hrvatski

Mehanizam djelovanja fumonizina B1, bovericina i okratoksina A u bubrežnim stanicama

Fumonizin B1 (FB1) i okratoksin A (OTA) te njihovi producenti česti su kontaminanti kukuruza i njegovih prerađevina. Fumonizin B1 izaziva čitav niz patoloških promjena u različitih životinjskih vrsta uključujući leukoencefalomalaciju kopitara, plućni edem u svinja, hepatotoksikozu, nefrotoksičnost, imunotoksičnost u većine ispitanih životinja, karcinogenezu u glodavaca te se dovodi u vezu s razvojem karcinoma jednjaka i jetre u ljudi iz nekih područja u južnoj Africi i Aziji. Okratoksin A u eksperimentalnih životinja uzrokuje nefrotoksikozu hepatotoksikozu, imunosupresiju, neurotoksičnost, poremećaje koagulacije krvi, teratogenost i karcinogenost. Osim toga, u ljudi se izloženost OTA dovodi u vezu s razvojem endemske nefropatije (EN). Uz FB1 i OTA, kao svjetski rašireni kontaminant kukuruza pojavljuje se i mikotoksin bovericin (BEA) kojeg, kao i FB1, tvori plijesan vrste Fusarium verticillioides. Bovericin ima antimikrobno djelovanje, specifični je inhibitor kolesterol-aciltransferaze u jetri miševa, djeluje negativno ionotropno i kronotropno na glatke mišiće sisavaca te citotoksično i apoptotički in vitro. U kukuruzu iz endemskih i ne-endemskih područja Hrvatske dokazano je istodobno pojavljivanje FB1, OTA i BEA. Stoga je u ovom radu ispitan mehanizam djelovanja FB1, BEA i OTA i njihove interakcije na staničnoj razini (PK 15-kultura stanica epitela bubrega svinje), praćenjem preživljavanja stanica, integriteta plazmatske i mitohondrijske membrane, razine lipidne peroksidacije i antioksidacijskog kapaciteta stanice te stupnja apoptoze i genotoksičnog učinka niskih koncentracija mikotoksina (0, 05 &#61549; g/mL, 0, 5 &#61549; g/mL i 5 &#61549; g/mL), tijekom 24 i 48 sati. Fumonizin B1, BEA i OTA su citotoksični za PK 15 stanice što se očituje smanjenjem vijabilnosti i povećanjem katalitičke aktivnosti laktat dehidrogenaze i glutamat dehidrogenaze ovisno o dozi mikotoksina. Do značajnog smanjenja vijabilnosti stanica dolazi nakon 24-satnog izlaganja FB1 (25%), BEA (30%) i OTA (40%) u koncentraciji 5 &#61549; g/mL, u odnosu na kontrolu (P<0, 05). Kod iste koncentracije nakon 48-satnog izlaganja katalitička aktivnost LDH u staničnom mediju se povećava za 45% (FB1) i 80% (BEA i OTA) u odnosu na kontrolu (P<0, 05), dok je aktivnost GLDH za 40% veća od kontrolne vrijednosti (P<0, 05) nakon 24 i 48-satnog tretiranja s pojedinačnim toksinima, što ukazuje na nekrotičke promjene u stanicama. Sva tri mikotoksina u najvećoj koncentraciji značajno stimuliraju lipidnu peroksidaciju, a već pri nižim koncentracijama smanjuju koncentraciju glutationa u PK 15 stanicama, što ukazuje na smanjenje antioksidacijskog kapaciteta stanica. Fumonizin B1, BEA i OTA uzrokuju apoptozu PK 15 stanica pri čemu se značajnije morfološke promjene koje odgovaraju apoptozi zamjećuju nakon 48-satnog izlaganja. Okratoksin A ima jače djelovanje na aktivnost kaspaze-3 već nakon 24-satnog tretiranja u koncentracijama od 0, 5 i 5 &#61549; g/mL, dok BEA i OTA uzrokuju značajnije povećanje aktivnosti ovog enzima nakon duljeg izlaganja (P<0, 05). FB1 i BEA su genotoksični za PK 15 stanice u koncentracijama od 0, 5 i 5 &#61549; g/mL, dok OTA značajno povećava broj mikronukleusa već kod najmanje koncentracije (P<0, 05). Sva tri mikotoksina imaju klastogeni i aneugeni učinak pri čemu je klastogeno djelovanje OTA i BEA više izraženo. Kombinacije mikotoksina tijekom 24 i 48 sati uglavnom djeluju aditivno genotoksično što se odražava na tvorbu mikronukleusa i nukleoplazmatskih mostova, dok je u slučaju tvorbe nuklearnih pupova izraženiji antagonizam. U koncentracijama 0, 05 i 0, 5 &#61549; g/mL nakon 24-i 48-satnog izlaganja, kombinacije dva i sva tri mikotoksina pokazuju uglavnom aditivane interakcije koje se odražavaju na smanjenje vijabilnosti, narušavanje integriteta stanične i mitohondrijske membrane, stimulaciju lipidne peroksidacije, smanjenje antioksidacijskog kapaciteta stanica i povećanja indeksa apoptoze. Također, kombinirano tretiranje stanica mikotoksina, u koncentraciji od 5 &#61549; g/mL, aditivno djeluje na stimulaciju lipidne peroksidacije. Bovericin i OTA (0, 5 &#61549; g/mL) sinergistički djeluju na smanjenje razine glutationa, a u koncentraciji 5 &#61549; g/mL sinergistički povećavaju indeks apoptoze u PK 15 stanicama, nakon 24-satnog tretiranja. Kombinacije BEA+OTA i FB1+BEA+OTA u koncentracijama 0, 05 i 0, 5 &#61549; g/mL te FB1+BEA i BEA+OTA u najvećoj apliciranoj koncentraciji, djeluju sinergistički na povećanje aktivnosti kaspaze-3 nakon 24-satnog tretmana. Kombinacije toksina u najvećoj koncentraciji uglavnom djeluju antagonistički na smanjenje vijabilnosti, povećanje katalitičke aktivnosti laktat dehidrogenaze i glutamat dehidrogenaze te smanjenje koncentracije glutationa u PK 15 stanicama, posebice nakon 48-satnog tretiranja. Istovremeni unos niskih koncentracija ovih mikotoksina putem hrane negativno se odražava na antioksidacijski sustav što može pridonijeti imunosupresiji, nefrotoksičnosti i karcinogenezi u i životinja i ljudi tijekom dulje izloženosti.

fumonizin B1; bovericin; okratoksin A; bubrežne stanice; citotoksičnost; antioksidacijski kapacitet; apoptoza; genotoksičnost

nije evidentirano