Дендродохиотоксикоз - токсинобразующие микроскопические грибы
Dendrodochium Bonord.— дендродохий.
Дендродохиотоксикоз (Dendrodochiotoxicosis)
Dendrodochium toxicum Pidopl. et Bil.— дендродохий токсический
Вызывает алиментарный токсикоз и пневмотоксикоз у человека и сельскохозяйственных животных. Дендродохиотоксикоз впервые описан при изучении заболевания лошадей в 1937 г. на юге УССР. Оно характеризовалось быстрой гибелью лошадей, главным образом в период зимне-весеннего стойлового содержания. Этиология заболевания установлена в 1939 г. в результате комплексного изучения- воспроизведена на лошадях клиника- исследованы патоморфология и некоторые фармакологические свойства образуемого грибом токсина (Борисевич 1947- Пидопличко, Билай 1947- Пономаренко, 1947- Петровський, Платонова-Петровська, 1949).
Всестороннее изучение микофлоры грубых кормов позволило выявить определенную взаимосвязь между употреблением заплесневелых кормов и заболеванием, а также новый остротоксический гриб Dendrodochium toxicum. Было показано, что этот гриб относится к числу наиболее токсичных видов микромицетов. При скармливании животным пораженных даже в незначительной степени грубых кормов возникают отравления. Как уже упоминалось, характерной особенностью заболевания является быстрая гибель животных, наступающая нередко уже через 12—24 ч после поедания смертельной дозы токсического корма. По данным Пономаренко (1947), при наружном осмотре трупов животных обнаружены резко выраженный цианоз видимых слизистых оболочек (конъюнктивы глаз, слизистой носа и преддверия рта), а иногда и выделения пенистой или кровяной жидкости из носовой полости. При вскрытии выяснилось, что органы и ткани передней части тела переполнены кровью, имеются очаговые студневидные инфильтраты, чаще всего в клетчатке грудных мышц, а также кровоизлияния, чаще множественные, точечного типа, цианоз слизистой рта. В носовой полости — транзитная пенистая, иногда окрашенная в розовый цвет жидкость- легкие отечны, под легочной плеврой, на эпикарде и под эндокардом,— кровоизлияния. Отмечаются также анемия органов брюшной полости и мелкие кровоизлияния в тонком кишечнике. Иногда обнаруживаются прижизненные или посмертные разрывы желудка, застой в сосудах и субстанции мозга и различных его отделов, множественные кровоизлияния точечного типа. В отдельных случаях наблюдаются поражения атриовентрикулярного пучка сердца- волокна Пуркинье набухшие, с жировыми включениями.
Воспроизведение заболевания стало возможным после учета ряда особенностей роста и токсинобразования гриба в естественных условиях при поражении грубых кормов. В опытах по выяснению этиологии было несколько групп лошадей, которым скармливались зараженные грибом солома и полова, а также культура гриба. Погибли лошади, которым было задано 400—450 г. зараженной сечки или культуры гриба D. toxicum на сусловом агаре из 190 чашек Петри. Однако картину заболевания, возникшую при поедании естественно зараженного D. toxicum корма, воспроизвести не удалось. Оно было более продолжительным и характеризовалось главным образом тяжелым гастроэнтеритом с резким геморрагическим воспалением. Следующая группа лошадей, получавшая зараженный корм в смеси с доброкачественным в пропорциях 1 : 1 и 1 : 5, также погибла, но при менее сходной картине клинических и патологоанатомических признаков, характерных для данного заболевания. И только в группе животных, которым скармливали зараженную грибом смесь нестерильного корма (50% половы пшеничной, 16% сена клевера лугового и 34% сена мятлика лугового), удалось воспроизвести характерное заболевание, названное дендродохиотоксикозом. Экспериментальный дендродохиотоксикоз может протекать не только в острой, но также (в зависимости от дозы токсического корма) в затяжной, количной форме. В последнем случае отмечаются поражение слизистой рта, отечность губ, угнетенное состояние животного, нарушение сердечной деятельности и изменение состава периферической крови, а также стоматит, гингивит, некротические явления в полости рта и тяжелые некротические поражения, главным образом в отделе толстых кишок.
Пономаренко (1947) установил, что внезапная гибель лошадей вызывается специфическим действием токсина гриба на сосудистую систему животного. Автор указывает, что до установления этой новой нозологической единицы, т. е. дендродохиотоксикоза, в сравнительной патологии не были известны заболевания с подобным молниеносным летальным исходом (кроме сибирской язвы).
По данным Борисевича (1947), через 15—16 ч после скармливания ядовитого корма в условиях эксперимента у лошадей отмечаются угнетенное состояние, ускорение пульса и малое его наполнение, тахикардия, аритмия, усиление сердечного толчка, расщепление первого тона, слабые колики, общая слабость. Наблюдаются замедление седиментации эритроцитов, увеличение количества гемоглобина, эритроцитов и лейкоцитов. В лейкоцитарной формуле отмечается нейтрофилия с дегенеративным сдвигом ядра.
При нанесении культуры гриба D. toxicum или эфирных, хлороформных, спиртовых экстрактов на депилированную кожу кроликов наступает их гибель с проявлением характерных патологоанатомических признаков. При скармливании чистой культуры гриба или экстрактов отмечалась быстрая гибель лабораторных животных различных видов (Пидопличко, Билай, 1947).
Карпова-Бенуа (1954), Самсонов (1956) установили связь между заболеваниями людей на хлопкообрабатывающих предприятиях, а также поражением сырья D. toxicum и St. alternans.
Карпова-Бенуа исследовала образцы хлопка-сырца из республик Средней Азии и показала, что влажное сырье поражается многими видами грибов, в том числе токсическими. Во время переработки заплесневелого сырья конидии ядовитых грибов рассеиваются в воздухе, при вдыхании оседают на слизистых оболочках дыхательных путей или вызывают заболевание при непосредственном контакте работающих с пораженным токсическими грибами сырьем. В этом случае возникают поражения кожи, особенно в области потоотделитель-ных желез. При нанесении эфирного экстракта из культуры D. toxicum, выделенного из хлопкового сырья, на депилированную кожу кролика наступает гибель с явлениями гиперемии и отечности пораженного участка кожи, инъекции коронарных сосудов, поражениями сердца, легких, печени. В хроническом опыте отмечен энтерит с выделением кусков слизистой ткани кишечника вместе с жидкими испражнениями. По характеру действия токсина на кожу человека возникает реакция, напоминающая ожог металлом.
Самсоновы (1960) в эксперименте с морскими свинками, которых заражали конидиями D. toxicum респираторным путем, установили наличие характерных патологоанатомических изменений: катарально-десквамативных воспалений слизистых трахей и бронхов, мелкоочаговой бронхопневмонии, а также очагов серозногеморрагического интерстициального воспаления, ателектаза и эмфиземы, дистрофических и воспалительных процессов в печени, менее в почках, явлений интоксикации и серозногеморрагических воспалений в Мышце сердца. Развития мицелия гриба в воспаленных участках не наблюдалось. По мнению авторов, отмеченные изменения свидетельствуют о резорбтивном действии токсинов конидий и фрагментов мицелия гриба, поступающих через дыхательные пути.
Спесивцева (1964) отмечает, что заболевание людей дендродохиотоксикозом обычно возникает при непосредственном контакте с пораженным кормом или неосторожной работе с культурой гриба. Наиболее характерные клинические признаки — диффузное воспаление кожи лица и резкий катаральный конъюнктивит. Таким образом, пораженные грибом корма, промышленное, главным образом целлюлозосодержащее сырье и растительные остатки в почве могут служить причиной возникновения заболеваний человека и сельскохозяйственных животных дендродохиотоксикозом. Как уже упоминалось, D. toxicum обнаружен в почве ризосферы и на корнях сельскохозяйственных растений в различных климатических зонах УССР. Одиночные штаммы гриба выделены из ризосферы кормовых культур Литовской ССР, a D. toxicum вместе с D. caucasicum был выделен из ризосферы кенафа на болотно-подзолистой почве (Хасанов, 1963), из злаков Алтайского края, Воронежской области, сена суданской травы Краснодарского края и других субстратов (Саркисов, 1954).
Можно предположить, что гриб существует на растительных остатках в почве, промышленном целлюлозосодержащем сырье и некоторых продуктах его переработки.
Впоследствии было установлено, что дендродохиотоксикозом болеют овцы (Спесивцева, 1964 и др). В опытах со слаботоксическим штаммом D. toxicum отмечены признаки отравления овец через 2 ч после дачи суспензии конидий гриба из культуры на стерильном овсе. У животных наблюдались угнетенное состояние, усиление сердечного толчка, слабая рулинация и замедленная перистальтика кишечника. После трех- и особенно пятикратного скармливания суспензии признаки заболевания были остро выражены: угнетенное состояние, животное периодически скрежетало зубами, появилась дрожь, отсутствовал аппетит и жвачка- слизистые конъюнктивы и ротовой полости анемичны, пульс аритмичен и слабого наполнения. Пробы мочи на индикан и уробилин были положительные. Изменения крови отмечались после первого введения: увеличение количества лейкоцитов (с 6,8 до 13,5 тыс. в 1 мм3), уменьшение гемоглобина (от 48 до 32), эритроцитов (от 5,2 до 3,6 млн. в 1 мм3). В лейкоцитарной формуле отмечены нейтрофилия со сдвигом ядра влево до палочкоядерных и токсическая зернистость в протоплазме клеток. Гибель животных наступала через 3—13 дней после введения культуры.
По данным Спесивцевой, особенно чувствительны к токсину D. toxicum куры. Скармливание 15—20 г зараженного зерна ячменя вызывало гибель птиц через 18—20 ч, часто без проявления клинических симптомов, но всегда с резко выраженной синюшностью гребня, отмечаемой вскоре после начала кормления. При меньших дозах ядовитого зерна (5 г ежедневно) клинические признаки развиваются постепенно- резкий цианоз гребня в первый день опыта, на 6-8-й день — слабость ног, вялость, в дальнейшем — тремор, шаткость походки. Изменения в картине крови незначительные до 6—8 го дня, перед гибелью иногда увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина.
Рис. 41. Влияние дендродохина на вес крыс (самцов) в зависимости от продолжительности действия и концентрации:
1 — контроль, 2—4 — 0,025, 0,05 н 0,075 % дендродохина в диете.
Малашенко (1961) и Спесивцева (1964) показали, что к токсину гриба чувствительны также многие виды мелких лабораторных животных: кролики, морские свинки, мыши, крысы. Спесивцева отмечает, что при скармливании зараженного зерна овса, ячменя, культуры гриба или водных экстрактов из него в зависимости от степени токсичности наступает гибель животных с проявлением характерных признаков острого токсикоза.
В опытах Малашенко молодым и старым крысам скармливался корм, зараженный спиртовым раствором комплексного препарата дендродохина, содержащий в 100 г корма соответственно 25, 50, 75 мг токсина. Показано, что начиная с первого дня введения в корм препарата вес молодых животных снижается (рис. 41). У животных, получавших корм с содержанием 25 мг дендродохина (100г корма), прирост веса прекращался с первого дня опыта, снижение веса отмечалось с 21-го дня- у животных, получавших 50 мг токсина (100 г корма), вес снижался в значительно большей степени, и между 6—10 сутками все животные погибали- среди получавших 75 г токсина при еще более резком снижении веса гибель наступала на 7-й день опыта. Самки крыс оказались несколько чувствительнее самцов. Действие токсина развивалось в зависимости от возраста животных: потеря веса у взрослых была большей, чем у молодых, но выживаемость у молодых оказывалась меньшей, чем у взрослых.
Сравнительная токсичность дендродохина изучалась на разных видах лабораторных животных. Исследовался токсин в концентрации 13,7 мг)мл в растворе оливкового масла при внутрибрюшинном и частично пероральном введении. Наиболее чувствительны к дендродохину кролики, затем мыши, морские свинки и крысы (табл. 20). Чувствительность зависит также от способа введения токсина, например, при внутрибрюшинном введении мышам она значительно выше, чем при пероральном введении. У заболевших животных наблюдались слабость и другие признаки отравления, потеря подвижности (у крыс и мышей), кровяные выделения из глаз, образование кровяных экссудатов и т. д.
Значение МЛД, ЛД50, ЛД100 дендродохина для различных
лабораторных животных
Чувствительность дендродохина для кроликов принята за единицу.
Патологоморфологический анализ токсического действия дендродохина (Пономаренко, Скирта, Малашенко,1961) показал, что животные погибают в первую очередь в результате изменений, возникающих в гемодинамической системе. Кроме того, дендродохин влияет на мышечную систему бронхолегочного мышечного каркаса, а также оказывает общетоксическое резорбтивное действие. Общетоксическое влияние и паралитические изменения в легких особенно четко проявились у крыс. Таким образом, было доказано, что дендродохин представляет собой действующее начало D. toxicum, вызывающее заболевание дендродохиотоксикоз.
Изменение состава периферической крови изучалось на кроликах в острых, подострых и хронических опытах. Животные получали ежедневно дозу ЛД100, ЛД50, МЛД, а также МЛД один раз в восемь дней, 1/10 и 1/20 МЛД — трижды в неделю. При остром опыте, когда наступала гибель животных (через 36—48 ч), уже через 6 ч после введения дендродохина отмечалось увеличение количества лейкоцитов и уменьшение — лимфоцитов, число которых к 36-му часу наблюдений достигло соответственно 17 000 иногда 26 000 против исходного 7425, лимфоцитов — до 905 против исходного 4205. Увеличивалось число сегментоядерных и палочкоядерных элементов, количество эритроцитов возрастало от 5289 тыс. до 6396 тыс., гемоглобина — от 64 до 76 ед. Таким образом, изменения в крови под влиянием дендродохина в острых опытах были идентичны наблюдаемым у лошадей при заболевании дендродохиотоксикозом.
При введении ЛД50 количество лейкоцитов увеличивалось от 7462 до 8600 через 6 ч после введения, нарастало до 11 600 на 5-е сутки, снижалось к норме на 10-й и до 30-го дня наблюдений. Аналогичная картина наблюдалась в отношении лимфоцитов- их количество снижалось с 4378 до 1129 через 12 ч после введения, достигало 3484 на 5-й день, на 10—30-й день возвращалось к норме. Увеличение количества палочко- и сегментоядерных элементов наблюдалось при введении ЛД50 в течение 12—24 чу затем — постепенное снижение к норме также на 5-е сутки. Увеличение эритроцитов с 5170 тыс. до 6000 тыс. отмечено на 1—2-й день после введения. Наконец, при одноразовом введении МЛД через трое суток количество эритроцитов увеличивалось с 5386 тыс. до 7012 тыс.- возвращение к норме отмечалось на 20-е сутки. Число лейкоцитов увеличивалось от 7152 до 10 000 на вторые сутки и возвращалось к норме на 15-е. Количество лимфоцитов снижалось с 4016 до 1421 через 24 ч и возвращалось к норме через 10 суток после введения. Таким образом, характерными изменениями при дендродохиотоксикозе можно считать лейкоцитоз, лимфопению, увеличение числа эритроцитов, повышение процента гемоглобина, а также появление незрелых форм нейтрофилов, увеличение количества палочкоядерных и сегментоядерных элементов, моноцитоз. В зависимости от дозы уровень и продолжительность этих изменений колеблются. При многократном введении МЛД характерные изменения периферической крови следующие: появление молодых нейтрофилов, увеличение количества палочко- и сегментоядерных форм, быстрое развитие лимфопении, увеличение плазматических клеток, уменьшение числа эритроцитов, процента гемоглобина, цветного показателя крови. При длительном введении 1/10 МЛД к концу второго месяца появляются незрелые формы нейтрофилов, уменьшается количество лимфоцитов- при введении У МЛД к концу второго месяца отмечаются только незначительные изменения периферической крови и быстрое их восстановление. При остром и подостром токсикозах быстрое восстановление крови наступает в первую очереди за счет лимфоцитов, медленное — за счет нейтрофилов.
Токсины D. toxicum образуются как при поражении природных субстратов, так и при культивировании на различных средах. Билай и Пидопличко (1958) показали, что при культивировании гриба на синтетической среде с глюкозой или сахарозой токсин образуется в мицелии и культуральной жидкости при поверхностном и глубинном росте. После экстракции эфиром, хлороформом или адсорбции активированным углем, окисью алюминия культуральная жидкость не содержала токсина. В то же время экстракты или элюаты из активированного угля проявляли общее и местное остротоксическое действие. При сравнительном изучении токсичности препаратов, полученных после элюции различными растворителями (хлороформом, эфиром, этиловым и метиловым спиртом), было показано, что наибольшей токсичностью обладали препараты, элюируемые хлороформом, этанолом, наименьшей — элюируемые метиловым спиртом. Эти токсические вещества были названы дендродохинами.
Дендродохин в опытах на лабораторных животных вызывал патологоанатомические изменения, аналогичные наблюдаемым при дендродохиотоксикозе (Пономаренко, 1961).
Дендродохин является характерным метаболитом гриба, он обнаруживается длительное время как в культуральной жидкости, так и в мицелии гриба. Изучение динамики биосинтеза дендродохина (в культуральной жидкости и мицелии) в зависимости от возраста показало, что токсин обнаруживается в культуральной жидкости начиная с 24 ч до 8—9-дневного возраста при погруженной культуре и до 60-дневного возраста при стационарной. Накопление дендродохина (Д1 — спирторастворимой фракции хлороформного элюата) в культуральной жидкости зависит от способа посева и ряда других факторов. Так, при посеве взвесью конидий максимальное содержание отмечается на 10-й день, при посеве инокулюмом 48-часовой культуры на качалке — на 7-й день. При глубинной ферментации рост биомассы и накопление дендродохина проходят значительно быстрее, максимум отмечен на 5-й день при посеве взвесью конидий и на 3-й день — при посеве инокулюмом 48-часовой культуры на качалке (табл. 21).
Таблица 21
Накопление дендродохина в культуральной жидкости в зависимости от возраста D. toxicum
* Посев конидиями.
** Посев инокулюмом 48-часовой культуры.
Примечание: НД — неочищенный дендродохин- Ф-1 — токсичная спирторастворимая фракция- Ф-2 — нетоксичный маслянистый остаток.
* Впервые предложена Л. М. Кульбергом, сотрудником Киевского научно исследовательского института гигиены питания.
Как видно из табл. 21, в зависимости от возраста гриба соотношение между спиртонерастворимой (неактивной, содержащей стерины) и спирторастворимой (дендродохинсодержащей) фракциями изменяется в сторону значительного увеличения первой в более старом возрасте и отсутствия или незначительного содержания этой фракции в раннем возрасте культур, когда уже отмечается наличие дендродохина в культуральной жидкости.
В мицелии содержится незначительное количество дендродохина. В обоих вариантах стационарной культуры (при посеве взвесью конидий и инокулюмом) и при посеве инокулюмом встряхиваемой культуры спиртонерастворимая (неактивная) фракция не обнаруживалась. Эти данные, по-видимому, свидетельствуют о том, что в процессе метаболизма гриба токсин может изменяться.
В стационарной культуре содержание дендродохина в мицелии при посеве взвесью конидий составляет 2,5—11 % общего количества до 30-дневного возраста, в возрасте 45 дней — 38, 60 дней — 89%. При глубинном культивировании концентрация дендродохина составляет 47% в трех — пятидневном, 25%—в пятидневном и 30% — в девятидневном возрасте.
Таблица 22
Влияние продуктов жизнедеятельности D. toxicum на рост его мицелия и токсинобразование
Условия опыта | Вес мицелия, мг | pH | Образование конидий | Дендродохин, мкг/ мл |
Контроль (посев на среде) Посев на фильтрате | 370 | 5,61 | Нет | 45 |
односуточной культуры | 420 | 5,71 | » | 244 |
двухсуточной » | 520 | 6,85 | » | 21 |
трехсуточной » | 600 | 7,25 | » | 29 |
четырехсуточнон » | 860 | 7,82 | Обильное | 31 |
Дендродохин, по-видимому, не оказывает токсичного действия на D. toxicum — при значительном накоплении его в культуральной жидкости рост мицелия с возрастом культуры увеличивается. Культивирование D. toxicum на фильтратах разного возраста не только не угнетает, но и стимулирующе действует на рост мицелия, спорообразование и в отдельных случаях — на биосинтез дендродохина (табл. 22). При этом отмечается прямая зависимость между стимуляцией роста мицелия гриба на фильтратах культур четырех-трех-дневного возраста по сравнению с фильтратами культур двух-одно-дневного. Наибольший выход дендродохина отмечен только у культуры гриба, выращенной на фильтратах однодневного возраста D. toxicum. Приведенные данные показывают, что с возрастом в культуре D. toxicum образуются метаболиты, стимулирующие рост мицелия, и ингибиторы токсинобразования.
Методом сборной хроматограммы проведено изучение культуральной жидкости D. toxicum в разном возрасте. Для восходящей хроматографии была применена ленинградская быстрая (ЛБ) бумага. Культуральную жидкость по 0,02 мл наносили на полоски фильтровальной бумаги размером 30 X 1 см. После подсушивания обрабатывались различными растворителями, вновь просушивались и проявлялись на газонах тест-культуры Candida stellatoidea 63 на сусло-агаре при 28° С после 24 ч роста, а также в ультрафиолетовых лучах.
Таблица 23
Хроматография культуральной жидкости D. toxicutn разного возраста при проявлении на тест-культуре
Candida stellatoidea 63
Учет результатов хроматографии производили по наличию и размерам стерильных зон. В результате исследования культуральной жидкости на протяжении 10 дней роста гриба в ней было обнаружено ряд веществ. Одно из них — токсическое вещество, растворимое в хлороформе, эфире, бензоле, эталоне, ацетоне, бутаноле, этилацетате, имеет Rf 0,85—0,94 и отмечается в культуральной жидкости на протяжении всего срока наблюдений, т. е. при глубинном культивировании до десятидневного возраста (табл. 23). Дендродохин в петролейном эфире не растворяется. В дальнейшем при изучении химической природы дендродохина и физиологии гриба для качественного и количественного определения пользовались методом бумажной, а в ряде случаев тонкослойной хроматографии. В первом случае проявление и количественное определение производилось при помощи тест-культуры С. stellatoidea 62. D. toxicum характеризуется высокой активностью гидролитических ферментов: амилазы, целлюлазы, мальтазы, ксиланазы, инвертазы и других, а также, по-видимому, специфических ферментов, окисляющих глюкозу и другие гексозы, глицерин, маннит, фумаровую, муравьиную и уксусную кислоты (на других органических кислотах роста не отмечалось).
Билай и Харченко (1966, 1969) изучали пригодность различных соединений как источников углевода и азота для роста D. toxicum и токсинобразования при глубинном культивировании гриба. Наиболее интенсивный рост мицелия отмечен на средах с клетчаткой, крахмалом, глюкозой, сахарозой, мальтозой, маннитом, фруктозой, галактозой и некоторыми другими, которые вносились (кроме крахмала и клетчатки) в эквивалентном количестве к содержанию углерода в 3%-ной глюкозе в среде (рис. 42).
Рис. 42. Влияние различных источников углерода на рост мицелия и антибиотическую активность D. toxicum:
г — глюкоза, к — крахмал, с — сахароза, г-л — галактоза, м — мальтоза, ф — фруктоза, м-н — манноза, ар — арабиноза, кс — ксилоза, л — лактоза (в % роста на глюкозе- заштрихованные участки — антибиотическая активность в единицах по отношению к Candida stellatoidea 63).
Незначительный рост мицелия наблюдался на среде с этиловым, метиловым, пропиловым спиртами, рост отсутствовал на среде с бутиловым спиртом, а также на среде с винной кислотой и натрием виннокислым, хотя при внесении 1/3 и 1/10 эквивалента этих веществ наблюдалось прорастание конидий. Не отмечался рост мицелия на среде с лимонной и щавелевой кислотами и их натриевыми солями.
Наиболее активное образование дендродохина отмечено при росте гриба на среде с сахарозой, крахмалом, мальтозой, глюкозой, фруктозой, глицерином- при хорошем росте мицелия наблюдалось незначительное образование дендродохина на среде с арабинозой, маннозой, маннитом, сорбитом. Минимальная концентрация, задерживающая рост Candida stellatoidea 62 при высокой активности образования дендродохина, колебалась от 0,01 до 0,05 мкг/мл, при низкой — повышалась до 1,6—10,5 мкг/мл. Это свидетельствует о том, что при культивировании на средах с указанными источниками углерода в спирторастворимой фракции содержится неактивный компонент.
Хроматографическое исследование спирторастворимой фракции хлороформного экстракта культуральной жидкости из сред с различными источниками углерода при использовании этанола и хлороформа в качестве растворителей и биоавтографическом проявлении
на С. stellatoidea 62 показало, что во всех вариантах опытов вещество имело Rf в пределах 0,85—0,95, т. е. характерное для дендродохина.
Изучение динамики роста мицелия D. toxicum на средах с рядом источников углерода, образования белка (осаждаемого ТХК) и дендродохина показало, что максимум содержания последнего наступает в период резкого уменьшения содержания белка в мицелии, очевидно, в результате вторичного метаболизма. Суммарное содержание общего и белкового азота в мицелии и отношение белкового к общему зависит от возраста культуры и источника углеродного питания. Наиболее высокое соотношение белка к общему азоту отмечено в мицелии трехдневного возраста культуры. Значительно снижается оно в шестидневном возрасте на среде с сахарозой, крахмалом, маннозой и в девятидневном — на среде с глюкозой.
Таблица 24
Рост мицелия и образование дендродохина на средах с различными источниками углерода в зависимости от возраста культуры D. toxicum
Источник углерода | Возраст культуры, дни | ||||||||
3 | 6 | 9 | |||||||
Вес мицелия, мг | Азот белка, мг на 1 г мицелия | Дендро-дохин, | Вес мицелия, мг | Азот белка, мг на 1 г мицелия | Дендро-дохин, | Вес мицелия, мг | Азот белка, мг на 1 г мицелия | Дендро-дохин, | |
Глюкоза | 600 | 95,4 | 800 | 1150 | 49,2 | 3200 | 1500 | 30 | 1000 |
Сахароза | 490 | 74,4 | 800 | 1100 | 37,6 | 4000 | 2200 | 17,0 | 2800 |
Лактоза | 90 | 84,8 | 20 | 1050 | 38,6 | 400 | 3750 | 31,8 | 200 |
Манноза | 470 | 90,6 | 800 | 1150 | 38,8 | 100 | 1540 | 32,8 | 200 |
Крахмал | 770 | 52,4 | 800 | 1300 | 25,6 | 4000 | 2700 | 16,2 | 800 |
Значительное снижение белкового азота в мицелии в пересчете на 1 г для всех вариантов опыта наблюдалось в трехдневном возрасте и совпадало с максимумом образования дендродохина (табл. 24). В то же время максимальное увеличение веса мицелия отмечено к 9-му дню, а при росте на среде с лактозой — на 6-й и особенно 8-й день роста. Эти данные позволяют предположить, что биосинтез дендродохина связан с процессами вторичного метаболизма, а увеличение веса мицелия при значительном снижении содержания белкового азота в 1 г мицелия происходит за счет синтеза и небелковых компонентов (рис. 43, 44). Максимум накопления мицелия, в абсолютном значении неодинаковый для разных углеводов, наступает на 6—8-й день, а значительное уменьшение — на 10-й день роста. Маннит является наиболее пригодным для роста по сравнению как с соответствующим сахаром (маннозой), так и с глюкозой- на среде с сорбитом рост более интенсивный, чем на среде с сорбозой.
Уровень автолиза мицелия наиболее низкий на среде с сорбитом. Однако высокая антибиотическая активность по отношению к С. stellatoidea и токсичность для животных отмечены только при росте на среде с глюкозой. 
Рис. 43. Динамика роста мицелия
Рис. 44. Содержание белкового азота в мицелии D. toxicum (в мг!г сухого веса) в зависимости от источников углерода и возраста культуры (погруженное культивирование).
Обозначения те же, что на рис. 43.
D. toxicum и образования дендродохина
в зависимости от источников углерода
и возраста культуры (погруженное
культивирование):
1 — сухой вес мицелия в мг/мл- 2 — содержание дендродохина в культуральной жидкости- г — глюкоза, с — сахароза, м — манноза, л — лактоза, к — крахмал.
Во всех остальных вариантах опытов антибиотическая активность и токсичность были весьма низкими (рис. 45, табл. 25).
Таблица 25
Антибиотическая активность дендродохина в зависимости от источников углерода
Источник углерода | Минимальная концентрация, задерживающая рост С. stellatoidea 63 (мкг/мл) | ||||
Возраст культуры гриба, дни | |||||
3 | 4 | 6 | 8 | 10 | |
Глюкоза | 0,06 | 0,07 | 0,1 | 2,5 | 6,2 |
Ксилоза | — | 10,0 | 2,5 | — | |
Арабиноза | 2,5 | 9,7 | 3,7 | — | — |
Манноза | 0,2 | 3,7 | 22,0 | 87,0 | 2,5 |
Маннит | 5,0 | 7,0 | 18,7 | — | |
Лактоза | 2,5 | 1,0 | — | -------; | |
Рамноза | -; | 20,0 | — | — | _______ |
Сорбоза | 5,0 | 10,0 | 2,5 | 30,0 | 25,0 |
Сорбит | 20,0 | 2,5 | — | — | — |
В процессе метаболизма гриба в одних случаях образуется высокоактивный экзотоксин — дендродохин, в других — малотоксический метаболит. Токсинобразование у D. toxicum зависит также от использования грибом различных источников азота.
Рис. 45. Рост мицелия D. toxicum на среде с различными источниками углерода в
погруженной культуре:
г — глюкоза, м — манноза, мт — маннит, с — сорбоза, cm —сорбит, к — ксилоза,
а — арабиноза, л — лактоза, р — рамноза.
Значительное повышение активности образования дендродохина при высоком уровне роста мицелия отмечено при росте D. toxicum на среде с азотнокислым и фосфорнокислым аммонием по сравнению с ростом на среде с нитратным азотом. Повышение содержания дендродохина при низком уровне роста мицелия наблюдалось при использовании сернокислого, виннокислого, роданистого и уксуснокислого аммония. Одновременное ингибирование роста мицелия и образования дендродохина отмечено при росте гриба на среде с щавелевокислым, углекислым и хлористым аммонием.
Харченко (1966) в опытах с культивированием D. toxicum на агаровых средах, содержащих полный или неполный набор аминокислот, установила, что гриб в процессе своего роста нуждается в различных аминокислотах. По данным автора, рост D. toxicum угнетаетсяпри исключении из среды аспарагина и в-аланина, стимулируется при исключении валина, а3-фенилаланина, гистидина, норлейцина, цистеина, тирозина, триптофана и др. При культивировании D. toxicum на средах с аммиачнонитратным азотом отмечаются более высокий уровень роста мицелия и низкий уровень потребления сахара (табл. 26).
Таблица 26
Влияние источников азота на рост мицелия и использование
сахара D. toxicum
Источник азота | Культура гриба 72 ч | Культура гриба 96 ч | ||
вес мицелия, мг/мл | потребление сахара, % | вес мицелия, мг/мл | потребление сахара, % | |
KN03 + 1% глюкозы | 1,0 | 90 | 1,6 | 92 |
+ 2% » | 4,0 | 69 | 5,8 | 82 |
+ 3% » | 4,3 | 61 | 6,0 | 68 |
NH4N0g + 1 % » | 5,8 | 70 | 6,5 | 91 |
+ 2% » | 5,7 | 55 | 7,0 | 72 |
+ з% » | 6,5 | 39 | 7,3 | 57 |
Из исследованных аминокислот как источников азота и углерода хороший рост D. toxicum наблюдался при использовании валина, норвалина, р-аланина, а-аланина, аргинина, серина, глутаминовой и аспарагиновой кислот и их амидов- не отмечался рост на средах с ароматическими и серусодержащими аминокислотами.
Рост мицелия D. toxicum в различной степени наблюдался на средах почти со всеми аминокислотами, которые в отдельности добавлялись в среду в качестве единственного источника азота, и в большинстве случаев незначительно отличался от роста на этой же среде с нитратным азотом (рис. 46).
Максимальный рост мицелия наблюдался при использовании глутаминовой кислоты, Р-аланина, Р-фенил-а-аланина, наиболее низкий уровень — при росте на среде с р-фенил-р-аланином, цистеином. Наиболее активное образование дендродохина отмечено при использовании в качестве источников азота Р-аланина, глутаминовой кислоты, лейцина, лизина, орнитина.
Хроматографией на колонке окиси алюминия выделены четыре вещества, названные условно Д1, Д2, Д3, Д4: препараты Д1 и Д3 повторной хроматографией и многократной перекристаллизацией из бутанола получены в аналитически чистом виде. По значению Rf (хроматография в тонком слое селикагеля), спектрам в ультрафиолетовых и инфракрасных лучах они представляют собой индивидуальные вещества (Билай, Степанов, Михайлов, Юрченко и Др., 1962, 1966).
Рис. 46. Влияние различных источников азота на рост и антибиотическую активность D. toxicum:
1—калий азотнокислый, 2 — аммоний азотнокислый, 3 — аммоний фосфорнокислый, 4 — аммоний лимоннокислый, 5 — аммоний фосфорнокислый однозамещенный, 6 — аммоний янтарнокислый, 7 — аммоний щавелевокислый, 8— аммоний сернокислый, 9 — аммоний уксуснокислый, 10 — аммоний виннокислый, 11 — аммоний хлористый, 12 — аммоний углекислый, 13 — аммоний роданистый, 14 — калий азотнокислый, 15— глутаминовая кислота, 16 — в-аланин, 17 — в-фенил-в-аланин, 18— гистидин, 19— валин, 20 —аргинин солянокислый, 21 — лейцин, 22 — серин, 23 — аспарагиновая кислота, 24 — а-аланин, 25 — орнитин, 26 — аспарагин, 27 — норвалин, 28 — глицин, 29 — Эфенил-а-аланин, 30 — цистеин (мицелий в процентах роста на среде с азотнокислым калием- заштрихованные участки — антибиотическая активность в единицах, незаштрихованные — вес мицелия).
Дендродохин I — это кристаллическое вещество, разлагающееся без плавления при температуре выше 300°С. Растворим в хлороформе, бензоле, спирте, плохо растворим в воде, не растворим в петролейном эфире, удельное вращение +187° (в СНС13)- спиртовой раствор имеет максимум поглощения в ультрафиолетовых лучах 280 ммк (4,15—4,20 ед.)- молекулярный вес 330—350, формула С18Н2406. Содержит одну гидроксильную группу, три активных атома углерода, две метальные группы, одну двойную связь, сопряженную карбонилом, входящим в б-лактонное кольцо. Дегидропроизводное дендродохина I—дегидродендродохин - белое кристаллическое вещество с температурой плавления 223—225° С, удельное вращение [а] +56° (в СНС13).
Дендродохин III —белое кристаллическое вещество, разлагается без плавления при температуре выше 300° С, удельное вращение +43° (в СНС13), максимумы поглощения в ультрафиолетовых лучах 220 и 260 ммк, молекулярный вес 360, формула С20Н24О6. Инфракрасные спектры Д3 и Д1 и их дегидропроизводных близки, что позволяет считать сходным строение этих компонентов дендродохина.
Дендродохин II — белое кристаллическое вещество с температурой плавления 271° С (разложение), максимум поглощения в ультрафиолетовых лучах 262 ммк (3,91 ед.), формула C14H2105, молекулярный вес 269.
Компоненты дендродохина значительно отличаются биологической активностью (табл. 27). Наибольшей токсичностью по отношению к С. stellatoidea 63 и токсичностью для белых мышей обладает Д3 , затем Д1 и значительно более низкой — Д2. Отмечено различие в фармакологическом действии этих компонентов на кровяное давление, сосуды уха кролика и изолированное сердце лягушки (табл. 28). Дендродохин I в концентрации 0,1—0,5 мкг/мл вызывает снижение кровяного давления и расширение кровеносных сосудов, в то время как дендродохин III в таких же концентрациях угнетает сердечную деятельность (Харченко, 1966).
Таблица 27
Сравнительная токсичность дендродохинов
Минимальная концентрация, задерживающая рост Candida stelatoidea 63, мкг/мл | Токсичность для белых мышей, мг/кг | ||
МЛД | ЛД50 | ЛД100 | |
Д1 0,002 | 5,0 | 5,7 | 6,5 |
Д2 0,01 | 6,8 | 7,2 | 8,7 |
Д3 0,0002 | 1,9 | 2,5 | 3,3 |
По данным Петровского и Платоновой-Петровской (1949), токсин D. toxicum вызывает в зависимости от концентрации более или менее выраженное действие на органы кровообращения. При внутривенном введении собакам 1 % спиртовой, водной или эфирной вытяжки из культуры гриба в физиологическом растворе резко снижалось кровяное давление. В более низкой концентрации токсин гриба вызывал изменение деятельности изолированного сердца лягушки- вначале отмечалась тахикардия при нормальной амплитуде, которая сменялась аритмией. Еще более низкие концентрации токсина вызывали вначале незначительное сужение, а затем стойкое расширение кровеносных сосудов. Авторы отмечают, что наблюдаемое под влиянием токсина снижение кровяного давления обусловлено расширением периферических кровеносных сосудов.
Таблица 28 Фармакологическое действие дендродохинов
* Метод Кравского — Писемского. ** Метод Николаева.
Изучено влияние дендродохина на некоторые метаболические процессы. Так, в острых опытах установлено значительное изменение содержания фосфорных соединений в тканях органов морских свинок (табл. 29). Значительно увеличивается содержание неорганического фосфора, уменьшается содержание общего, кислоторастворимого, органического и особенно фосфора АТФ и АДФ. Значительно снижается общая дегидрогеназная активность и активность сукцин- и изоцитрико-, лактико- и глутамикодегидрогеназ в мышцах, почках, печени и головном мозгу кроликов при однократном введении дендродохина в дозах ЛД1оо, ЛД50, МЛД. Восстановление активности при введении МЛД происходило в тканях мышц, почек, печени на 4—5-е сутки, а общая восстановительная активность ферментов мозга оставалась в эти сроки наблюдения сниженной по сравнению с нормой. Установлено влияние дендродохина на содержание белковых и небелковых сульфгидрильных групп в крови и органах кроликов при однократном введении МЛД и в хроническом опыте. Значительно снижается количество небелковых SH-групп в сыворотке в крови, почках, эритроцитах, легких, печени, селезенке в остром и хроническом опытах и увеличивается сразу после введения МЛД, достигая нормы на третьи сутки- в хроническом опыте их содержание повышается к концу второй недели, а затем несколько снижается.
Таблица 29
Влияние дендродохина на содержание фосфора в тканях морских свинок (острый опыт)
Ткани | Общий фосфор | Кислоторастворимый | Неорганиче | Органический | Фосфор | ||
креатин | АТФ | АДФ | |||||
Мышцы | — 18 | —6 | +25 | —15 | —18 | —23 | —23 |
Печень | — 10 | —5 | 4-24 | — 14 | — 15 | —20 | —20 |
Мозг | —6 | —5 | +23 | — И | — 12 | -15 | —5 |
Примечание: — количественное уменьшение, + увеличение.
Дендродохин в значительной степени угнетает поглощение кислорода гомогенатами печени, легких крыс- несколько снижает поглощение кислорода гомогенатами мозга, мышц, почек. Одновременно с этим отмечено повышение гликолитической активности под влиянием дендродохина (рис. 47, 48). Дендродохин в опытах in vitro снижает активность глюкозо-6-фосфатазы в печени, что вызывает в гомогенатах печени снижение содержания глюкозы, глюкозо-6-фосфата, фруктозо-6-фосфата, фруктозо-6-дифосфата и повышение концентрации глюкозо-1-фосфата и неорганического фосфора. Дендродохин значительно повышает активность альдолазы и глюкофосфатизомеразы, почти не влияет на активность лактикодегидразы (рис. 49). Таким образом, дендродохин, по-видимому, нарушает функцию печени, связанную с регуляцией содержания сахара в крови — ингибирует процессы превращения глюкозо-1-фосфата и освобождения глюкозы (Савченко, 1969а, 19696).
Рис. 47. Влияние дендродохина на поглощение кислорода гомогенатами органов крыс:
а — печень, б — легкие, в — могз, г — почки, д — мышцы (/ — контроль, 2 — опыт).
Рис. 48. Влияние дендродохина на гликолитическую активность гомогенатов органов крыс:
1 -контроль, 2 — концентрация 450 мкг. Остальные обозначения те же, что и на рис. 47.
Рис. 49. Влияние дендродохина на активность ферментов гликолиза в гомогена-
тах печени крыс (на сырой ткани)
Фитотоксические свойства дендродохина. При нанесении экстрактов из культуры D. toxicum на стебель или листовую пластинку фасоли, подсолнечника (при наличии двух — четырех настоящих листьев) или овса через 48 ч отмечено образование четко очерченных, бесцветных некротических пятен, затем скручивание, ссыхание ткани, а также отставание в росте проростков- на стебельках возникали четкие бурые, вогнутые, долго незаживающие пятна, напоминающие ожоги. При микроскопии срезов пораженной ткани обнаружены сплющенные клетки с обильными зернистыми включениями на границе со здоровой тканью. Аналогичное действие проявлялось при нанесении экстрактов на клубень картофеля, корень моркови, зеленый плод помидора, при этом наиболее поздно реакция возникала на клубне картофеля (через 10—15 дней). Установлено, что D. toxicum различно влияет на листовую ткань разных видов вегетирующих растений. Чувствительными были листья овса, пшеницы, молодые листья березы (образовывались бесцветные расплывчатые пятна на 3—5-й день)- на листьях вишни, клена американского, дикого винограда, подорожника также на 3—5-й день появлялись четко очерченные ободком опробковелых клеток сквозные некротические бесцветные или бурые пятна. Устойчивыми к токсину были клетки листьев пиона, розы, слабочувствительными — листья сирени, георгины. Можно предположить, что чувствительность растительных клеток к токсину D. toxicum зависит как от возраста и других особенностей растений, так и от возможного наличия инактиваторов токсина в клетках (Билай, 1948).
Таблица 30
Влияние дендродохина на всхожесть семян и рост проростков
(разведение СРФ 1 : 100)
Растение | Всхожесть, % | Длина корешков, см | Длина проростков, см | ||||||
К | о | В % | К | о | В % | К | о | В % | |
Озимая пшеница | 99 | 98 | —1 | 4,1 | 1,6 | —61 | 2,2 | 0,4 | 82 |
Яровая » | 96 | 78 | —16 | 4,1 | 1,5 | —64 | 2,2 | 0,3 | 87 |
Ячмень | 83 | 0 | — 100 | 3,6 | 0,6 | —84 | 1,5 | 0,0 | 100 |
Овес | 83 | 0 | —100 | 4,3 | 0,2 | —96 | 0,8 | 0,0 | 100 |
Кукуруза | 96 | 96 | —0 | 3,8 | 2,4 | —37 | 1,0 | 0,8 | 20 |
Лен | 87 | 86 | —1 | 3,2 | 1,2 | —63 | 1,0 | 0,4 | 60 |
Клевер | 95 | 51 | —44 | 1,5 | 0,6 | —60 | 1,7 | 0,2 | 88 |
Люпин | 80 | 0 | — 100 | 2,9 | 0,8 | —73 | 0,4 | 0 | 100 |
Фасоль | 76 | 0 | — 100 | 2,8 | 0,8 | —73 | 1,1 | 0 | 100 |
Горох | 97 | 71 | —26 | 3,2 | 2,3 | —30 | 0,3 | 0 | 100 |
Огурец | 85 | 87 | +2 | 4,4 | 1,0 | —77 | 0,9 | 0,3 | 67 |
Хлопчатник | 73 | 50 | —23 | 4,3 | 0,8 | —82 | 0,8 | 0,4 | 50 |
Примечание: К — контроль, О — опыт, (+) — увеличение, (—) — уменьшение.
Дендродохин в высокой концентрации оказывает остротоксическое действие на всхожесть и рост проростков разных растений (табл. 30). Ингибирующее влияние токсина проявлялось при одноразовой замочке семян или многократном поливе проростков раствором Кноппа с более низкими концентрациями дендродохина. При содержании дендродохина 250 мкг/мл раствора ингибиция всхоже-
сти гороха составляла 80, фасоли — 35, сои — 20%- при концентрации 100 мкг/мл ингибиция всхожести пшеницы равнялась 40, овса — 25%. Фитотоксическое действие дендродохина значительно сильнее, чем стахиботриотоксина и спорофузариотоксина (рис. 50).
Дендродохин вызывал изменение в содержании углеводов и азотистых соединений в восьмидневных проростках растений.
Рис. 50. Изменение содержания углеводов и азотистых веществ в проростках растений под влиянием дендродохина (100 мкг неочищенного препарата на 1 мл раствора Кнопа):
1 — общий азот, 2 — белковый азот, 3 — сумма сахаров, 4 — сахароза, 5 — моносахара- первые столбики слева — контроль, вторые —
опыт.
Антибиотические свойства дендродохина. Неочищенные и кристаллические (аналитически индивидуальные) препараты дендродохина обладают выраженным ингибирующим действием на мицелиальные грибы и дрожжи. Так, неочищенные спиртовые растворы дендродохина задерживали рост грамположительных и грамотрицательных бактерий в концентрации 0,62— 10 мг/мл: St. aureus— 1,1, В. subtilis — 0,66, В. mucoidеs— 1,6,
В. proteus — 2,5, X. malvacearum—10, Ps. fluorescens — 1, Ps. tumifaciens — 10 мг/мл. Рост мицелиальных сапрофитных и фитопатогенных грибов задерживался в концентр
