米酵菌酸在臺灣曾於「兩食物」出現過! 專家:中毒後主要攻擊肝臟、大腦和腎臟

米酵菌酸在臺灣曾於「兩食物」出現過! 專家:中毒後主要攻擊肝臟、大腦和腎臟

「寶林茶室」食物中毒事件,國人關注。記者林俊良/攝影

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基於寶林茶室食品中毒事件真相尚未釐清,此文僅談米酵菌素,不指事件真正原因。

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米酵菌酸無臭、無味 食物外觀完全無法察覺

米酵菌酸 (Bongkrekic acid) 是由唐菖蒲伯克 (霍爾德) 氏菌 (學名:Burkholderia gladioli) 所產生,文獻指出人類因食用受米酵菌酸污染的食物,特別是發酵椰子天貝 (coconut tempe,一種由椰子漿發酵後製成的傳統食品) 和玉米產品而中毒。當上述食品經歷不完全發酵時,米酵菌酸的毒素就會增加。然而,米酵菌酸無臭、無味,受影響的食品具有正常的外觀、氣味和味道。

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在早期的印尼,椰子天貝是當地生產的廉價蛋白質來源,是將椰奶或椰油生產中的椰子肉副產品壓制成餅,然後接種少孢菌進行發酵而製成,最終產品被切片或切塊用於油炸或湯煮。如果發酵不完全,米酵菌酸會增生。

首次報導中毒案例出現在1895年

在1895年,首次報導與食用椰子天貝相關的米酵菌酸中毒死亡事件。自1975年以來,食用受污染的椰子天貝已導致近3000起米酵菌酸中毒病例,至少150人死亡。在1988年爆發一起中毒事件後,椰子天貝被禁止生產,但生產和偶爾的中毒仍繼續發生。在中國東北,用來製作麪包、麪條和餃子的發酵玉米產品應是米酵菌酸中毒的主要來源。在中國南方,吊糖粑中毒事件也可能和米酵菌酸有關。

此外,亞洲國家所食用的銀耳、蘑菇中有半數可能受到土壤中的唐菖蒲伯克氏菌污染。在印尼和中國,米酵菌酸的爆發通常發生在溫暖的夏季。在2015年,首次通報亞洲以外地區爆發的米酵菌酸中毒事件。莫三比克西北部爆發一場疫情,導致75人死亡,許多人因飲用一種以發酵玉米粉自制的粟酒。

唐菖蒲伯克 (霍爾德) 氏菌,通稱椰毒假單胞菌或唐菖蒲伯克氏菌,是好氧的革蘭氏陰性桿菌。它是植物病原菌,可與植物和真菌共生,存在土壤、水、根際及多種動物體內,可能對於人類造成伺機性感染。這種細菌可產生一種稱爲gladiolin的抗生素,其中一種致病變型可在椰子果肉生長,產生呼吸毒素米酵菌酸,食用後可引起人類中毒,並有致命危險。

臺灣曾在腐敗杏鮑菇和鳳梨 鑑識出米酵菌酸

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在臺灣,曾經在腐敗的杏鮑菇和具鳳梨果腐病的鳳梨中鑑識到此病菌。

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米酵菌酸的產生取決於兩種不同且連續的環境條件,首先是支持細菌生長和增生的環境條件,其次是有利於米酵菌酸產生的環境條件。米酵菌酸是在pH值爲中性的溫暖環境 (22-30°C) 中產生的,與製作椰子天貝的條件相同。其生產也取決於脂肪酸的存在,特別是椰子和玉米的脂肪酸,含有油酸的細菌生長培養基可產生最高濃度的米酵菌酸。

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在結構和性質上,米酵菌酸是熱穩定、高度不飽和的三羧酸脂肪酸 (tricarboxylic fatty acid),分子量爲486 kDa,被認爲是聚酮化合物 (polyketide)。聚酮化合物是由細菌、真菌和植物所產生具有生物活性的次級代謝物,具有生存優勢,例如抑制其他細菌、真菌、病毒、寄生蟲或腫瘤細胞的生長,多西環素 (doxycycline)、紅黴素 (erythromycin) 和許多抗生素都是聚酮化合物。

訊息顯示僅需要1-1.5毫克就可能對人類致命

關於米酵菌酸在人體中的毒物代謝動力學和致死劑量的資訊甚少。一項訊息顯示,只要1-1.5毫克的米酵菌酸就可能對人類致命;另一個來源表明,口服的半數致死劑量 (LD50) 爲3.16毫克/公斤。對小鼠的研究顯示,口服的LD50爲0.68-6.84 mg/kg,靜脈注射的LD50爲1.41 mg/kg。另一項針對大鼠的研究顯示,口服2 mg/100 g的劑量會在2-5小時內導致死亡;在同一項研究中,大鼠最初服用1 mg/100 g的劑量後存活,但在48小時後重複劑量則導致死亡。

在生化方面,米酵菌酸在粒線體毒素中具有獨特的毒性機制,可抑制腺嘌呤核苷酸轉位酶 (adenine nucleotide translocase,ANT) 而非電子傳遞鏈。粒線體中合成的三磷酸腺苷 (ATP) 透過ANT交換爲胞質二磷酸腺苷 (ADP),爲粒線體基質提供持續的ADP供應。ANT是最豐富的粒線體蛋白之一,在人類中發現三種ANT亞型,不同程度地存在於心臟、骨骼肌、纖維母細胞和肝臟中;它透過成爲粒線體膜上稱爲粒線體通透性轉換孔 (mitochondrial permeability transition pore,MPTP) 的致死孔的一部分,在協調(細胞凋亡)和不協調(壞死)細胞死亡中發揮作用。MPTP是一種基於蛋白質的通道,可調節粒線體膜的通透性,蛋白、脂質、離子、促氧化劑和化療劑都可以直接調節ANT的成孔活性。此外,但米酵菌酸可能具有較大的分佈體積,因爲它是高度不飽和脂肪且具高度脂溶性。目前,不知道米酵菌酸是如何代謝的。

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米酵菌酸檢測困難 且不可靠

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要檢測米酵菌酸可能很困難,並且不可靠。可以從受污染的食物和嘔吐物中分離出唐菖蒲伯克氏菌,也可以使用測試套件 (例如Biologic GN2系統) 進行識別;最常用的鑑定方法是16S rDNA定序,但有時會錯誤地識別其他伯克氏菌變種,最可靠的方法可能是多重PCR。目前,沒有文獻呈現對於米酵菌酸的生物介質測試;但是,對於環境樣品中米酵菌酸的存在和定量,可以使用液體薄層色譜法、色譜質譜法和高壓液體色譜法進行測試。

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主要攻擊人體的肝臟、大腦和腎臟

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根據報吿,接觸米酵菌酸污染食品後的潛伏期爲1-10小時,主要標的器官爲肝臟、大腦和腎臟。

人類的徵兆和症狀與其他粒線體毒素的臨牀表現相似,但嚴重程度和時間進程有所不同。報告的症狀包括不適、頭暈、嗜睡、出汗過多、心悸、腹痛、嘔吐、腹瀉、血便、少尿、血尿和尿滯留,患者在檢查期間的發現包括低血壓、心律不整、體溫過高、黃疸和四肢僵硬、潮式呼吸 (Cheyne-Stokes respiration, CSR)、肺部囉音、嗜睡、譫妄、休克、昏迷和死亡,死亡可能發生在徵兆和症狀出現後1-20小時。實驗室異常包括最初的高血糖,隨後出現低血糖、肝功能檢查異常、紅血球數和血紅素正常、白血球計數增加。

目前尚無解毒劑

治療策略可以從其他粒線體毒素 (例如一氧化碳、氰化物和硫化氫) 的治療建議中推斷出來;然而,用於其他粒線體毒素的解毒劑由於其不同的毒性和解毒作用機制,預計不會有顯著益處。葡萄糖可能對發生低血糖的患者有幫助,儘管尚未有報告指出它可以降低死亡率。此外,預期米酵菌酸的分佈體積可能太大,無法進行體外移除,例如血液透析;然而,在腎衰竭的情況下,仍應考慮血液透析以支持器官功能。

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