Другие токсические микромицеты - токсинобразующие микроскопические грибы
Chaethomium globosum Кunzе — хетомий шаровидный
Христенсен и др. (Christensen и др., 1966) установили токсичность для крыс зерна кукурузы, зараженного Chaethomium globosum. Из 53 исследованных культур этого гриба, выделенных из кукурузы 25 оказались токсичными, вызывающими летальный исход у крыс- из 36 моноспоровых изолятов токсической культуры Ch. globosum все были токсичны для крыс. Обычно гибель животных наступала через четыре — шесть дней при употреблении менее 5 г зараженного корма, у многих животных уже на второй день обнаруживались признаки нарушения нервной системы: возбудимость, светобоязнь, нарушение координации движений, которое незадолго перед смертью сменялось коматозным состоянием.
Максимальное токсинобразование наблюдалось спустя три — пять недель роста гриба на увлажненном зерне кукурузы- в опытах с крысами через четыре — шесть дней кормления в дозе 1—5 г отмечалась значительная потеря веса и гибель животных. Ацетоновые, метиленхлоридные экстракты, предварительно обезжиренные петролейным эфиром, вызывали гибель крыс на 6—10-й день. Токсин растворим в хлороформе, не растворим в петролейном эфире и воде. Ацетоновый экстракт очищался на колонке силикагеля и элюировался в 2—5%-ном растворе ацетона в хлороформе.
Некоторые виды темноцветных гифомицетов (Alternaria tenuis, A. longipes, Cladosporium humicola, Cl. herbarum) проявляли токсичность для лабораторных животных и птиц (Сиротинина, 1945- Олифсон, 1957- Forgacs, Carll, 1966- Doupnik, Sobers, 1968).
Mucorales — мукоровые грибы
Сведения о токсичности мукоровых грибов, поражающих изделия из зерна, комбикорма и другие виды продуктов, сравнительно не многочисленны, как и количество работ, посвященных изучению их токсичности.
Пидопличко и Билай (1946) при изучении микофлоры зерна хлебных злаков, перезимовавших в поле (в Башкирской АССР), изделий из него, а также зерна хранилищ отмечали наличие большого количества мукоровых грибов.
В опытах по скармливанию лабораторным животным зерна, зараженного наиболее распространенными видами, была установлена токсичность Mucor albo-ater, М. hiemalis, Mortierella sp., Syncephalastrum, преобладающее развитие которых характерно для недоброкачественного зерна и изделий из него (табл. 42). Поражение мукоровыми грибами, например некоторых образцов перезимовавшего проса, достигало 50%. Для некоторых видов — Mortierella polycephala, М. candelabrum v. minor — оптимальной для роста была температура 8—15°С, для М. albo-ater—10—20° С, при этом паразитизм на нем Piptocephalis freseniana в большей степени проявлялся при более низкой температуре. Через 24 ч после подкожного введения водных вытяжек из зерна проса, зараженного указанными видами мукоровых грибов, наблюдалось образование некроза в месте инъекции экстрактов Mortierella polycephala, а также Mucor alboater при паразитировании на нем Piptocephalis freseniana, отрицательный результат получен при введении экстрактов из Rhizopus nigricans. Аналогичные данные получены при нанесении эфирных экстрактов из зараженного зерна проса (табл. 43).
Алиментарные опыты показали, что для морских свинок и кроликов токсично зерно, зараженное указанными видами мукоровых грибов, а также Mortierella candelabrum v. minor и Mucor hiemalis.
Токсичность разных видов мукоровых грибов в алиментарных опытах
(исход летальный)
В дальнейшем было проведено исследование микофлоры рубца коров в связи с выяснением этиологии хронической гематурии крупного рогатого скота. В результате многочисленных анализов жидкого содержимого рубца установлено, что мукоровые грибы, особенно
Absidia ramosa и Mucor hiemalis, были преобладающими наряду с Geotrichum candidus. При скармливании кроликам и морским свинкам овса, зараженного Absidia ramosa без предварительной стерилизации, на 7—10-й день наступала гибель животных- в органах обнаружена культура гриба, следовательно, гриб проявляет патогенные свойства. При кормлении животных стерилизованным зараженным овсом также наступал летальный исход с характерными изменениями в слизистой мочевого пузыря и почках (Пидопличко, Билай, 1962). Токсичность проявляют некоторые виды Trichoderma и Gliocladium, продуцирующие антибиотики виридин, глиотоксин, а также, вероятно, многие виды почвенных и фитопатогенных грибов — продуцентов фитотоксических антибиотиков (фузариновой кислоты, гельминтоспорина и др.). Однако сведений об их токсичности для животного организма почти нет и тем более отсутствуют данные об их роли в заболеваниях человека и животных.
Описано бесплодие мышей и морских свинок при кормлении фитопатогенным грибом Helminthosporium zonotum (Ficher, Tinnie, 1967), а также токсичность Synchitrium endobioticum (Закривидорога и др., 1960).
Таблица 43
Токсичность (по реакции кожи) для кроликов разных видов
мукоровых грибов
Примечание: Введено 1 мл водного экстракта из зараженного гриба (+) — незначительное покраснение кожи- (+++) — отечность и глубокий некроз.
Ustilaginales et Uredinales — головневые и ржавчинные грибы
Несомненно заслуживает внимания вопрос о токсичности головневых и ржавчинных грибов на злаках и кормовых растениях. Ниже приводим краткие сведения о токсичности этих грибов для животных и человека (цит. по Пидопличко, 1953).
Головневые грибы являются паразитами, приспособленными к определенным видам растений. За незначительным исключением они поражают все наземные органы растений: стебель, листья и чаще всего завязи или даже целые соцветия. При этом спороношение развивается всегда в определенных органах растения в зависимости от вида гриба. Наибольшее количество головневых грибов паразитирует на злаках. Однако некоторые из них часто встречаются также на растениях других семейств: осоках, растениях из семейства гречишных и некоторых других.
К весьма распространенным видам головневых грибов, поражающих хлебные злаки, относятся, прежде всего, пыльная головня пшеницы (Ustilago tritici), твердая, или вонючая, головня пшеницы, твердая каменная головня ячменя (Ustilago rtuda), пыльная головня овса (Ustilago avenae), пыльная головня овса (Ustilago levis), головня проса (Ustilago panici-miliacei), пузырчатая головня кукурузы (Ustilago zeae).
В связи с широким распространением перечисленных видов головни во всех странах с большим удельным весом хлебных злаков (зерна и соломы) в продовольственных и кормовых ресурсах вопрос о токсических свойствах головневых грибов имеет важное значение.
Единого мнения о токсичности головневых грибов нет. Некоторые исследователи на основании собственных наблюдений приходят к выводу о токсичности головни для сельскохозяйственных животных, другие же это отрицают. Третья группа авторов усматривает вредное влияние головневых грибов в том, что они снижают качество и питательные свойства кормов, в частности муки и выпекаемого из нее хлеба. Некоторые же авторы приписывают токсическое действие не самой головне, а птомаиноподобным продуктам разложения муки под влиянием головни.
О вредном действии головни различных видов упоминает уже в 1848 г. проф. Горянинов. В 1860 г. Гассельбах (цит. по Пидопличко, 1953) наблюдал выкидыш у 11 коров после скармливания кукурузы, пораженной головней. В дальнейшем заболевания крупного рогатого скота, возникавшие при скармливании пораженных пшеничной головней кормов, описаны рядом зарубежных авторов. Наблюдались также выкидыши у беременных животных после скармливания пшеничной и кукурузной головни. Установлены случаи абортов у кобыл, вызванные, по-видимому, скармливанием кормов, в значительной степени пораженных твердой головней ячменя. Ячмень, ячменная дерть и солома, которыми кормили жеребых кобыл, содержали около 1% твердой головни ячменя. Опыты (биопроба) на мелких животных дали положительные результаты.
У свиней, которым скармливалась пшеница, пораженная головней, наблюдались воспаление кишечного тракта, выкидыши (аборты) и паралич моторных и сенсоторных центров. Кроме припухания, покраснения и эрозии слизистой оболочки желудка и кишок при вскрытии иногда также обнаруживался гнойный катар бронхов и легких. Токсические вещества головни вызывают слюнотечение, жевательные движения, затрудненность глотания, слабость, пошатывание. Часто отмечается сильная гиперемия слизистой оболочки сычуга, кровоизлияния и другие патологические изменения. У крупного рогатого скота головневые грибы вызывают аборты.
У лошадей при отравлении головней отмечаются шатание корпуса, паралич зада, расширение зрачков и расстройство пищеварения, у мулов — паралич глотания и общая слабость. В некоторых случаях отравления головневыми грибами сопровождаются такими симптомами, как желудочно-кишечные расстройства (запор, понос), поражения глаз (опухание век, слезотечение) и верхних дыхательных путей (кашель, истечение из носа).
Отравление головневыми грибами отмечалось не только у животных, но и у людей. Так, в Югославии установлены случаи отравления детей (устилагинизм), вызванные кукурузной головней (Ustilago zeae).
Имеются данные, согласно которым прием Tilletia tritici вызывал у людей особую болезнь — акродинию, получившую большое распространение в Крыму, в Бельгии и особенно во Франции (в Париже) в 1828 г. В Германии и Швеции в конце XIX в. наблюдались случаи отравления крупного рогатого скота свежим кормом из манника (Glyceria)у пораженного Ustilago longissima. Аналогичное заболевание коров неоднократно отмечалось в 1902 г., где на пастбищах в изобилии произрастал пораженный этой головней манник. Заболевание наступало быстро. У животных возникал понос, понижалась температура, появлялась склонность к лежанию и пр.
Ustilago zeae содержит склеротиновую кислоту, обнаруживаемую также в склероциях спорыньи, алкалоиды устилагин и триметиламин, придающие грибу специфический запах и имеющиеся также в хламидоспорах других видов головни. Водные экстракты из головни при скармливании их вместе с пищей мышам производили более сильное токсическое действие, чем имевшиеся в продаже препараты эрготина (из С. purpurea).
Некоторые авторы пытались ввести Ustilago zeae в медицинскую акушерскую практику как средство, заменяющее спорынью, и добились хороших результатов. Сокращения матки, вызываемые U. zeae, представляют собой сокращения не типа судорог, как при введении спорыньи, а нормальные клонические с правильными промежутками времени.
Tilletia tritici является также сильным маточным средством и по эффективности действия на изолированный рог кроличьей матки не уступает спорынье. Из пшеничной головни выделен алкалоид, названный тиллетотоксином, который представляет собой одно из самых сильных действующих начал и оказывает заметный эффект на рог матки даже в разведении 1 : 1 300 000. Установлено токсическое действие головни ржи на морских свинок как при скармливании, так и при подкожном введении водного экстракта из нее. Интоксикация выражалась в усиленном распаде эритроцитов без признаков изменения самой кровеносной ткани, в поражении паренхиматозных органов (печени, почек). При кормлении головневым хлебом морских свинок наблюдались местные поражения кишок (катар). Однако споры в тканях не обнаружены, поэтому можно считать, что механическое повреждение спорами слизистой оболочки кишечника не имеет существенного значения.
Несмотря на то что наблюдения над отравлениями сельскохозяйственных животных головневыми грибами и экспериментальные данные подтверждают токсические свойства их отдельных видов, многие исследователи все же приходят к выводу о нетоксичности этих грибов для животных. Такое расхождение мнений может быть объяснено рядом обстоятельств. Прежде всего, исследователи могли сталкиваться с различными расами головневых грибов, которые в отношении токсичности не изучены и могут различаться между собой. Не известны также условия токсинобразования у головневых грибов. Имеются, например, четкие данные о наличии токсических веществ у кукурузной головни, однако есть указания, что молодые наросты этого гриба находят некоторое применение в качестве пищевого продукта в Мексике. Вопрос — имеет ли значение для токсинобразования степень зрелости головневых спор или различие рас этой головни — остается не выясненным. Хлопин еще в 1907 г. (цит. по Пидопличко, 1953) высказал мнение, что опыты по скармливанию головни животным, дававшие отрицательный результат, в научном отношении поставлены неудовлетворительно, так как гриб добавлялся к доброкачественному зерну « и таким образом совершенно устранялись условия, при которых споры могли бы изменить составные части зерна и муки, вызвать в них образование ядовитых веществ, птомаинов, что может происходить в зерне, изъеденном головней при естественных условиях». Картина заболевания зависит от степени развития грибов, содержания ядовитого вещества, состояния слизистой оболочки желудка и кишок, а также от индивидуальной восприимчивости животных. Этими обстоятельствами, по-видимому, и объясняются разноречивые результаты опытов с пробным кормлением головневыми грибами.
Итак, приходится считаться с тем, что головневые грибы, поражающие сельскохозяйственные растения, при более или менее значительных примесях в корме представляют опасность для сельскохозяйственных животных, поскольку они могут вызывать отравления. Вместе с тем остается совершенно очевидной необходимость всестороннего изучения токсичности головневых грибов, прежде всего наиболее обычных на кормовых растениях, и их влияния на организм животных. Исследование условий токсинобразования внесет существенную ясность в остающийся еще до некоторой степени спорным вопрос о токсическом действии и допустимых количествах примесей головневых грибов при скармливании животным.
Благодаря широким государственным плановым мероприятиям по борьбе с головневыми грибами на хлебных злаках, проводимыми из года в год в сельском хозяйстве (повсеместное протравливание и термическое обеззараживание посевного зерна и др.)» поражения головневыми грибами сведены до весьма низкого уровня. Поэтому и вопрос о токсичности для сельскохозяйственных животных этих грибов утратил свою остроту. Тем не менее окончательное решение проблемы является весьма желательным и в отношении тех видов головневых, которые распространены на дикорастущих кормовых растениях.
Многие виды ржавчинных грибов (большей частью из родов Рисcitiia и Uromyces) обычны на многих кормовых растениях. Эти грибы являются облигатными (обязательными) паразитами, специализированными к определенным видам растений, которые поражаются во время вегетации. Однако действие этих грибов на организм животных не изучено. Имеются данные о токсических для животных свойствах Pucciniagramitiis, обычного на многих видах как культурных, так и диких злаков. Впервые о вредном действии на животных ржавчинных грибов («ржавки») указывается в работе проф. Горянинова * в 1848 г. В ряде специальных пособий имеются сведения о том, что при скармливании животным сена или соломы, в значительной степени пораженных Puccinia gramitiis и другими ржавчинными грибами, наблюдаются следующие признаки отравления: воспалительные явления на коже, крапивница, сильный зуд, желтушность слизистых носа, ротовой полости и глотки, слюнотечение, воспаление слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, печени и почек, колики, кровавый понос, гематурия, в некоторых случаях (у лошадей) гемоглобинурия, паралич мочевого пузыря, общая слабость, сонливое состояние, усиленное сердцебиение, повышенная температура, шаткость походки, паралич зада и общий паралич. Заболевание протекает в острой форме. Часто возникают аборты. Кроме того, при вскрытии обнаруживаются геморрагическое воспаление желудочно- кишечного тракта, почек и мочевого пузыря, покраснение и опухание слизистых оболочек влагалища и прямой кишки, кровоизлияния под серозные оболочки.
При изучении химического состава телейтоспор P. graminis на овсе среди многих других химических соединений обнаружен также эргостерин, имеющийся в склероциях спорыньи.
Микоинсекто- и нематотоксины. Исследованию токсинов грибов, паразитирующих на насекомых и поражающих нематод, посвящено немного работ. По нашему мнению, они заслуживают внимания, так как представляют собой новые пути в изучении патогенеза грибных заболеваний насекомых и, возможно, практическом использовании токсических метаболитов. Наиболее изучены в настоящее время такие виды грибов, как Boeauveria bassiana.
Spicaria pracina, Isaria faritiosa, I. fumoso-rosea, Cordyceps sp., Oospora destructorf Aspergillus ochraceus, A. flavus, A. oryzea, Fusarium oxysporum и др. При росте они образуют в культуральной жидкости и мицелии токсические для насекомых метаболиты.
Кодайра (Kodaira, 1961, 1962) изолировал ряд токсических для гусениц шелкопряда веществ из культуральной жидкости A. ochraceus и Oospora destructor. Грибы культивировались на среде Чапека — Докса с 0,5%-ным пептоном в течение 10—20 дней. Токсин адсорбировали на уголь (0,7%), затем экстрагировали метанолом, после удаления последнего из водного раствора осаждали уксусной кислотой белки, затем фильтрат экстрагировали хлороформом. Экстракт на силикагеле разделяли на фракции. Из фракций второй элюции при рехроматографии получены два типа кристаллов с температурой плавления 158—159 и 190—191°С.
Определена молекулярная формула (C10H18O2N2) кристаллов с температурой плавления 158—159° С- установлена их идентичность /-пролил-/-лейцинангидриду. Кристаллы с температурой плавления 190—191° С имеют молекулярную формулу C10H16O2N2 и идентичны валинангидрилу.
Из культуральной жидкости О. destructor методами хроматографии на алюминии и последующей фракционной кристаллизации получены два токсина — декструктины А и В. Деструктин А имеет температуру плавления 125° С, молекулярную формулу C20H47O7N5, одно бензольное кольцо, при кислотном гидролизе дает р-аланин, пролин, изолейцин. Деструктин В имеет температуру плавления 234° С, молекулярную формулу C25H42OeN4. МЛД при инъекции гусеницам шелкопряда составляла соответственно 100, 200, 0,28, 0,35 мкг/г.
При культивировании хищных гифомицетов, образующих кольца для захвата нематод, в среду выделяются токсины, вызывающие гибель или паралич нематод. Ольтоф и Эстей (Olthof, Estey, 1963, 1965) установили, что нематофагный гриб Arthrobotrys oligospora, который клейкими кольцами захватывает нематоды, выделяет нематотоксин. Токсичность проявляют только водные экстракты из нематод, пораженных грибом- при погружении в экстракт на 12—24 ч около половины из них парализуются, около 30% — погибает. При погружении нематод в экстракт или культуральную жидкость гриба на среде Чапека с дрожжевым экстрактом токсического эффекта не отмечалось.
При росте на среде с низким уровнем декстрозы и NH4N03 фаговая активность по отношению к нематодам у A. oligospora снижается. Особенностью питания гриба является потребность в источниках органического азота.
Добавление в культуре гриба нематод, водных экстрактов из них или из пораженных грибом нематод (Даддингтон, 1956, и др.) вызывало образование клейких колец или головок у других видов грибов, поражающих нематоды.
Премер и Куйама (Pramer, Киуаша, 1963) выделили из нематоды Neoapleciana glaseri вещество (немин), определенное авторами как низкомолекулярный пептид или аминокислота, которое стимулировало образование колец и нематофаговую активность гриба Агthrobotrys conoides. Малюта и Харченко (1969) установили токсичность дендродохина для Drosophila melanogaster при алиментарном и внутрибрюшинном применении. Токсин задерживал период яйцекладки, увеличивал продолжительность личиночной стадии при пероральном и вызывал гибель насекомых при внутрибрюшинном введении.
Противонематодной активностью обладал цианеин (Bacikova, Betina, Nemac, 1964).
*Цит. по Пидопличко, 1953.
