Mycotoxinen
21.1 Inleiding
Mycotoxinen zijn door schimmels geproduceerde secundaire metabolieten die landbouwproducten voor, tijdens of na de oogst besmetten en toxische effecten kunnen hebben bij mens en dier (Gnonlonfin et al., 2013; Wu et al., 2014a). Schimmelbederf van gewassen heeft gevolgen voor de gezondheid van mens en dier en heeft ernstige economische gevolgen. De mens kan aan mycotoxinen worden blootgesteld door contact, inslikken of inademen, en besmetting van menselijk voedsel is mogelijk in vrijwel elk stadium van de voedselketen (Bryden, 2007; Paterson en Lima, 2010). Menselijke ziekten zijn het gevolg van acute of chronische blootstelling, en chronische inname komt meestal vaker voor. Doorheen de geschiedenis, vooral in tijden van hongersnood, oorlogen en overstromingen, veroorzaakten mycotoxinen uitbraken die soms menselijke populaties verwoestten (Bryden, 2007).
Geschat wordt dat ongeveer 25% van alle gewassen wereldwijd aangetast zijn door schimmels of fungi (Bryden, 2007). Er zijn vandaag meer dan 500 mycotoxinen bekend, waarvan er maar weinig gereguleerd of routinematig getest worden, en er worden regelmatig nieuwe ontdekt (Anfossi et al., 2016; Streit et al., 2013; Urusov et al., 2015). Bovendien kan het metabolisme van planten de zogenaamde “verborgen mycotoxinen” produceren, dat zijn gemodificeerde verbindingen die mogelijk niet worden geïdentificeerd met de analytische methoden die worden gebruikt om hun oorspronkelijke verbindingen te karakteriseren (Anfossi et al., 2016). Landbouwkundig gezien zijn enkele van de belangrijkste mycotoxinen aflatoxinen, fumonisinen, trichothecenen, ochratoxinen, sterigmatocystinen (STC’s), en zearalenonen (ZEA’s) (Wu et al., 2014a). De mycotoxinen waaraan mensen worden blootgesteld, en de uitdagingen die met de blootstelling gepaard gaan, verschillen vaak van land tot land. In bepaalde Afrikaanse landen is de blootstelling in grote mate gerelateerd aan de afhankelijkheid van grote hoeveelheden van een enkel type gewas, zoals maïs, wat zelfs bij kleine besmettingsniveaus kan leiden tot blootstellingen die de aanvaardbare innameniveaus overschrijden (Bryden, 2007). De verhoogde gevoeligheid van kinderen voor neurotoxische, endocriene en immunologische effecten, hun hogere blootstelling per lichaamsgewicht in vergelijking met volwassenen, en verschillen in fysiologie, maken hen bijzonder kwetsbaar en gevoeliger voor de toxische effecten van mycotoxinen (Raiola et al., 2015). Er is voorgesteld dat het onderzoeken van de betrokkenheid van mycotoxinen in de pathogenese van omgevings-enteropathie, een onvoldoende begrepen subklinische aandoening die wordt gekenmerkt door een verminderde intestinale resorptiecapaciteit, die mogelijk verband houdt met kinderarmoede, strategieën zou kunnen opleveren om de groei van kinderen te verbeteren (Smith et al., 2012).
Zekere mycotoxinen hebben toepassingen gevonden in de klinische geneeskunde. Zo is ergotamine gebruikt voor de behandeling van vasculaire hoofdpijn, en zijn er gevallen van ergotisme beschreven wanneer het samen wordt gebruikt met cytochroom P450-remmers, zoals HIV-proteaseremmers, of met bepaalde antibiotica zoals erytromycine en tetracycline (Avihingsanon et al., 2014; Demir et al., 2010).
Om de biologie van mycotoxinen te begrijpen, is het van cruciaal belang te beseffen dat de organen of systemen die voornamelijk worden aangetast, aanzienlijk kunnen verschillen tussen diersoorten. Dit maakt het een grotere uitdaging om de moleculaire pathogenese te ontleden. Zo veroorzaken fumonisinen leukoencephalomalacie bij paarden, nefrotoxiciteit en hepatotoxiciteit bij knaagdieren, hepatotoxiciteit, linker ventrikel disfunctie en ernstig longoedeem bij varkens, en slokdarmkanker bij de mens (Constable et al., 2000; Dutton, 1996; Escriva et al., 2015; Haschek et al., 2001; Wu et al., 2014a).
Mycotoxinen komen vaak naast elkaar voor in producten, en bepaalde schimmelsoorten kunnen meer dan één mycotoxine produceren. Fusarium-soorten kunnen bijvoorbeeld trichothecenen, fumonisinen, en ZEA’s maken (Anfossi et al., 2016; Qiu et al., 2016). Hoewel biologische effecten over het algemeen op individueel niveau zijn bestudeerd, vindt blootstelling vaak gelijktijdig plaats aan meerdere mycotoxinen die op elkaar kunnen inwerken. Zo kan ochratoxine A (OTA) synergetische of additieve effecten vertonen met penicillinezuur, fumonisine B1, citrinine, of aflatoxine B1, maar gelijktijdige blootstellingen zijn relatief minder bestudeerd in vergelijking met de effecten van individuele mycotoxinen (Creppy et al., 2004; Klaric et al., 2013).
Het toegenomen bewustzijn over door mycotoxinen veroorzaakte ziekten wordt weerspiegeld door het groeiende aantal landen dat regelgeving heeft aangenomen, en waarvan het aantal is gestegen van 33 in 1981 tot 100 in 2003 (van Egmond et al., 2007). Omdat verschillende factoren interageren in de pathogenese van ziekten veroorzaakt door mycotoxinen, waaronder genetische, omgevings- en fysiologische factoren, die allemaal het metabolisme en de toxiciteit kunnen bepalen, zijn diagnose en bevestiging van blootstelling aan een specifiek mycotoxine een uitdaging.