Czym są alkaloidy sporyszu?

Alkaloidy sporyszu to duża grupa związków wytwarzanych przez grzyby, które atakują szeroką gamę gatunków traw, w tym małe zboża, w okresie wegetacji. Związki te są chemicznie podzielone na alkaloidy klawinowe, kwasy lizergowe, proste amidy kwasu lizergowego i alkaloidy peptydowe. Dwa powszechnie badane alkaloidy sporyszu to ergotamina i ergowalina.

Produkcja i występowanie

Głównym grzybem sporyszu jest Claviceps, który wytwarza sklerocja w kilku gatunkach traw, przy czym C. purpurea jest najczęściej występującym gatunkiem. Jednakże C. fusiformis wytwarza sporysz w prosie perłowym. C. paspali był związany z problemami w zatruciach trawą Dallis. Sporysz występuje w sorgo i jest wywoływany przez organizm Sphacelia sorghi. Podczas gdy inne grzyby są również zdolne do produkcji alkaloidu sporyszu, te są głównymi gatunkami, które są producentami sporyszu w ziarnie.

Cały cykl życiowy organizmu Claviceps jest dość złożony, ale dla uproszczenia ten organizm i inne grzyby wymienione powyżej zastępują rozwijające się jajniki rozwijającego się ziarna twardymi masami tkanki grzybowej zwanymi sklerocjami (czasami nazywanymi "sporyszami"). Zgnilizna twardzikowa ma kolor od brązowego do fioletowo-czarnego i zawiera alkaloidy sporyszu. Grzyb dostaje się do rośliny żywicielskiej ze sporyszu, który znajdował się w glebie. Elementy infekujące grzyba są wspomagane przez wiatr i opady deszczu w uzyskiwaniu dostępu do rośliny żywicielskiej, gdzie następuje inwazja na kwiatostany, a następnie rozwój sklerocjów. Grzyb wykorzystuje składniki odżywcze z rośliny do rozwoju sporyszu i biosyntezy alkaloidów sporyszu. Sporysz jest zbierany wraz z ziarnem i jeśli nie zostanie wyeliminowany przez przesiewanie lub inny proces, może znaleźć się w paszy lub żywności wyprodukowanej ze skażonego ziarna. Sporysz nie jest problemem związanym z przechowywaniem, ale sporysz może być obecny w przechowywanym ziarnie w wyniku zbioru sporyszu wraz z ziarnem.

Toksyczność

Sporysz jest jedną z najstarszych znanych mikotoksykoz, której występowanie odnotowano już w starożytności. Jednym z najbardziej nagłośnionych wydarzeń była epidemia wywołana przez sporysz u ludzi w średniowieczu, znana jako pożar św. Antoniego z objawami gangreny, ośrodkowego układu nerwowego i żołądkowo-jelitowego. Zwierzęta są dotknięte podobnie do tego, co zaobserwowano u ludzi. U świń alkaloidom sporyszu przypisuje się agalaktię. Utrata uszu i innych przydatków jest powszechnym efektem sporyszu u zwierząt. Opisano dwa rodzaje sporyszu: zgorzelinowy i konwulsyjny. Różnice mogą wynikać z różnych rodzajów alkaloidów obecnych w sporyszu, ponieważ w sporyszu (sklerocjach) mogą występować różne ilości i rodzaje alkaloidów. Niedawne wybuchy choroby miały miejsce w Etiopii (1978), gdzie wystąpiła gangrena i utrata kończyn oraz w Indiach (1975), gdzie skutki były bardziej nerwowe: zawroty głowy, senność, nudności i wymioty. Ergometryna była alkaloidem znalezionym w sklerocjach w Etiopii, a w Indiach znaleziono alkaloidy klawinowe: agroklawinę, elimoklawinę, chanoklawinę, peniklawinę i setoklawinę. Sporysz wytworzony w tych dwóch ogniskach był spowodowany przez różne gatunki Claviceps. Ponieważ niektóre alkaloidy sporyszu zwężają naczynia krwionośne i mają inne korzystne właściwości farmakologiczne, były one stosowane terapeutycznie. W Stanach Zjednoczonych większość powszechnie uprawianej kostrzewy wysokiej posiada endofitycznego grzyba o nazwie Neotyphodium coenophialum. Ten endofit wytwarza ergowalinę, ergopeptynę, która może, jeśli spożyte poziomy są wystarczające, powodować toksyczność podobną do sporyszu u zwierząt wypasanych na pastwiskach zawierających kostrzewę (CAST, 2003).