Fusarium to rodzaj grzybów nitkowatych obejmujący zróżnicowaną grupę gatunków, z których wiele jest związanych z roślinami i ma istotne znaczenie rolnicze i gospodarcze. Grzyby są znane ze swojej zdolności do wytwarzania mykotoksyn, takich jak trichoteceny, fumonizyny i zearalenon, jako mechanizmu obronnego przed stresorami środowiskowymi lub innymi mikroorganizmami ze względu na ich silne właściwości cytotoksyczne, immunosupresyjne i apoptotyczne. Te toksyczne związki powszechnie występują w uprawach, środkach spożywczych i środowiskach skażonych pleśnią, a obecne w żywności i paszy stwarzają znaczne ryzyko dla zdrowia ludzi i zwierząt, co czyni je ważnym czynnikiem, który należy wziąć pod uwagę w dziedzinie bezpieczeństwa żywności. Do najbardziej znanych toksyn z gatunku Fusarium, ze względu na ich występowanie i niekorzystne skutki zdrowotne, należą deoksyniwalenol, T-2 i H-T2, zearalenon oraz fumonizyny.

Deoksyniwalenol

Deoksyniwalenol, powszechnie określany jako DON lub womitoksyna, jest mykotoksyną trichotecenową często występującą w ziarnach takich jak pszenica, jęczmień, owies, kukurydza, a także, w mniejszym stopniu, żyto. Jego wpływ na zanieczyszczone uprawy może prowadzić do zmniejszenia plonów, złej jakości nasion i zwiększonej podatności na inne choroby. Jeśli chodzi o zdrowie zwierząt, zakażona pasza spożywana przez zwierzęta gospodarskie, w tym drób, świnie i bydło, może prowadzić do trudności w przyjmowaniu paszy, zmniejszonego przyrostu masy ciała i pogorszenia stanu zdrowia jelit. Ostre narażenie może prowadzić do nudności, wymiotów i biegunki, szczególnie w wysokich stężeniach. Przewlekłe narażenie na niski poziom DON może skutkować supresją układu odpornościowego, zaburzeniami jelitowymi i potencjalnym długoterminowym zagrożeniem dla zdrowia. Ponadto przetwarzanie lub podgrzewanie żywności nie eliminuje toksyny. W rezultacie osoby spożywające tę żywność mogą nadal być narażone na DON i związane z nim potencjalne ryzyko dla zdrowia ludzi.

Toksyny T-2 i HT-2

Toksyna T-2 to mykotoksyna trichotecenowa, która może zanieczyszczać zboża, orzechy i paszę dla zwierząt i często występuje razem z toksyną HT-2. Krótkotrwałe narażenie na nie może powodować objawy takie jak podrażnienie skóry, zmiany chorobowe i problemy żołądkowo-jelitowe (nudności, wymioty, biegunka). Efekty te są szczególnie widoczne w przypadku narażenia na wysoki poziom. Nawet niewielkie narażenie może powodować skutki przewlekłe i prowadzić do osłabienia układu odpornościowego, zaburzeń hormonalnych i potencjalnych skutków rakotwórczych. Długotrwałe narażenie może skutkować szeregiem problemów zdrowotnych, które często trudno przypisać wyłącznie mykotoksynom.

Zearalenon

Zearalenon często występuje w kukurydzy, jęczmieniu, pszenicy i innych zbożach uprawnych. Rozwija się w warunkach dużej wilgotności i może prowadzić do znacznego zanieczyszczenia ziaren. W uprawach Zearalenon może powodować odbarwienie ziaren, rozwój pleśni i obniżoną jakość nasion. Zainfekowane ziarna mogą mieć kolor różowy lub czerwonawy. Narażenie strefowe zwierząt gospodarskich i ludzi może prowadzić do zaburzeń endokrynologicznych ze względu na działanie estrogenne. Wiąże się to z problemami rozrodczymi, takimi jak hiperestrogenizm i inne nieprawidłowości w zakresie rozrodu, niepłodność, martwe porody i zmniejszona liczebność miotów. Świnie są szczególnie podatne na te skutki, ponieważ mogą one prowadzić do zapalenia sromu i pochwy. Ten stan może być bolesny i prowadzić do wtórnych infekcji. Chociaż głównym problemem ZON jest jego wpływ na zwierzęta, istnieją sugestie, że przewlekłe narażenie w żywności (ze względu na odporność toksyny na ciepło) może mieć potencjalne skutki zdrowotne również dla ludzi.

Fumonizyny

Fumonizyny występują głównie w kukurydzy. Może to również dotyczyć innych zbóż, takich jak pszenica, jęczmień i ryż, choć w mniejszym stopniu. Trzy główne typy to fumonizyna B1 (FB1), fumonizyna B2 (FB2) i fumonizyna B3 (FB3), przy czym FB1 jest z nich najbardziej rozpowszechnioną i najszerzej zbadaną. Ich wpływ na uprawy obejmuje zmniejszenie plonów z powodu pogorszenia zdrowia roślin i procesów fizjologicznych, uszkodzenia ziaren i przebarwień kukurydzy oraz złej jakości nasion. Ponadto uprawy zanieczyszczone fumonizynami mogą stanowić zagrożenie dla zdrowia zwierząt gospodarskich i drobiu. Ich spożycie przez zwierzęta może prowadzić do chorób takich jak „leukoencefalomalacja” (ELEM) u koni i „obrzęk płuc” u świń, powodując problemy neurologiczne i oddechowe. U ludzi długotrwałe narażenie na wysokie poziomy fumonizyn wiąże się z rakiem przełyku i wadami cewy nerwowej, a także z wieloma innymi problemami zdrowotnymi.

Przyczyny skażenia

Mykotoksyny, takie jak deoksyniwalenol, T-2 i H-T2, zearalenon i fumonizyny, a ich wzrost i aktywność są ściśle powiązane z warunkami środowiskowymi. Główną przyczyną skażenia mykotoksynami jest rozwój grzybów pleśniowych na uprawach, przechowywanych ziarnach i produktach spożywczych. Grzyby rozwijają się w wilgotnych warunkach i mogą infekować uprawy zarówno przed, jak i po zbiorach. Na ich wzrost wpływają takie czynniki, jak temperatura, wilgotność, praktyki zarządzania uprawami i warunki przechowywania. Złe praktyki rolnicze, nieodpowiednie obiekty do przechowywania i zmiany klimatyczne mogą zaostrzyć skażenie grzybicze, prowadząc do zwiększonej obecności mykotoksyn w żywności i paszy.

Rozwój grzybów jest ściśle powiązany ze wzrostem produkcji mykotoksyn, dlatego klimat odgrywa kluczową rolę w kształtowaniu występowania grzybów wytwarzających mykotoksyny i ich potencjalnego wpływu na uprawy. Regiony charakteryzujące się mroźnymi zimami i ciepłymi latami, takie jak Polska, zapewniają odpowiednie zakresy temperatur dla rozwoju grzybów w okresie wegetacyjnym, zwłaszcza gdy jest on przedłużany z powodu późnego sadzenia lub opóźnionych zbiorów. Ciepłe i wilgotne warunki tworzą środowisko sprzyjające rozwojowi grzybów i produkcji mykotoksyn. Wilgoć wynikająca z nadmiernych opadów deszczu lub ogólnie wysokiej wilgotności może wywołać rozwój grzybów i przyczynić się do skażenia upraw toksynami. Dodatkowo klimat charakteryzujący się mroźnymi zimami może również wpływać na przechowywanie zebranych zbóż. Poziom wilgoci i wahania temperatury podczas przechowywania mogą mieć wpływ na rozwój grzybów i prowadzić do produkcji mykotoksyn w przechowywanym ziarnie.

Zapobieganie skażeniu mykotoksynami obejmuje połączenie praktyk rolniczych, prawidłowego przechowywania i środków bezpieczeństwa żywności:

• Dobre praktyki rolnicze: Wdrożenie odpowiedniego płodozmianu, zintegrowanie strategii zwalczania szkodników, wybór odpornych odmian roślin, zarządzanie nawadnianiem i zmniejszenie stresu roślin może pomóc zminimalizować infekcję grzybiczą.

• Zbiory i przechowywanie: Zapewnienie terminowych zbiorów i właściwych warunków przechowywania, w tym kontrola temperatury i wilgotności (suche środowisko z odpowiednią wentylacją), może ograniczyć rozwój grzybów po zbiorach.

• Edukacja: Niezbędne jest podnoszenie świadomości rolników, producentów żywności i konsumentów na temat zagrożeń związanych z mykotoksynami.

Chociaż zapobieganie jest najlepszym rozwiązaniem, w wielu przypadkach nie da się łatwo uniknąć wytwarzania mykotoksyn. Poniższe środki mogą pomóc w powstrzymaniu i kontrolowaniu obecności mykotoksyn.

• Monitorowanie i testowanie: Regularnie monitoruj uprawy i przechowywane ziarna pod kątem obecności grzybów i poziomu mykotoksyn. Szybkie wykrywanie umożliwia interwencję w odpowiednim czasie. Ze względu na uznane ryzyko dla zdrowia związane z mykotoksynami agencje regulacyjne w różnych krajach ustaliły maksymalne dopuszczalne poziomy mykotoksyn w produktach spożywczych i paszowych. Limity te mają na celu zapewnienie, że narażenie na nie pozostanie na poziomie bezpiecznym dla spożycia przez ludzi i zwierzęta. Stosowanie testów ELISA i szybkich testów (LF) w celu określenia poziomów mykotoksyn może stanowić niezwykle przydatne narzędzie w tej dziedzinie. Poniższa tabela przedstawia niektóre limity prawne UE dotyczące żywności i paszy.

• Stosowanie środków wiążących mykotoksyny, znanych również jako adsorbenty lub środki maskujące. Są to substancje, które mogą skutecznie wiązać się z mykotoksyny i zmniejszać ich biodostępność, ograniczając w ten sposób ich potencjalne negatywne skutki. Środki wiążące mykotoksyny są stosowane głównie w hodowli zwierząt, zwłaszcza w hodowli zwierząt gospodarskich i drobiu, w celu ochrony zdrowia i produktywności zwierząt. Można je dodawać do paszy dla zwierząt, aby zapobiec wchłanianiu mykotoksyn w przewodzie pokarmowym zwierząt. Spoiwa działają poprzez adsorbowanie mykotoksyn na ich powierzchniach, zapobiegając ich interakcji z wyściółką jelit zwierzęcia i późniejszemu wchłanianiu do krwioobiegu.

Podsumowując, mykotoksyny wytwarzane przez grzyby Fusarium stwarzają znaczne ryzyko zarówno dla zdrowia ludzi, jak i produktywności rolnictwa. Zrozumienie przyczyn, skutków i zapobieganie zanieczyszczeniom ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa żywności i ochrony zdrowia publicznego. Dzięki czujnym praktykom rolniczym, właściwemu przechowywaniu, skutecznym środkom bezpieczeństwa żywności i testowaniu możemy zminimalizować ich wpływ. Ponieważ społeczność globalna w dalszym ciągu stawia czoła wyzwaniom stwarzanym przez mykotoksyny, współpraca między badaczami, rolnikami, agencjami regulacyjnymi i konsumentami pozostaje niezbędna, aby złagodzić ich wpływ i chronić zdrowie ludzi i zwierząt, a także zapewnić integralność naszych dostaw żywności.