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문제 정의
- 총설의 목적은 식품 및 사료에서 곰팡이독소 검출법, 인축에 나타나는 곰팡.이독소의 중독증 및 곰팡이독소 의 작용기작을 이해하기 위한 것이다.
- 반추동물은 일반적으로 곰팡이독소의 영향에 대해 더 많은 저항성을 가지고 있으며, 반추동물과 비반추동물의 곰팡 이독소 대사경로를 이해함으로써 연구자와 공중위생을 담당하는 당국자가 곰팡이독소의 위해성을 제대로 평가하는 식견을 갖게 할 수 있다. 총설의 목적은 식품 및 사료에서 곰팡이독소 검출법, 인축에 나타나는 곰팡.이독소의 중독증 및 곰팡이독소 의 작용기작을 이해하기 위한 것이다.
성능/효과
- 1993년에 World Health Organization-International Agency for Research on Cancer 는 aflatoxin, fumonisin, ochratoxin, trichothecene 및 zearalenone의 발암 가능성을 측정하여, aflatoxin은 인간에게 발암물질로서 분류되었고 fumonisin 및 ochratoxin은 발암유발 가능성 물질로 분류되었다.1,2) 그러나 trichothecene와 zearalenone은 인간에게 발암을 유발하는 물질로 분류되지 않았다.
- 58 ng/L로 변화 및 우유 양이 감소되었다.15) T-2 toxin은 면역억제 감소, 중성백혈구 감소, 임파구 감소, 임파구 조직의 사멸을 유도하였다. 3개월 동안 임신된 소의 대한 유산과 소멸은 T-2 toxin의 오염된 사료섭취의 결과로 나타났으며 , 사료로 10-50mg/kg을 소비한 소에서 궤양과 유두상의 돌기가 나타났다.
- 17,18) 최근 Femandez(2000) 등 은 37일 동안 aflatoxin(2 mg/kg)을 사료에 섞어 주었을 때 35일 동안 곡물 양이 125g에서 79g으로 줄었고, 양의 세포에 대한 면역성이 감소함을 볼 수 있었다.19) Fusaria의 독소는 28일 동안 deoxynivalenol(15.6mg/kg)을 양에게 먹였을 때 간 기능과 혈액에 악영향을 주는 것으로 밝혀졌으며, 양에게 34일 동안 diacetoxyscirpenol(5 mg/kg)를 먹인 결과 무게감소가 일어났다. 게다가 34일 동안 diacetoxyscirpenol와 같은 양만큼 aflatoxin(2.
- 다만, Baur(1995)은 deoxynivalenol이 돼지에서 de-epoxidation 및 glucuronidation 을 경유하여 천천히 대사가 일어남을 보고하였다.22) 쥐의 장내 미생물은 tricothecenes T-2 toxin, diacetoxyscirpenol 및 deoxynivalenol의 대사 및 해독작용을 도우며, 특히 T-2 toxin은 쥐, 돼지, 소, 닭의 장내와 간조직의 마이크로솜의 P450 esterase에 의해 가수분해된다. 쥐와 소의 연구에서 ochratoxin A는 포유동물에서 생성되는 혈청 알부민에 강하게 결합된다.
- 4, 1,500 mg/kg으로 보고되었다.3,4) 곰팡이독소의 작용기작은 이종간에 빛을 발산함으로써 시작되고 때때로 독성의 최종점에서 개개의 변이가 빛을 발산함으로써 시작된다. 예를 들어, aflatoxin은 DNA를 결합하여 쥐에게 돌연변이와 발암을 유발한다.
- 15) T-2 toxin은 면역억제 감소, 중성백혈구 감소, 임파구 감소, 임파구 조직의 사멸을 유도하였다. 3개월 동안 임신된 소의 대한 유산과 소멸은 T-2 toxin의 오염된 사료섭취의 결과로 나타났으며 , 사료로 10-50mg/kg을 소비한 소에서 궤양과 유두상의 돌기가 나타났다. 그러나 deoxynivalenol 및 diacetoxyscirpenol는 6mg/kg에서도 소에 영향을 미치지 않았다.
- Aflatoxin P1의 O-dealkylation, aflatoxicol의 ketoreduction, aflatoxin B1-8,9-epoxide의 epoxidation, aflatoxin aflatoxin M1, aflatoxin Q1, aflatoxin B2a의 가수분해를 포함한 aflatoxin B1의 4가지 대사가 있다.4) Polycyclic aromatic hydrocarbons (RAH) 대사와 유사한 aflatoxin B1의 aflatoxin B1-8,9-epoxide으 로의 활성화는 P450 효소, prostglandin-H-synthase 및 cytosolic lipooxygenase에 연결되어 있다. P450의 다양한 형태는 동물 종에 따라 다른 변형용량을 보이며, aflatoxin B1-8, 9- epoxide의 활성은 P450의 아종인 1A, 2B, 2C 및 3A내의 효소에 의해 이루어진다.
- 그러나 소, 양 및 돼지는 aflatoxin의 작용기작에 의하여 흉선의 기능저하, T세포의 기능저하 및 세포면역이 일어난다.4) 대사와 방어 메커니즘은 특정한 종과 개개의 동물에서 곰팡이독소의 독성을 이해하는데 중요한 요소이며, 이러한 메커니즘의 특수성은 반추동물과 비반 추동물 사이에서 곰팡이독소를 조절하는 중요한 차이점으로 증명된다. 반추동물은 일반적으로 곰팡이독소의 영향에 대해 더 많은 저항성을 가지고 있으며, 반추동물과 비반추동물의 곰팡 이독소 대사경로를 이해함으로써 연구자와 공중위생을 담당하는 당국자가 곰팡이독소의 위해성을 제대로 평가하는 식견을 갖게 할 수 있다.
- Aflatoxin은 1960년에 Turkey X병의 원인으로서 처음으로 분리·동정되었다.5) Aflatoxin은 coumarin 고리에 융합된 dihydrofuran 또는 tetrahydraftirano의 일부분이며, 곰팡이에서 20개 이상의 aflatoxin 유도체가 분리되었다 (Table 1). Aspergillus flavus는 aflatoxin B1 및 B2를 생산하는 반면에 A.
- 이러한 효소활성 변화는 신진대사와 세포호흡장애, 체중감소 및 세포괴사를 초래하였다. 7주된 닭에게 T-2 toxin 및 diacetoxyscirpenol를 먹였을 때 사료 섭취량 감소, 체중 증가, 구강궤양 형성 및 플라그를 형성하는 것이 관찰되었다. 3주-1일된 닭의 사료에 6mgg%의 T-2 toxin을 섭취하게 하고 24-25주된 암탉에게 20mg/kg의 diacetoxyscirpenol를 섭취하게 하였을 경우 암탉의 번식력은 증가하였다.
- Huff(1988) 등은 돼지에서 aflatoxin과 ochratoxin A에 반응을 평가하였다.8) 각각 대조구와 비교하여 aflatoxin, ochratoxin A 및 두가지 모두 포함된 사료를 섭취하였을 때 몸무게는 26, 24 및 52%씩 감소되었다. 곰팡이독소가 오염된 사료를 돼지에 먹였을 때 돼지의 성장이 저해되는데 이는 혈청에 낮은 알부민 농도와 단백질 합성이 감소하기 때문이다.
- Aflatoxin B1은 발암성과 세포독성에 관련이 높다(Table 2, 3). Aflatoxin(0.5 mg/kg 사료)을 6주 동안 쥐에게 섭취시켰을 때 RNA와 DNA의 합성이 억제되었다. 활성화된 aflatoxin B1(aflatoxin B18, 9-epoxide) 대사산물은 guanine의 N7과 공유결합 형태를 이루고, 대상이 되는 세포에는 aflatoxin B1-N7-guannine 부가물 형태를 취하고 있다.
- Aflatoxin에 대한 노출은 간염과 같은 전염병과 관련이 있으며 중국과 아프리카에서는 10-60%까지 치사율을 보였다. Aflatoxin에 대한 인체실험은 2일 동안 5.5 mg, 2주 동안 35mg 섭취시에 일시적인 소양증이 없는 반점, 발진 메스꺼움과 두통을 유발하며, 피실험자는 곧 회복되었고 14년 뒤에 간장의 이상 증상을 발견할 수 없었다. 인체에 대한 aflatoxin의 위험은 만성섭취에 있다.
- 4 μg의 높은 섭취율이 간염 B형의 높은 발생률을 유도한다고 여겨지며, aflatoxin이 Kxashiorkor와 Reye's 증후군을 앓고 있는 어린아이 조직에서 발견되었는데 이러한 질병의 유도물로 여겨진다. Ochratoxin A는 발칸지역에서 비뇨기의 상피조직 종양에 영향을 주는 것으로 나타났다. 이러한 심각한 문제에도 불구하고 대사경로가 밝혀지지 않았다.
- Ochratoxin이 사료에 오염된 경우 당 생성을 감소시켰으며, 이러한 부정적인 신진대사의 결과는 순환적인 adenisine 3, , 5, monophosphate에 의존적인 단백질 카이네이즈를 억제하는데 기인하였으며, 사료사용의 효율성 감소와 기형생성을 초래하였다. 1주일 된 닭의 내장에서 alkaline phosphatase, acid phosphatase, lactate dehydrogenase, succinate dehydrogenase 의 활성은 E roseum에 의해 오염된 사료를 섭취함에 의해 변화되었다.
- 5 mg/kg)을 먹였을 때 무게 감소가 나타났다. Zearalenone을 일정한 기간(12 mg/kg of feed)동안 섭취한 양은 배란과 생식력 감소를 가져왔으며, zearalenone의 공급양(11.1-45.5 mg/kg)을 증가시키면 급성적인 신장독과 간장독이 증가함을 나타냈다.
- T2 toxin을 5-25mg/kg씩 16주 동안 경구 투여시에 음식섭취가 농도에 비례해서 떨어지고 위궤양과 흉선 퇴화가 나타났다. 또한 매일 1.5 mg/kg의 경구 투여시 음식물 섭취와 지방 대사가 줄었으며, 장내에서 glucose와 tryptophan 흡수가 줄고 효소활성이 감소했다. 쥐에 대한 T-2 toxin의 증상은 무력증, 음식섭취 감소, 백혈구 증가, 고혈압과 심장박동 급속증이 발생하고 급기야 죽음에 이르게 된다.
- Aflatoxin 혼합물 (aflatoxin B1; B2 및 M1을 114, 10, 6μg/kg)을 옥수수 사료에 섞어 섭취시켜 치사시킨 사체를 부검했을 때 간장 손상이 밝혀 졌다. 말에 대한 곰팡이독소의 위험성은 F. moniliformed에 의해 생산된 독소에서 뇌단백연화증과 신경독을 동반하여 작용됨이 밝혀졌다. 말의 뇌단백연화증은 보행실조, 국부마비, 관민증, 이동기능 상실, 돌연사 및 뇌 피질부위의 손상이 나타난다.
- 전 세계적으로 경제적 손실에 대한 공식화는 어렵고 대부분의 보고서는 곰팡이독소에 대한 노출 또는 오염의 일면만을 보여줬다. 세계적으로 식생활과 사료업계의 곰팡이독소에 대한 오염은 중요한 문제로 대두되고 있으며, 이러한 연구를 통하여 개발 도상국과 선진국 양쪽 모두가 광범위하게 곰팡이독소에 오염되었음을 보여주었다. 최근의 연구에서 전세계 농작물의 25%가 곰팡이독소에 오염될 수 있음을 경고하였다.
- Ochratoxin A의 작용기작은 구조적으로 미토콘드리아 활성부위와 비슷하다. 세포호흡에서 ochratoxin A 작용형태에 관한 연구는 쥐간의 미토콘드리아 ATPase, succinate dehydrogenase 및 cytochrome C oxidase와 경쟁적인 억제반응을 하는 것으로 나타났다. 내장에서 ochratoxin A는 phenylalonyl-tRNA synthase의 경쟁적인 억제에 의해 단백질 합성을 중단시키는 것으로 알려졌다.
- Zearalenone은 동물의 에스트로겐에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 에스트로겐에 영향을 주는 에스트로겐 수용체는 핵의 사본에 달려있으며, zearalenone에 의해 손상된 수용체는 쥐 유방조직에서 에스트로겐 호르몬을 억제하는 것으로 나타났다. 최근 연구에서 zearalenone이 에스트로겐 반응수용체를 포함하는 인간 유방암세포의 성장을 자극하는 것으로 증명됐다.
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