霉菌毒素及其作用機(jī)理

apple12151007 · 發(fā)表于 2010-9-27 14:14:59

　　霉菌毒素及其作用機(jī)理

　　徐運(yùn)杰方熱軍

　　(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖南長(zhǎng)沙，410128)

　　摘要：霉菌毒素普遍存在，嚴(yán)重危脅畜牧生產(chǎn)和糧食生產(chǎn)的安全。文中闡述了常見的霉菌毒素及其作用機(jī)理。
　　關(guān)鍵詞：霉菌;霉菌毒素;作用機(jī)理
　　Mycotoxins and Its Mechanism
　　XU Yun-jie Fang Re-jun
　　(College of Animal Science and Technology Hunan Agriculture University, Changsha Hunan 410128)
　　Abstract: Mycotoxins are ubiquitous, which bring Serious threats to safety of livestock production and grain production. The common Mycotoxins and Its Mechanism were elaborated in this paper.
　　Key Words: Molds; Mycotoxins; Mechanism
　　霉菌毒素污染是一個(gè)世界性的問(wèn)題。它給農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)了極大的經(jīng)濟(jì)損失。據(jù)報(bào)道，全世界每年至少有25%農(nóng)作物或產(chǎn)品受到霉菌毒素的污染(Council等，1989;Mannon等，1985;Finks-Gremmels，1999)。廣義上的霉菌毒素是指產(chǎn)毒霉菌在基質(zhì)上生長(zhǎng)繁殖時(shí)產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物，以及某些霉菌使其基質(zhì)發(fā)霉變質(zhì)后形成的有毒化學(xué)物質(zhì)。狹義上的霉菌毒素主要指霉菌在污染基質(zhì)的過(guò)程中產(chǎn)生的有毒代謝產(chǎn)物。由于霉菌種類的多樣性，其有毒代謝產(chǎn)也多種多樣，現(xiàn)已知的霉菌毒素有200多種。本文就主要的幾種霉菌毒素進(jìn)行詳細(xì)介紹。
　　1.霉菌毒素的起源及其分類
　　霉菌毒素這個(gè)詞最早出現(xiàn)是在1962年。當(dāng)年，英國(guó)倫敦發(fā)生了一場(chǎng)大災(zāi)難，大約有十萬(wàn)只火雞死亡。經(jīng)檢驗(yàn)分析，這個(gè)神秘的火雞“X”病與飼喂了滋生有黃曲霉次級(jí)代謝產(chǎn)物的花生粉有關(guān)(Blout,W.P.1961;Forgacs,J.，1962)。不久，麥角堿和棒曲霉素等霉菌次級(jí)代謝產(chǎn)物也歸類于霉菌毒素。同時(shí)也研究發(fā)現(xiàn)了如赭曲霉毒素等新的霉菌毒素。1960年到1975年，對(duì)霉菌毒素的研究非?；馃?Maggon等，1977)。要注意的是，霉菌毒素是由霉菌產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物，但并不是霉菌產(chǎn)生的所有有毒化合物都可稱為霉菌毒素。這得看次級(jí)代產(chǎn)物的用途和引起中毒癥所需的濃度。如果主要用來(lái)殺死其它微生物，像盤尼西林，則稱為抗生素;如果對(duì)植物產(chǎn)生毒性，則被植物病理學(xué)家稱為植物毒素(注意要與由植物產(chǎn)生的毒素進(jìn)行區(qū)別);而由霉菌產(chǎn)生的低分子次級(jí)代謝產(chǎn)物應(yīng)如果在低濃度微量下就能夠?qū)π笄莺腿祟惍a(chǎn)生毒性，則可稱為霉菌毒素。其它低分子代謝產(chǎn)物，如乙醇，只有在較高濃度時(shí)才有毒性，就不能稱其為霉菌毒素(Bennett,J.W.，1987)。
　　對(duì)于霉菌毒素的分類，不同的學(xué)者有不同的分類方法。臨床工作人員常通過(guò)霉菌毒素影響的器官進(jìn)行分類，因此有肝毒素、腎毒素、神經(jīng)毒素、免疫毒素、致皮炎毒素、血液毒素等;細(xì)胞生物學(xué)家則把霉菌毒素分為致畸毒素、致誘變毒素、致癌毒素和致變態(tài)反應(yīng)毒素;有機(jī)化學(xué)家依結(jié)構(gòu)的差別將霉菌毒素劃分為內(nèi)酯環(huán)類、二呋喃環(huán)類、醌類、環(huán)氧類、有鹵素原子類、靛基質(zhì)環(huán)類等;生物化學(xué)家根據(jù)霉菌毒素合成途徑進(jìn)行分類，如通過(guò)聚酮途徑產(chǎn)生毒素，通過(guò)氨基酸衍生(amino acid-derived)產(chǎn)生的毒素等;霉菌學(xué)者則根據(jù)產(chǎn)生毒素的霉菌名稱進(jìn)行分類，這種分類方法已被廣大學(xué)者承認(rèn)和接受。
　　2.主要的霉菌毒素
　　在飼料中常見的產(chǎn)毒素霉菌主要有：曲霉屬(Aspergillus) 中的黃曲霉(A.
　　flavus)、赭曲霉(A. ochraceus)、雜色曲霉(A. versicolor)、構(gòu)曲霉(A. nidulans)、寄生曲霉(A. parasiticus)和煙曲霉(A. fumigatus)等。青霉屬(Penicillium)中的島青霉(P. isandicum)、桔青霉(P. citrinum)、黃綠青霉(P. citreovinide)、紅色青霉(P. rub-
　　rum)、擴(kuò)展青霉(P. expansum)、圓弧青霉(P. cyclopium)、純綠青霉(P. Viridicatum)和斜臥青霉(P. decumbens)等。鐮刀菌屬(Fusarium)中的禾谷鐮刀菌(F.gramine-
　　arum)、三隔鐮刀菌(F. tritinctum)、玉米赤霉菌(Gibberellazeae)、梨孢鐮刀菌(F. poae)、尖孢鐮刀菌(F. oxysporum)、雪腐鐮刀蒲(F. nivale)、串珠鐮刀菌(F.manilib-
　　orme)、擬枝孢鐮刀菌(F.sporotrium)、木鐮刀菌(F.equisti)、茄病鐮刀菌(F.solani)、粉紅鐮刀菌(F.roseum)等。另外，麥角菌屬(Claviceps)、鵝膏菌屬(Amanita)、馬鞍菌屬(Helvella)和鏈格孢菌 (Alternaria)等也是較為常見的產(chǎn)毒霉菌。
　　2.1 黃曲霉毒素
　　黃曲霉毒素(Aflatoxins，AF)是由黃曲霉和寄生曲霉通過(guò)聚酮途徑所產(chǎn)生的一種對(duì)人類和畜禽危害最大、最常見的霉菌毒素。黃曲霉毒素在1961年首次從霉變花生粉中發(fā)現(xiàn)(Blout,W.P.1961，Goldblatt等，1969))，后來(lái)進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)許多黃曲霉毒素的衍生物和相似物，所以它是指一類結(jié)構(gòu)類似的化合物的總稱。
　　黃曲霉毒素的基本結(jié)構(gòu)單位是含有一個(gè)雙氫呋喃環(huán)和一個(gè)氧雜萘鄰?fù)?。天然產(chǎn)生的黃曲霉毒素根據(jù)其在藍(lán)色(Blue)或綠色(Green)紫外光下所產(chǎn)生的熒光以及在薄層色譜法過(guò)程中的相對(duì)遷移率不同，主要有B1、B2、G1、G2四種。另外還有多種黃曲霉毒素的代謝產(chǎn)物、異構(gòu)物和相似物，如P1、Q1、B2a、G2a等。其中毒性最大研究的最多的是AFB1(如圖1),是已知致癌毒性最強(qiáng)的霉菌毒素(Squire,
　　1981)。通常所說(shuō)的黃曲霉毒素主要是指AFB1。黃曲霉毒素分子量是312-346，難溶于水、己烷和石油醚，可溶于甲醇、乙醇、氯防、丙酮等。對(duì)熱穩(wěn)定，在280℃才開始分解。
　　黃曲霉毒素對(duì)動(dòng)物的主要影向是致腫瘤、免疫抑制、致突變和致畸。影響的主要靶器官是肝臟，可引起肝臟出血、肝臟脂肪變性、膽管增生等，并可導(dǎo)致肝癌的發(fā)生。不同動(dòng)物對(duì)黃曲霉毒素的敏感程度不同，禽類對(duì)黃曲霉毒素特別敏感(Klein等，2OO0)。Schuller等(1986)報(bào)道，飼料中允許的AFB1含量是10-600ppb。飼喂奶牛的玉米中AFB1含量不得超過(guò)20ppb;飼喂肥育牛與豬的玉米中不得超過(guò)300ppb;飼喂繁殖家畜的玉米中不得超過(guò)100ppb(Ezzell,C.,1988)。飼用棉籽中AFB1的含量不得超過(guò)300ppb(Park,D.L.等，1986))。美國(guó)食品與藥物管理局規(guī)定，牛奶中AFB1的代謝物AFM1的含量最大允許量是0.5ppb。
　　圖1：黃曲霉毒素B1
　　2.2 桔青霉素
　　桔青霉素(Citrinin, 如圖2)早在第二次世界大戰(zhàn)之前就從桔青霉(Penicillium citrinum)中分離出來(lái)(Hetherington,A.C.和H.Raistrick,1931)。隨后研究發(fā)現(xiàn)，包括常用來(lái)生產(chǎn)干酪的Penicillium camemberti在內(nèi)的十幾種青霉和幾種曲霉如Aspergillus terreus、Aspergillus niveus、Aspergillus oryzae等都可代謝產(chǎn)生桔青霉素(Manabe,2001)。Blance P.J.等(1995)從工業(yè)上常用來(lái)生產(chǎn)紅色素的紅曲霉(Monascus ruber)和紫色曲霉(Monascus purpureus)的代謝產(chǎn)物中也分離出了桔青霉素。
　　桔青霉素不易溶于水，在酸性及堿性溶液中對(duì)熱均敏感，易分解。Carlton,W.W.等(1977)研究報(bào)道，桔青霉素幾乎對(duì)所有的動(dòng)物都有腎毒性，但急性毒性在不同的品種之間有所差異。對(duì)鴨來(lái)說(shuō)，半致死劑量是57mg/Kg;雞是95mg/Kg;兔子是134mg/Kg(Hanika等，1994)。桔青霉素與赭曲霉毒素A有協(xié)同作用，可抑制鼠科動(dòng)物腎臟RNA的合成(Sanging等，1976)。小麥、燕麥、黑麥、大麥、玉米、稻谷等都可生長(zhǎng)桔青霉(Abramson等，2001)。
　　圖2：桔青霉素
　　2.3麥角生物堿
　　麥角又叫麥角菌，小麥角。寄生在小麥、黑麥、拂子茅、大葉章、披堿草、老芒麥等多種禾本科植物上?；瘜W(xué)成分主要是含麥角生物堿、胺類麥角紅及脂肪油等。生物堿約0.1%-0.4%、脂肪油30%-40%。生物堿中主要為麥角新堿，麥角胺和麥角高堿等。在真菌的次級(jí)代謝產(chǎn)物中，麥角堿的外表比較漂亮，是“最迷”人的一種霉菌毒素。麥角異新堿的結(jié)構(gòu)圖如下：
　　圖3：麥角異新堿
　　人較少發(fā)生麥角堿中毒，畜禽特別是牛、羊、豬、雞發(fā)生較多。臨床癥狀是壞疽、流產(chǎn)、抽搐、過(guò)敏、共濟(jì)失調(diào)等，以壞疽和抽搐兩種癥狀最常見。壞疽影響機(jī)體血液流動(dòng)與供應(yīng)，抽搐影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)(Bennett等，1999)。要注意的是，藥物與毒物有時(shí)只是在量上的差別。麥角生物堿就是這樣。經(jīng)觀察，當(dāng)孕畜采食了長(zhǎng)有麥角菌的牧草后常發(fā)生流產(chǎn)，從而表明麥角生物堿能夠誘導(dǎo)平滑肌收縮。也正因其在合理使用的情況下有許多生理功能而受到內(nèi)科醫(yī)生和藥理學(xué)家的關(guān)注。所以麥角也是一種中藥，可用其來(lái)墜胎和助產(chǎn)(Riddle等，1997)。
　　2.4 伏馬毒素
　　Gelderblom,W.C.A.等1988年首次對(duì)伏馬毒素(Fumonisins)進(jìn)行了闡述。以伏馬毒素B1最常見(如圖4)。許多鐮刀菌可產(chǎn)生伏馬毒素，其中以串珠鐮刀菌(Fusarium verticillioides)和層出鐮刀菌(Fusarium proliferatum)為主，常污染玉米。高濃度(50-500ppm)的伏馬毒素B1對(duì)畜禽和實(shí)驗(yàn)動(dòng)物可引起各種具有種屬特異性的毒理作用，如馬(Marasas等，1988)、兔(Bucci等，1996)的腦白質(zhì)軟化癥，豬的肺水腫和水胸(Harrison等，1994)，鼠、羔羊、小牛的肝細(xì)胞凋亡和腎毒性(Pozzi等，2000; Haschek等，2001)，還有肝毒性和致癌效應(yīng)(Gelderblom等，1988，1991，1996)。給畜牧業(yè)帶來(lái)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。Lombaert等2002報(bào)道，加拿大由伏馬毒素造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)到10億美元;Windel等2000報(bào)道，從1990-1999十年間，僅伏馬毒素就使美國(guó)損失25億美元之多。與大多數(shù)其它真菌毒素不同的是，伏馬毒素是親水性的，不溶于有機(jī)溶劑，這就給研究帶來(lái)了很大困難(Blackwell等，1996)。伏馬毒素還與人類的食道癌密切相關(guān)(Yoshizawa等，1994;Marasas,1995; Ueno等，1997;Groves等，1999)。
　　圖4：鐮刀菌毒素B1
　　2.5 赭曲霉毒素
　　赭曲霉毒素(Ochratoxin)是由曲霉屬及青霉屬中的某些菌種產(chǎn)生的一類結(jié)構(gòu)相似的有毒次生代謝產(chǎn)物，其中以赭曲霉毒素A的毒性最強(qiáng)( Creppy等，1995 )。Van der Merwe,K.J.等1965年從赭曲霉(Aspergillus ochraceus)的次級(jí)代謝產(chǎn)物中最先發(fā)現(xiàn)了赭曲霉毒素A(如圖5)?？扇苡跇O性有機(jī)溶劑，微溶于水，對(duì)熱的穩(wěn)定性好。
　　赭曲霉毒素A可感染大麥、燕麥、黑麥、小麥和其它植物產(chǎn)品中，而以大麥的可能性最大。赭曲霉毒素A的毒性與黃曲霉毒素相當(dāng)。腎是其主要的靶器官，幾乎對(duì)所有的動(dòng)物都有腎毒性，尤其是人類。除腎毒性外，還有肝毒性、抑制免疫、致畸和致癌性。低量攝入量時(shí)可造成生殖性能下降。最新研究表明，赭曲霉毒素A還具有遺傳毒性，可使細(xì)胞中染色體斷裂增加(Lioi等，2004)。赭曲霉毒素A通過(guò)多種方式干擾細(xì)胞正常生理，但主要與苯基丙氨酸代謝的酶有關(guān)，抑制參與苯基丙氨酸-tRNA復(fù)合物合成的酶的活性(Buuge等，1979;Marquardt等,1992)。還可抑制線粒體中ATP的產(chǎn)生(Meisner等，1981)和促進(jìn)脂質(zhì)過(guò)氧化(Rahimtula等，1988)。赭曲霉毒素可代謝到動(dòng)物的血液、乳汁和其它組織中(Marquardt等，1992)。因而可間接通過(guò)生物鏈效應(yīng)危脅人類健康。據(jù)報(bào)道，一種名叫地方性巴爾干腎病的人類疾病與赭曲霉毒素有關(guān)(Hult等，1982;，Krogh，1987)。
　　另外要注意，黑曲霉(Aspergillus niger)常廣泛用來(lái)生產(chǎn)酶和檸檬酸，具有很重要的工業(yè)價(jià)值(Heenan等，1998;，Teren等，1996)。盡管有報(bào)道青霉菌也可產(chǎn)生赭曲霉毒素，但Chu(1974)和Pitt(1987)研究表明：常生長(zhǎng)在大麥上的Penicillium verrucosum是青霉屬中唯一能產(chǎn)生赭曲霉毒素的青霉菌。
　　圖
　　5：赭曲霉毒A
　　2.6 棒曲霉毒素
　　棒曲霉毒素(Patulin)是由青霉、曲霉和絲衣霉等不同霉菌產(chǎn)生的一類有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物。1940年首次從青霉菌Penicillium patulum(后來(lái)叫Penicillium urticae，稱為Penicillium griseofulvum)中分離出來(lái)，最初作為抗生素用來(lái)抗革蘭氏陽(yáng)性菌。正因如此，許多早期研究主要是針對(duì)它的藥用功能。例如，可用它噴霧治療普通感冒或作為膏藥來(lái)治療皮膚真菌感染(Ciegler,1971和1977)。其化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖6。然而，1950-1960年研究發(fā)現(xiàn)，棒曲霉素除了有抗細(xì)菌、抗病毒、抗原蟲等作用外，對(duì)動(dòng)植物也有毒性作用。1960年，將其重新歸類于霉菌毒素。
　　霉變的水果如蘋果、梨子、櫻桃等最有可能產(chǎn)生棒曲霉毒素。用霉變的水果研究表明，藍(lán)色的霉菌—擴(kuò)展青霉(Penicillium expansum)出現(xiàn)的概率最高。Tapia等(2005)每天給瘤胃連續(xù)培養(yǎng)物中添加0、20、40、80mg棒曲霉毒素，結(jié)果降低了揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)生、纖維的消化以及瘤胃中細(xì)菌數(shù)量。Sabater-Vilar等(2004)報(bào)道，棒曲霉素對(duì)家畜的毒性較低。
　　圖6：棒曲霉素
　　2.7單端孢霉烯毒素
　　單端孢霉烯毒素(trichothecenes)是由鐮刀菌產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)相似的一類化合物的總稱。種類超過(guò)148種，其中以T-2毒素(T-2 toxin，圖7)、雪腐烯醇(nivalenol，圖8)和脫氧雪腐烯醇(deoxyni-valenol，DON，圖9)為主。
　　Hulan和Proudfoot(1982)、Kubena等(1997)實(shí)驗(yàn)表明，雞和火雞等家禽對(duì)脫氧雪腐烯醇的敏感性較低。然而，Huff等(1986)、Kubean等(1989)、Harvey等(1991)、Swamy等(2004)報(bào)道，日糧中脫氧雪腐烯醇含量16-18mg/Kg就使肉雞生產(chǎn)性能明顯降低，免疫功能減退，血清生化指標(biāo)發(fā)生改變，特別對(duì)小雞影響較大，中成雞敏感性較低。家畜低量采食感染有脫氧雪腐烯醇的飼料或牧草后表現(xiàn)生長(zhǎng)減慢，拒食等;而大量采食后，則出現(xiàn)反胃、嘔吐、腹瀉等癥狀，所以脫氧雪腐烯醇又叫嘔吐毒素。主要由禾谷鐮刀(Fusarium graminearum)和大刀鐮刀菌(Fusarium culmorum)產(chǎn)生。T-2毒、鐮刀菌毒素與嘔吐毒素之間具有協(xié)同作用，能夠強(qiáng)化嘔吐毒素的毒性(Kubena 等1989;Smith等，1997)。但Rotter等(1992)報(bào)道沒有協(xié)同作用。
　　家畜采食了感染單端孢霉烯毒素的飼料后所出現(xiàn)的食欲減退或喪失、肌肉失調(diào)和嘔吐等是通過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腦中的神經(jīng)化學(xué)物來(lái)調(diào)控的。其中很重要的一種神經(jīng)遞質(zhì)是5-羥色胺，可降低采食量，其前體物是色氨酸。當(dāng)畜禽發(fā)生單端孢霉烯毒素中毒后，腦和中樞神經(jīng)受到損傷，大量的色氨酸可通過(guò)血腦屏障進(jìn)入腦內(nèi)，增加了腦內(nèi)5-羥色胺的合成。這是單端孢霉烯毒素使動(dòng)物厭食與嘔吐的原因之一。MacDonal等(1988)和Cavan等(1988)用鼠、Prelusky等(1992)用豬、Swamy等(2004)用仔豬和肉雞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這個(gè)觀點(diǎn)。Chung等(1991)用高色氨酸日糧對(duì)豬實(shí)驗(yàn)觀察到嘔吐現(xiàn)象的發(fā)生。
　　圖7:T-2毒素圖8：雪腐烯醇圖9：脫氧雪腐烯醇
　　2.8玉米赤霉烯酮
　　玉米赤霉烯酮(Zearalenone)是Fusarium graminearum、Fusarium culmorum、Fusarium equiseti和Fusarium crookwellense等鐮刀霉菌通過(guò)聚酮途徑合成的對(duì)哺乳動(dòng)物具有雌激素樣效應(yīng)的一類次級(jí)代謝產(chǎn)物。適宜的條件下，所有的谷物類作物或飼料產(chǎn)品都可受到玉米赤霉烯酮的污染(Hagler等，2001)。豬對(duì)玉米赤霉烯酮最敏感。早在1920年就發(fā)現(xiàn)豬食用了感染有玉米赤霉烯酮的飼料食出現(xiàn)雌激素過(guò)多綜合癥。Kurtz等(1978)報(bào)道，日糧中玉米赤霉烯酮的濃度達(dá)到1ppm就可致使豬發(fā)生雌激素過(guò)多綜合癥，母豬表現(xiàn)為子宮擴(kuò)張、乳房與陰戶腫脹、排卵量減少、發(fā)情周期延長(zhǎng)，公豬表現(xiàn)為雌性化(Newberne等，1987)，甚至低至0.1ppm就有相關(guān)癥候出現(xiàn)(Mirocha等1977);高濃度的可導(dǎo)致不孕、假孕、流產(chǎn)等。兒童食用了激素較多的畜產(chǎn)品出現(xiàn)早熟現(xiàn)(Szuetz,P.等，1997)。因而，玉米赤霉烯酮又叫霉菌雌激素，另還有α和β兩種異構(gòu)體。除豬外，對(duì)牛、羊等反芻動(dòng)物的生殖健康(EI-Nezami等，1998)以及家禽的生產(chǎn)性能同樣有不良影響(Branton等，1989)
　　從化學(xué)特性而言，玉米赤霉烯酮是一種二羥基苯甲酸內(nèi)酯，屬非甾類化合物，沒有真正的毒性。Hidy,P.H.等(1977)報(bào)道，雌鼠的半致死劑量大于10000mg/Kg;幾內(nèi)亞母豬的半致死劑量是5000mg/Kg。其結(jié)構(gòu)式如圖10。由于在微量情況下就可導(dǎo)致相關(guān)癥狀出現(xiàn)以及半致死劑量高，所以有學(xué)者建議，將玉米赤霉烯酮稱為霉菌雌激素似乎更加合適。
　　圖19：玉米赤霉烯酮
　　3. 霉菌毒素的產(chǎn)生條件
　　霉菌產(chǎn)生毒素的先決條件是霉菌污染基質(zhì)并生長(zhǎng)繁殖，其它條件包括基質(zhì)的種類、水分、相對(duì)濕度、溫度以及空氣流通情況等。
　　3.1適宜的基質(zhì) 霉菌生長(zhǎng)所需的基質(zhì)因其種類不同而各異，如黃曲霉最宜在花生、玉米、水稻、麥類等植物上生長(zhǎng)，而鐮刀菌則易在小麥秸稈上大量繁殖，T-2毒素則易污染玉米，黑斑病霉菌最適的基質(zhì)是甘薯等。
　　3.2 適宜的溫度各種霉菌最適宜的產(chǎn)毒溫度不盡相同，如黃曲霉產(chǎn)毒溫度在12～41℃之間，當(dāng)高于12℃或低于41℃時(shí)，其產(chǎn)毒能力明顯下降。鐮刀菌在8～16℃之間產(chǎn)毒能力最強(qiáng)。
　　3.3 適宜的濕度霉菌繁殖和產(chǎn)毒時(shí)所需的濕度也不相同，但當(dāng)基質(zhì)的含水量在10%～15%之間、環(huán)境相對(duì)濕度在70%～80%之間時(shí)，各種霉菌繁殖能力高，產(chǎn)生毒素也相對(duì)較多。
　　3.4 通風(fēng)和透氣條件各種霉菌產(chǎn)毒時(shí)所需的氧氣相對(duì)濃度不一樣。當(dāng)空氣中的氧氣含量在1%以下，CO2濃度增加到100%時(shí)，黃曲霉產(chǎn)毒能力明顯下降。
　　4.霉菌毒素的作用機(jī)理
　　霉菌毒素是一個(gè)十分龐大的家族，作用機(jī)理十分復(fù)雜。學(xué)者們主要就霉菌毒素對(duì)蛋白質(zhì)等大分子的合成、細(xì)胞膜功能等幾個(gè)方面做了相關(guān)研究。
　　4.1 抑制蛋白質(zhì)、DNA和RNA的合成
　　早在1973年，Ueno,Y.等就研究報(bào)道，單端孢霉烯毒素在真核細(xì)胞中能夠抑制蛋白質(zhì)的合成。木霉菌素(Trichodermin)是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)能抑制肽轉(zhuǎn)移酶活性的單端孢霉烯毒素(Stafford等，1973;Wei等，1974)。隨后研究證明，所有的單端孢霉烯毒素都能夠通過(guò)60S-核糖體亞基結(jié)合位點(diǎn)而抑制肽轉(zhuǎn)移酶活性進(jìn)而阻止蛋白質(zhì)合成(Feinberg等，1989)。Bondy 和Pestka(2000)同樣研究報(bào)道，單端孢霉烯毒素是蛋白質(zhì)合成強(qiáng)有力的抑制劑。在完整的核糖本中，它能夠抑制蛋白質(zhì)合成的起始、延伸、終止(Cundliffe等，1977)。通過(guò)結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系研究表明，T-2毒素的C-4與C-5位置或C-8位置的異戊?；鶎?duì)其抑制蛋白質(zhì)的合成起非常重要的作用(Thompson等，1986)。如果C-3位置的異戊?；灰阴；〈?，則對(duì)蛋白質(zhì)合成的抑制作用減弱。12,13-環(huán)氧基團(tuán)是單端孢霉烯毒素抑制蛋白質(zhì)合成的必需基團(tuán)(McLaughlin等，1977)。Middlebrook等(1989)報(bào)道，T-2毒素對(duì)核糖體的鍵合具的特異性與可飽和性，每個(gè)核糖體鍵合一個(gè)毒素分子。Marc Maresca等(2002)用嘔吐毒素對(duì)人小腸上皮細(xì)胞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是抑制蛋白質(zhì)的合成是其發(fā)生毒理作用的主要機(jī)制。棒曲霉素能名夠抑制外周淋巴細(xì)胞DNA的合成。半胱氨酸可減輕其對(duì)DNA合成的抑制作用。這表明，巰基對(duì)棒曲霉素誘導(dǎo)的DNA合成抑制具有調(diào)節(jié)作用(Corray等，1982)。黃曲霉毒素、玉米赤霉烯酮等都?jí)蛞种频鞍踪|(zhì)、DNA和RNA的合成，從而導(dǎo)致細(xì)胞周期紊亂，使丙二酫的濃度增加。黃曲霉毒素還可直接作用于核酸合成酶，抑制mRNA的合成，進(jìn)一步抑制DNA的合成。
　　4.2 改變細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡
　　因?yàn)門-2毒素是親脂性的，它它能夠嵌入細(xì)胞質(zhì)膜的脂質(zhì)與蛋白質(zhì)，干擾正常膜功能(Pritchard等，1979)。Bunner等(1988)用8.5×10-12M的T-2毒素處理L-6成肌細(xì)胞，結(jié)果表明：細(xì)胞膜對(duì)鈣、葡萄糖、亮氨酸和色氨酸的吸收能力十分鐘之內(nèi)就顯著減弱。用T-2毒素對(duì)紅血球細(xì)胞處理也得到同樣的結(jié)論，但所需濃度稍高(Gyonggyossy-Issa等，1986)。Suneja等(1989)用小白鼠口服T-2毒素實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，NADPH-細(xì)胞色素C還原酶和NADH-細(xì)胞色素b5還原酶活性降低，谷胱甘肽過(guò)氧化物酶和谷胱甘肽還原酶活性增加，機(jī)體發(fā)生脂質(zhì)過(guò)氧化，導(dǎo)致細(xì)胞大量死亡。T-2毒素還可抑制線粒體中電子的轉(zhuǎn)運(yùn)(Pace,1983)。Marc Maresca等(2002)實(shí)驗(yàn)報(bào)道，腸道粘膜吸收功能減弱的主要機(jī)理是霉菌毒素抑制了蛋白質(zhì)合成和誘導(dǎo)腸道細(xì)胞凋亡。
　　4.3 競(jìng)爭(zhēng)受體的結(jié)合位點(diǎn)
　　Klang等(1978)，Kawabata等(1982)用鼠研究證明，玉米赤霉烯酮和其代謝產(chǎn)物的作用機(jī)制就是與雌激素競(jìng)爭(zhēng)受體。玉米赤霉烯酮對(duì)字宮以及輸卵管中雌激素受體的親和力強(qiáng)度因動(dòng)物品種不同而各異。Fitzpatrick等(1989)用豬、鼠和雞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是豬最大，鼠次之，雞最小。
　　麥角生物堿的毒性作用主要在于神經(jīng)受體，基本效應(yīng)是刺激平滑肌，與α-腎上腺素受體結(jié)合，抑制β-腎上腺素受體，導(dǎo)致子宮和血管收縮。另外，麥角生物堿可刺激多巴胺受體，抑制動(dòng)物和人催乳素分泌，降低產(chǎn)奶量。麥角生物堿與生物胺相似，可作用于生物胺受體，影響神經(jīng)遞質(zhì)。
　　4.4 影響鞘脂的代謝
　　伏馬毒素的作用機(jī)制很復(fù)雜，涉及到幾個(gè)分子作用位點(diǎn)(Riley等，1998)。但最主要的機(jī)制是影響鞘脂的代謝，打破血清、肝、腎中二氫鞘氨醇(Sa)與鞘氨醇(So)之間的平衡。目前認(rèn)為，Sa/So是對(duì)伏馬毒素B1中毒最為敏感的生化指標(biāo)之一(Ledoux等，1996;Henry等，2000;Tardieu等，2004)。Tran等(2005)用含伏馬毒素分別是0、2、8、32、128mg/Kg的日糧對(duì)鴨實(shí)驗(yàn)表明：伏馬毒素B1抑制了神經(jīng)酰胺合酶的活性，誘導(dǎo)鞘脂代謝的中斷，而且在低劑量2mg/Kg時(shí)就表現(xiàn)出來(lái)。這與Voss等(1999)用鼠實(shí)驗(yàn)、Zomborszky-kovacs等(2002)用豬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果一致。
　　5. 結(jié)語(yǔ)
　　總之，飼料或農(nóng)產(chǎn)品中霉菌毒素的污染是不可忽視的大問(wèn)題，它牽涉到飼料工業(yè)與畜牧業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，涉及到畜產(chǎn)品安全，影響到人類的健康，防止霉菌毒素的污染是一個(gè)永久性、世界性的課題，因?yàn)槭澜缟蠜]有一個(gè)地方可以躲過(guò)這些“無(wú)聲的殺手”。
　　作者簡(jiǎn)介：
　　徐運(yùn)杰：男，1980年出生，在讀研究生，研究方向是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)
　　方熱軍：男，指導(dǎo)老師，教授，博導(dǎo)，研究方向是動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與飼料科學(xué)