды, сочные корешки, луковицы, стебли.

Как особую форму следует рассматривать так называемые лекарственные отравления при неправильном применении и передозировке препаратов лекарственных растений.

Иногда отравление растительными продуктами связано с употреблением в пищу меда, загрязненного ядовитой пыльцой растений; также молока и мяса после поедания животными токсичных растений. Отравление может наступить при употреблении в пищу и на корм скоту зерна и муки, загрязненных плесневыми грибами, семенами куколя, плевела, живокости, пикульника, белены, гелиотропа, львиного зева, триходесмы.

Первая помощь при большинстве отравлений ядовитыми растениями должна сводиться к скорейшему удалению из организма содержимого желудочно-кишечного тракта, приему внутрь адсорбирующих (активированный уголь), осаждающих (танины), окисляющих (перманганат калия), нейтрализующих (сода, кислое питье) и обволакивающих (крахмальная слизь, яичный белок, молоко) веществ. Одновременно следует установить по непереваренным остаткам причину отравления.

Токсины грибов. Среди пищевых отравлений небактериальной природы отравления грибами занимают одно из ведущих мест.

Грибы в зависимости от содержания и состава токсинов делят на съедобные, условно съедобные и ядовитые (включая несъедобные).

Съедобные грибы можно употреблять в пищу без особой предварительной обработки. К ним относятся большинство трубчатых грибов (белый, подберезовик, подосиновик, масленок) и некоторые пластинчатые (шампиньон, опенок настоящий, лисичка и др.). Однако старые плодовые тела съедобных грибов могут содержать большое количество токсинов. Концентрация токсинов повышается и при хранении съедобных грибов.

Условно съедобные перед кулинарной обработкой необходимо отварить, а отвар вылить (сморчки, сыроежки) или вымочить их в холодной воде, часто меняя ее (млечники, волнушки, чернушки и др.) для удаления токсинов. Без такой обработки условно съедобные грибы могут вызвать отравление.

К ядовитым и несъедобным относят грибы, характеризующиеся неблагоприятными органолептическими (по вкусу, запаху и т.д.) свойствами (желчный гриб и др.), и грибы, содержащие токсины.

В зависимости от яда отравление проявляет себя через 0,5-24 ч: возникает слабость, тошнота, рвота, увеличивается печень, наблюдаются головные боли, потеря сознания, судороги, нервно-психические расстройства, в особо тяжёлых случаях – смерть.

2. Химические компоненты марикультуры

Давно признано, что океан – это обильный и относительно доступный источник питания. Непрерывный рост населения Земли требует максимального использования рыбы и водных животных, моллюсков и ракообразных в качестве источников белка. Однако многие виды рыб и морских животных могут быть вредными или даже смертельными для человека. Отравления, связанные с употреблением в пищу этих продуктов, отмечались во всей истории человечества.

Основное количество отравлений можно разделить на следующие категории:

паралитическое отравление токсинами моллюсков и ракообразных;

отравление тетродотоксином;

отравление галлюциногенами;

отравление ихтио-, ихтиокрино- и ихтиохемотоксинами;

интоксикация сигуатера;

скомброидное отравление;

отравление альготоксинами.

Рассмотрим эти типы отравления.

Известно, что моллюски и ракообразные становятся иногда токсичными.

Это происходит, когда они питаются панцирными жгутиковыми определённого вида. При определенных условиях развития они проходят период быстрого роста (цветения), вызывая феномен, образно называемый "красным приливом". Большое количество организмов в воде придают ей различные оттенки красного цвета. В любом морском организме, который питается упомянутыми жгутиковыми, концентрируется паралитический яд – токсин, содержащийся в панцирных жгутиковых. Токсины не действуют на моллюсков и ракообразных, но их действие проявляется на других морских организмах, которые питаются ими. Поэтому, если на берегу обнаруживается большое количество мертвой рыбы, крабов и т.п., можно предполагать наличие "красного прилива".

При отравлении средней тяжести – паралитический яд вызывает ощущение покалывания или онемения вокруг губ, лица и шеи, головную боль, головокружение и тошноту. В тяжелых случаях отравление проявляется в скованности или онемении конечностей и одновременно в общей слабости, учащении пульса и затруднении дыхания. При тяжелых формах мышечного паралича и выраженном затрудненном дыхании возможна смерть в течение 24 часов. Болезнь часто диагностируется неправильно, так как симптомы иногда напоминают признаки тяжелого опьянения. Существует мнение, что человек может выработать ограниченный иммунитет к этому яду; противоядие неизвестно.

Для стран, где моллюски входят в традиционный пищевой рацион, эта проблема имеет серьезное эпидемиологическое значение.

Тетродотоксины – это токсины иглобрюхих рыб. Это нерастворимые в воде термостабильные вещества. Они вызывает судороги и смерть людей в течение 1,5-8 ч в результате паралича дыхания. Механизм действия тетродотоксина на нервную ткань заключается в том, что он прекращает передачу нервного импульса, блокируя движение ионов натрия сквозь оболочку нервных клеток. Противоядие неизвестно.

Наиболее ядовитыми у иглобрюхой рыбы фугу являются молоки, икра, печень, в меньшей степени кожа и кишечник.

Галлюциногены. Некоторые виды рыб – кефаль, султанка, "сонная рыба" – вызывают отравления, сопровождающиеся галлюцинациями.

При меньшей степени отравления возникает зуд и чувство жжения в горле сразу же после приема пищи, мышечная слабость, частичный паралич ног. Симптомы проявляются через 0,5-2 часа. Выздоровление наступает через 12-24 ч. в зависимости от степени интоксикации. Следует отметить, что отравление этим токсином возможно при употреблении в пищу и сырой, и вареной рыбы.

Ихтио-, ихтиокрино - и ихтиохемотоксины. В особую группу выделяют несколько видов отравлений, вызываемых токсинами, содержащимися в различных частях некоторых видов рыб.

Ихтиотоксины – это токсины, содержащиеся в органах воспроизводства рыб – икре и молоках. Таких рыб известно более 50 видов.

Симптомами отравления ихтиотоксинами являются боли в желудке и диарея. В качестве яркого примера такого отравления можно привести так называемую "барбусовую холеру", вспышки которой наблюдались в Европе. Яд, содержащийся в икре некоторых рыб – ципринидин – вызывает падение артериального давления, снижение температуры тела и паралич дыхательной системы. При высоких дозах яда возможна остановка сердца.

Ихтиокринотоксины – это токсины, вырабатываемые кожными железами или отдельными клетками некоторых видов рыб. Как правило, эти токсины имеют горький вкус, токсичны для других рыб и обладают гемолитическим действием. К таким рыбам относят каменных окуней, мурен и т.д.

Ихтиохемотоксины – это токсины, содержащиеся в сыворотке крови рыб – большеголова атлантического, сельдевых рыб, анчоусов, тунцов, морского и пресноводного угря.

Отравление наступает, как правило, при приеме с пищей больших количеств свежей крови этих рыб. Симптомы отравления выражаются в возникновении рвоты, нерегулярном пульсе, параличе мышц и дыхательной системы; в тяжелых случаях отравления наступает смерть.

Интоксикация сигуатера. Сигуатера – это название пищевого отравления, вызываемого рифовыми рыбами тропических и субтропических стран. Однако этот термин неточен.

В настоящее время известно более 400 видов сигуатоксичных рыб. Ежегодно множество людей заболевает после отравления такой рыбой. По симптомам оно сходно с отравлением фосфорорганическими веществами.

Типичные симптомы этого отравления включают начальный период – желудочно-кишечные расстройства – боли в животе, тошнота, рвота и понос, а затем наступает затяжной период неврологических нарушений – покалывание и онемение губ, языка и конечностей, головная боль, судороги. В большинстве случаев эти симптомы продолжаются от нескольких часов до нескольких недель и затем проходят. В случаях тяжелой интоксикации симптомы могут продолжаться в течение 20-25 лет. Наблюдается также нарушение координации и, как ни странно, нарушение ощущений тепла и холода.

Заболевание вызывается токсином, происхождение которого до настоящего времени точно неизвестно. Предполагают, что его вырабатывают придонные сине-зеленые водоросли. Косвенным подтверждением этого предположения является то, что большинство сигуатоксичных рыб обитают вблизи дна или, если они хищные, питаются придонной рыбой. Установлено, что сигуатера вызывается не одним соединением.

В связи тем, что токсины стабильны при замораживании и кипячении, разработаны правила для предупреждения отравления: рекомендуется не употреблять те виды рыб, которые опасны в определенной местности; не употреблять внутренние органы, особенно печень; не употреблять крупную и старую рыбу, которая с возрастом становится более сигуатоксичной.

Отравления сельдевыми рыбами. До середины XX в. считалось, что отравления, вызываемые сельдевыми рыбами – сельдью, анчоусовыми, тарпоновыми и близкими к ним видами, – по своей природе также относятся к сигуатерным. Однако, в отличие от сигуатоксичных рыб, сельдевые питаются планктоном; это привело исследователей к мысли, что отравление, которое вызывают эти рыбы, следует отличать от сигуатерного; ему было дано название сельдевого.

Как и сигуатерное, сельдевое отравление пока не удается объяснить; вызывается оно, по-видимому, каким-то веществом, содержащимся в планктоне.

Симптомы этого отравления проявляются во время приема пищи – металлический привкус и сухость во рту. Затем начинаются боли в желудке, часто наступает паралич или коматозное состояние. Иногда сельдевое отравление заканчивается смертью. Яд, вызывающий отравление, действует так быстро, что некоторые из жертв умирали, буквально не успев проглотить кусок. К счастью, этот яд, смертность от которого составляет 40%, не очень распространен.

Скомброидное отравление. Самое большое количество отравлений продуктами моря вызывается токсинами, образуемыми при бактериальном разложении из-за неправильного хранения рыбы. Этот тип отравления называется скомброидным.

Симптомы скомброидного включают покраснение лица, сильную головную боль, рвоту и боли в животе. Эта болезнь редко приводит к смертельному исходу.

Токсины водорослей. Альготоксины – это токсины сине-зеленых водорослей.

Они обитают во внутренних пресноводных водоемах нашей страны. Массовое размножение сине-зеленых водорослей, известное как "цветение воды", – явление экологического характера, однако, оно имеет важное биологическое и медицинское значение. Развитие сине-зеленых водорослей приводит к накоплению в организмах многих обитателей водоёмов и в окружающей водной среде сильнодействующих токсических веществ, продуцируемых ими. Альготоксины аккумулируются в водной экосистеме, иногда подвергаясь трансформации и сохраняя при этом токсичность.

Вторым звеном в цепи аккумуляции и передачи альготоксинов являются моллюски и рыбы, далее присоединяются теплокровные наземные животные и человек. Известны также отравления травоядных (домашний скот) на водопое при попадании в пищеварительный тракт как фитопланктона, так и самой воды. Определенную опасность представляет загрязнение альготоксинами водоснабжения и водозаборов. Отравление может произойти при купании во время цветения воды.

Отравление сине-зелеными водорослями может протекать в нескольких клинических формах, в том числе желудочно-кишечной, кожно-аллергической, мышечной и смешанной.

При попадании токсинов сине-зеленых водорослей в водопроводную сеть возможны вспышки эпидемического токсического гастроэнтерита, протекающего по типу дизентерио- или холероподобного заболевания. Основные симптомы: тошнота, боли в желудке, спазмы кишечника, рвота, понос, головная боль, боли в мышцах и суставах.

При кожно-аллергической форме характерен дерматит, зуд, набухание и гиперемия слизистых глаз (конъюктивиты), реакции дыхательных путей по типу бронхиальной астмы.

В особую форму выделяют "юксовско-сартланскую болезнь", обычно развивающуюся после употребления в пищу инфицированной сине-зелеными водорослями рыбы (щуки, судака, налима, окуня и др.). Фактором, провоцирующим общее начало заболевания, являются физическое напряжение и охлаждение. Интоксикация развивается через 10-72 ч после употребления в пищу рыбы, причем термическая обработка не снижает токсичности. Молниеносно возникают очень резкие боли в мышцах ног, рук, поясницы, грудной клетки, усиливающиеся при малейшем движении. Наблюдаются цианоз кожи, сухость во рту, иногда рвота. Опасность представляет асфиксия вследствие паралича дыхательной мускулатуры. Болевой приступ длится от 3 до 4 суток. Возможны рецидивы.

Для профилактики отравлений рекомендуется длительное кипячение воды, фильтрация ее через активированный уголь, на водопроводных станциях – озонирование. Следует отметить, что основной показатель загрязнения воды альготоксинами – сильный рыбный запах. Следовательно, употреблять рыбу из такого водоема небезопасно. В системе профилактических мероприятий ведущее место занимает постоянный гидробиологический контроль качества воды.