Оппортунистические грибы в природных и антропогенных экосистемах
Министерство
образования Республики Беларусь
Учреждение
образования
Международный
государственный экологический институт имени А. Д. Сахарова
Белорусского
государственного университета
Факультет
экологической медицины
Кафедра
иммунологии
Оппортунистические
грибы в природных и антропогенных экосистемах
Курсовая
работа студентки 3-го курса
Соловей
Дарьи Александровны
Д.
А. Соловей
«Допустить
к защите»
Зав.
кафедрой иммунологии
к.м.н.,
доцент
М.
М. Зафранская
Научный
руководитель
доцент
кафедры иммунологии, к.б.н.
Н.
В. Иконникова
Минск 2016
Оппортунистические
грибы в природных и антропогенных экосистемах
Реферат
Курсовая работа 27 страницы, 4 рисунка, 20
источников.
Объектом исследования являются плесневые грибы.
Цель работы - обобщить литературные данные по
морфологическим особенностям строения плесневых грибов, которые являются особо
опасными и патогенными для человека.
Проанализированы литературные источники и
сформулировано представление о структуре плесневых грибов, являющихся
патогенными для человека. Изучена роль микромицетов в различных экосистемах;
рассмотрены основные механизмы взаимодействия патогенных микроорганизмов с
различными материалами. Изучены основные виды заболеваний, вызываемые
плесневыми грибами.
Апартуністычныя ГРЫБЫ ў прыродных
і антрапагенных экасістэмах
Рэферат
Курсавая работа 27 старонак, 4 малюнка, 20
крыніц.
Аб'ектам даследавання з'яўляюцца плесневые
грыбы.
Мэта працы - абагульніць літаратурныя дадзеныя
па марфалагічных асаблівасцях будовы плесневых грыбоў, якія з'яўляюцца асабліва
небяспечнымі і патагеннымі для чалавека.
Прааналізаваны літаратурныя крыніцы і
сфармулявана ўяўленне аб структуры плесневых грыбоў, якія з'яўляюцца
патагеннымі для чалавека. Вывучана роля мікраміцэтаў ў розных экасістэмах;
разгледжаны асноўныя механізмы ўзаемадзеяння патагенных мікраарганізмаў з
рознымі матэрыяламі. Вывучаны асноўныя віды захворванняў, якія выклікаюцца
плесневымі грыбамі.
OPPORTUNISTIC FUNGI IN NATURAL AND
MAN-MADE ECOSYSTEMS
27 pages , 4 figures, 20
sources.research object are mould fugni.of work is to generalize literary data
on the morphological features of the structure of mould fungi which are
particularly harmful and pathogenic for humans.sources has been analysed and
the idea about the structure of the molds that are pathogenic for humans has
been. Has been studied the role mikromitcetov in different ecosystems. The
basic mechanisms of interaction of pathogens with different materials have been
considered. The main types of diseases caused by mould fungi have been studied.
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Общая характеристика
Оппортунистических грибов
. Плесневые грибы в природных и
антропогенных экосистемах
. Повреждение материалов и изделий
плесневыми грибами
4. Заболевания, вызываемые
плесневыми грибами
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Большое внимание микологов и
медиков в последние десятилетия привлекают грибы, опасные для здоровья
человека. В настоящее время в мире активно проводятся исследования как по
описанию состава и свойств таких видов, так и по оценке их распространения и
условий развития.
Особое место занимает изучение микромицетов в
связи с их разнообразным патогенным влиянием на организм человека. Потенциально
патогенными называют грибы, которые, с одной стороны, могут длительно сохраняться
и развиваться во внешней среде, а с другой, вызывать микозы человека. Из-за
такой лабильности свойств потенциально патогенные грибы часто называют
«оппортунистическими». Объем этой группы грибов сейчас оценивают в 350-400
видов.
В связи с ростом количества заболеваний,
вызываемых условно патогенными видами микроскопических грибов, все больше
уделяется внимания их мониторингу в окружающей среде. Под влиянием
антропогенных факторов в почвах и сопряженных средах происходит накопление
условно патогенных для человека видов грибов. Причиной этого может быть то, что
условно патогенные виды имеют широкие диапазоны толерантности к экологическим
условиям и способностью утилизировать разнообразные субстраты [9].
Хорошо известно, что присутствие плесневых
грибов и их метаболитов в окружающей человека среде может оказывать токсическое
действие, способствовать развитию микозов, а также провоцировать развитие
аллергических реакций [4].
Микроскопические плесневые грибы являются одними
из важнейших агентов биоповреждения различных материалов и изделий. Ежегодно
увеличивается разнообразие микромицетов, обладающих свойствами биодеструкторов.
Биоповреждение строительных конструкций - распространённая проблема, имеющая
особенно широкие масштабы. Постоянно ухудшающаяся экологическая обстановка в
городах ведёт к резкому увеличению численности микромицетов на антропогенных
субстратах и повышению их роли в деструкционных процессах. Грибы разрушают или
изменяют структуру материалов, приводят к снижению прочности элементов
конструкций и, в конечном итоге, к преждевременному старению и разрушению
объектов [13].
Цель работы - проанализировать литературные
данные и обобщить знания о распространении оппортунистических (плесневых)
грибов в среде обитания человека, оценить их влияние на здоровье человека.
Для достижения цели были поставлены следующие
задачи:
· дать характеристику основным родам
оппортунистических микромицелиальных грибов;
· проанализировать литературные
источники и изучить закономерности распространения плесневых грибов в экосистемах;
· изучить действие плесневых грибов на
различные материалы;
· сформировать представление об
основных заболеваниях, вызываемых плесневыми грибами.
1. Общая характеристика
Оппортунистических грибов
Невозможно представить жизнь на планете без грибов.
Они встречаются повсюду и представляют собой неотъемлемый компонент наземных и
водных биоценозов, контролирующий широкий спектр биосферных функций. По самым
приближенным оценкам, их - около 1,5 млн., но учеными описано пока лишь
немногим более 100 тысяч видов [6].
В связи с ухудшением экологической ситуации
окружающей среды все больше внимания стали обращать на потенциально патогенные
плесневые грибы, которые, существуя в природе как сапротрофы, могут вызывать
заболевания человека. Потенциально патогенными называют грибы, которые, с одной
стороны, могут длительно сохраняться и развиваться во внешней среде, а с
другой, вызывать микозы человека. Из-за такой лабильности свойств потенциально
патогенные грибы часто называют - «оппортунистическими».
К плесневым грибам относят микроскопические
грибы-сапрофиты, питающиеся органическими веществами мертвых растительных
остатков и образующие на их поверхности налеты разного цвета.
Плесневые грибы при размножении на различных
питательных субстратах образуют бархатистые, порошкообразные, войлочные,
паутинообразные, моховидные налеты зеленого, белого, черного, желтого и других
цветов различных оттенков. Налет, образуемый плесневыми грибами, состоит из
массы ветвящихся тонких нитей, называемых гифами. Скопление гифов образует
мицелий. Гифы представляют собой нитевидные тяжи протоплазмы, сверху покрытые
оболочкой. В состав клеточной оболочки плесневых грибов входит целлюлоза или
соединений, близких к ней. В клетках гифов грибов содержится по одному или
несколько ядер. Так же, как и в клетках дрожжей, имеются митохондрии,
выполняющие функцию генераторов энергии, рибосомы, принимающие участие в
синтезе белка, вакуоли, заполненные клеточным соком и содержащие гранулы
полифосфатов. Основным запасным компонентом клеток плесневых грибов является
гликоген, распределенный в виде мелких гранул по всей цитоплазме. Липиды и
жировые вещества находятся в клетках в виде капелек, называемых липосомами. В
старых клетках гифов грибов содержится много пигментов.
Многие виды плесневых грибов образуют гифы на
поверхности и одновременно в толще используемого ими субстрата. Часть гифов
служит для прикрепления к субстрату и потребления питательных веществ и
называется субстратным мицелием, а часть образует воздушный мицелий, в котором
формируются плодоносящие гифы со спорами. Гифы могут быть короткими или
длинными. Толщина их колеблется от 1 до 15 мкм, длина - от 2065 до 50 мкм и
более. Гифы могут не иметь поперечных перегородок и образовывать одноклеточный,
несептированный мицелий или многоклеточный (септированный).
Рисунок 1 - Мицелий плесневых грибов и его
видоизменения: а - одноклеточный мицелий, б - многоклеточный мицелий
Патогенные для человека мицелиальные грибы в
своем большинстве относятся к микроскопическим, так называемым, митоспоровым
(несовершенным) грибам, у которых выявлено размножение только бесполыми спорами
или мицелием [7].
Микромицеты распространены
почти повсеместно, причем как во внешней среде, так и в помещениях. Споры
грибов обнаруживаются даже на высоте более 2 тыс. м. Плесневые грибы и их споры
вместе с другими микроорганизмами (вирусами, бактериями) постоянно находятся в
воздухе любого помещения в виде мелких частиц и микровключений. Человек
контактирует примерно со 100 видами грибов. Их видовой состав различается в
помещениях и в атмосферe [10].
Среди грибов имеется небольшая
специализированная группа первичных патогенов, вызывающих заболевания у
относительно здоровых людей. Их сохранность в среде зависит от присутствия
хозяина и возможности заражения. Оппортунистические же грибы могут быть
причиной, так называемых вторичных микозов, т.е. инфекций, которые поражают
людей, страдающих различными формами иммунодефицита. Если подавляющее
большинство потенциальных возбудителей вторичных микозов, попав в организм
здоровых людей, не находит подходящих для себя условий или не выдерживает
защитных реакций организма человека и, в результате, инфекция не развивается,
то у людей, у которых защитные функции подавлены, возможность возникновения
грибной инфекции существенно выше. Причинами иммунодефицитных состояний
человека, при которых наиболее часто наблюдается развитие вторичных микозов,
могут быть: СПИД, заболевания системы крови, рак, радиационное поражение,
ожоги, терапия антибиотиками, кортикостероидами, различные ослабленные
состояния и т.д. Распространение в мире оппортунистических микозов может быть
непосредственно связано с увеличением числа иммунодепрессивных людей, наиболее
восприимчивым к грибковым инфекциям.
Основную массу вторичных микозов вызывают
преимущественно дрожжевые грибы, в основном рода Candida. Однако в последнее
время стало известно, что причиной таких заболеваний могут быть и мицелиальные
грибы. И хотя заражаются ими сравнительно редко, опасность оппортунистических
микозов с течением времени оценивается все выше [20].
Сейчас известно около 300 видов микроскопических
грибов, среди которых множество видов плесени таких как:
Penicillium - наиболее
распространенный род среди плесневых грибов. Естественной средой обитания
пеницилла является почва. Пеницилл часто можно увидеть в виде зелёного или
голубого плесневого налета на разнообразных субстратах. Гриб пеницилл имеет
сходное строение с аспергиллом
<https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%D1%81%D0%BF%D0%B5%D1%80%D0%B3%D0%B8%D0%BB%D0%BB>.
Вегетативный мицелий пеницилла ветвящийся, прозрачный и состоит из множества
клеток. Гифы гриба пеницилла либо погружены в субстрат, либо расположены на его
поверхности. Размножение пеницилла происходит с помощью спор.- род высших
плесневых грибов, аэробные микроорганизмы, хорошо растут на различных
субстратах. Образуют плоские пушистые колонии. Аспергиллы распространяются
спорами, образующимися бесполым путем. Очень устойчивы к воздействию факторов
внешней среды. В редких случаях некоторые грибы рода Aspergillus могут быть
причиной заболевания, называемомого аспергиллёзом.- гифы этого гриба
одноклеточные, неокрашенные длиной от нескольких мм до нескольких см. Часто
развиваются на различных пищевых продуктах, вызывая их порчу (плесневение).
Многие из них могут вызывать микозы человека, домашних животных и птиц.-
большой род филаментарних аскомикотовых грибов (Ascomycota), широко
распространенных в почве и в ассоциации с растениями. Большинство видов
являются безопасными сапрофитамы, относительно распространенными среди
микрофлоры грунта. Некоторые виды производят микотоксины, способны вредно
влиять на здоровье человека и других животных, вызывая фузариозы.- эти грибы
отличаются черной окраской. Они обнаруживаются в почве, разлагающихся
растениях, гниющей древесине и лесной подстилке. Три основных вида грибковых
инфекций, вызываемых Dematiaceae, включают хромомикоз, феогипомикоз и некоторые
формы мицетомы [12].
В настоящий момент потенциально патогенные грибы
подразделяют на несколько групп, обозначаемых как номерные BSL
(BioSafety
Level, т.е. - грибы, относимые
к определенному уровню безопасности), в зависимости от их опасности для
человека.
Грибы группы BSL2
- могут попадать в организм здорового человека, и сохраняться в нем, вызывая
локализованные микозы. В случае попадания в организм ослабленного человека они
могут распространяться более широко и таким образом проявлять свойства
оппортунистов. В эту группу включены дерматофиты и другие облигатно патогенные
возбудители поверхностных микозов.
Грибы BSL3
- небольшая группа системных патогенов, которая до сих пор включала
преимущественно диморфные грибы, т.е. имеющих и мицелиальную и дрожжевую
стадии, например, представителей родов Blastomyces,
Coccidioides, Histoplasma
и Paracoccidioides. Сейчас в
эту группу включают, кроме того, Penicillium
marneffei [2].
2. Плесневые грибы в
природных и антропогенных экосистемах
Грибы занимают на Земле одно из важнейших мест.
Плесневые грибы очень широко распространены в природе. Они фактически освоили
все среды в биосфере, составной частью которой является и человек, находящийся
в “окружении грибов”. В некоторых случаях микромицеты вступают с ним во
взаимодействие. Одни виды стали нормальными обитателями тела человека, другие -
при определённых обстоятельствах - вызывают соответствующие заболевания.
Жизнедеятельность грибов протекает в условиях температуры и влажности, близких
к оптимальным для человека. Поэтому грибы всегда рядом с человеком, клетки
грибов постоянно попадают на его кожные и слизистые покровы, в большинстве
случаев не вызывая заболеваний, если иммунная система человека не нарушена.
В природе плесневые грибы играют очень важную
роль в освоении новых территорий. Плесневые грибы как одни из представителей
экосистем являются гетеротрофами, их полноценное существование целиком зависит
от поставщиков питательных веществ - автотрофов. В экосистемах плесневые грибы
занимают определенную экологическую нишу, включающую функциональные и
территориальные взаимосвязи с другими организмами. Благодаря
мицелиальному росту и набору окислительных и гидролитических ферментов,
плесневые грибы обладают хорошей способностью проникать в субстраты. В живой
природе эти свойства необходимы для обеспечения естественного круговорота
органического материала [17].
Механизму действия плесневых
грибов способствуют абиотические факторы. Наличие и разнообразие питательных
веществ (органических, макро и микроэлементов, витаминов), тип субстрата,
температурный, влажностной и газовый состав воздушной среды локально влияют на
физиологические процессы плесневых грибов. Плесневые грибы, являясь членами
определенных сообществ, могут вести как мутуалистическое партнерство, так и
биотические взаимодействия не только с другими микроорганизмами за нишу
обитания, но и со своими «сородичами». Все это направлено у плесневых грибов,
как и у других организмов в первую очередь на их сохранение как популяции в
данном местообитании и конкретный период времени [18].
Микобиота среды обитания
человека представляет собой существенный компонент экосистем, поэтому выявление
видового состава, распространения, вредоносности и некоторых экологических
особенностей развития сообществ микромицетов в различных условиях, анализ их
биоиндикационного потенциала, несомненно, актуален и необходим [17]. Важнейшим
показателем микологического состояния среды обитания человека является
численность микроскопических грибов в окружающей среде. Этот показатель
оценивается по представленности и составу грибов. В воздухе грибы
преимущественно присутствуют в виде спор, однако могут обнаруживаться и
отдельные фрагменты мицелия. Споры плесневых грибов постоянно встречаются в
воздухе открытых мест, промышленных городов, общественных помещений,
густонаселенных жилищ. Количество грибов зависит от санитарно-гигиенических
условий, степени влажности и запыленности.
Плесневые грибы имеют
способность выживать в различных экстремальных условиях. Они способны жить при
воздействии ультрафиолетового и радиоактивного излучения, в условиях пониженной
влажности и низкого содержания органических и неорганических элементов,
необходимых для жизнедеятельности. Плесневые грибы способны сохранять
жизнеспособность в условиях вечной мерзлоты довольно длительное время. По
сравнению со многими другими организмами мицелиальные микроскопические грибы
проявляют большую устойчивость к усиливающейся в последние десятилетия, иногда
экстремальной, техногенной и антропогенной нагрузке на окружающую среду и в том
числе к радиации [14].
В жизнедеятельности человека оппортунистические
плесневые грибы могут быть ответственны за три группы неблагоприятных для
человека факторов: пищевые отравления - микотоксикозы, микогенные аллергии,
грибковые заболевания - микозы. Также патогенные плесневые грибы, способные
вырабатывать токсины, образуют их далеко не всегда, а только в определённых условиях.
В том случае, если в среде обитания человека выявлены токсинообразующие
плесневые грибы, это признак не столько неизбежного отравления, сколько
повышенного риска его возникновения.
На сегодняшний день накоплены убедительные
данные об аллергенных свойствах ряда плесеней, которые могут сопровождать
человека в его среде обитания. Хорошо изученными являются распространенные
грибковые заболевания. Продукты жизнедеятельности грибов оказывают токсическое
и отравляющее действие на живой организм. Известна группа плесневых грибов,
обладающая специализированными, первичными патогенами и вызывающая различные
заболевания кожных покровов и внутренних органов у относительно здоровых людей.
По современным представлениям, одним из
факторов, определяющих потенциальную возможность плесени стать опасной для
человека, может быть её диморфизм (два пути роста) - способность в одних
условиях к мицелиальному росту, а в других - к росту в виде дрожжевых клеток.
Наиболее опасное для человека свойство плесневых грибов, вызывающее тяжелые
заболевания, развивается в условиях повышенной температуры. Плесневые грибы
очень распространены и живут везде, особенно много их скапливается в
общественных местах, но будут ли эти грибы выделять токсины и тем самым вызовут
различные заболевания зависит от их количества и вида. Крупные споры плесневых
грибов способны вызывать аллергические реакции, в связи с тем, что они попадают
в живой организм при дыхании. Споры плесневых грибов попадают в легочные
альвеолы и тем самым являются возбудителями различных заболеваний человека.
Основная опасность связана с формированием комфортных условий для человека.
Люди создают благоприятные для своей жизни условия, которые отличаются от
условий внешней среды. Благоприятные условия, создаваемые человеком, являются
комфортными для жизнедеятельности и развития плесневых грибов. Температура в
жилых и общественных помещениях является оптимальной температурой для роста и
развития плесеней. Кроме того, некоторые строительные и отделочные материалы
являются хорошими субстратами для развития плесневых грибов. Современные
мегаполисы и населенные пункты представляют собой особые экосистемы, отличные
от природных зональных биоценозов по климатическим условиям, химическому
составу почвы и атмосферы, видовому разнообразию растений, животных и
микроорганизмов. Современные города характеризуются наличием большого
количества зданий и сооружений, развивающимися промышленными предприятиями и
автотранспортом, которые загрязняют внешнюю среду. Все это способствует
развитию оппортунистических плесневых грибов.
Плесневые грибы способны лучше, чем другие
микроорганизмы приспосабливаться к внешней среде. Эта способность позволяет им
лучше и быстрее захватывать субстраты поляризованным ростом. Многочисленные
микроскопические исследования свидетельствуют о том, что плесневые грибы
вытесняют бактерии с поверхности продуктов питания.
Помимо негативного влияния, плесневые грибы
обладают рядом свойств, необходимых в жизнедеятельности человека. Уже несколько
веков подряд человек сознательно использует в своей жизнедеятельности плесневые
грибы. В европейских странах истинные плесени, с развитым мицелием
(микроскопические грибы рода Penicillium) широко используют для производства
различных сыров, применяют при производстве спиртных напитков, при приготовлении
продуктов питания. Различные микроорганизмы нашли широкое применение в пищевой,
фармацевтической, биотехнологической и ряде других отраслей промышленности для
получения ряда витаминов, гормонов, антибиотиков, ферментов, органических
кислот и т.д. В сельском хозяйстве опасные для насекомых плесневые грибы нужны
для борьбы со многими насекомыми-вредителями. Основное свойство плесневых
грибов - разлагать разнообразные органические субстраты - используют при
очистке сточных вод: плесневые сапротрофные грибы в комплексе с простейшими и
бактериями составляют «биоплёнку», которой покрывают камни в очистных
сооружениях. Без этого жизнь в больших городах была бы крайне затруднена.
Важнейшее и широко используемое свойство плесневых грибов - способность к биосинтезу
антибиотиков (антибиотических веществ) - продуктов обмена микроорганизмов,
избирательно подавляющих рост и развитие бактерий, микроскопических грибов,
опухолевых клеток. Наряду с антибиотиками, другими важнейшими веществами,
получаемыми из плесеней, стали статины. Статины - это одна из главных групп
лекарственных препаратов, применяемых в фармацевтике с целью снижения
концентрации холестерина в крови пациента. Вышеперечисленный перечень полезных
свойств и полезных веществ, создаваемых плесневыми грибами, далеко не полный. В
настоящее время из плесневых грибов и при их помощи производят сотни
необходимых человеку и обществу продуктов [1].
3. Повреждение
материалов и изделий плесневыми грибами
Эксплуатация различных материалов и изделий в
реальных условиях характеризуется наличием коррозионного повреждения не только
под действием факторов внешней среды (температура, влажность, химически
агрессивные среды, различные виды излучения), но и живых организмов.
В настоящее время трудно найти
группу материалов, на которую микроорганизмы не оказывают разрушающего
действия. [19]. Больше всего страдают материалы, содержащие вещества, которыми
питаются грибы: ткани из натуральных волокон, древесные наполнители, белковые
клеи, углеводороды, кинофотоматериалы, документы на бумажной основе и, конечно
же, продукты питания. А «несъедобные» для микроорганизмов материалы разрушаются
химически агрессивными продуктами жизнедеятельности грибов. Кроме того, плесень
создает повышенную влажность материала. В результате может начаться интенсивное
развитие не только самих плесневых грибов, но и бактерий, в том числе
болезнетворных. Поэтому, плесень на продуктах питания не только ухудшает
товарный вид и вкусовые качества продукции, но и может вызвать пищевые
отравления, дисбактериоз, нарушение обмена веществ. Грибки также
непосредственно представляют опасность для здоровья человека. Попадая в
дыхательные пути, споры и фрагменты грибков могут спровоцировать, при наличии
предрасположенности к ним, развитие аллергических заболеваний
[8].
Под биоповреждениями в
настоящее время понимают такие ситуации, когда живые организмы своей
деятельностью и присутствием вызывают изменения структурных и функциональных
характеристик у объектов антропогенного происхождения или природных объектов,
используемых в качестве сырья [15]. Скорость повреждения микроорганизмами
зависит от экологии субстратов. Развитию грибов способствуют отсутствие
вентиляции, высокая влажность. С одной стороны, создаются благоприятные условия
для развития грибов, с другой - субстрат приводится в состояние большей
восприимчивости к плесневению, т.е. устанавливается связь между экологической
обстановкой и плесневением материала.
К группе морфологических признаков проявления
биоповреждений относят: обрастание поверхности мицелием грибов, появление
окрашенных пятен; появление язв, трещин на поверхности материала. К группе
признаков биоповреждений по изменению свойств материалов относят: изменение
физико-механических свойств материалов, например потеря прочности под действием
микроорганизмов или их метаболитов; ухудшение электрофизических свойств;
изменение оптических свойств; изменение химических свойств материалов в
результате окисления или гидролиза. Данные повреждения обусловлены быстрым
ростом их мицелия, мощностью и лабильностью ферментативного аппарата.
Разрушения материалов грибами зависят и от их состава. В первую очередь
повреждаются материалы, содержащие питательные вещества для грибов. Это ткани
из натуральных волокон, древесные наполнители, белковые клеи, углеводороды.
Используя указанные материалы в качестве источников углерода и энергии, грибы
приводят их в негодность. Кроме того, установлено, что порче подвергаются также
материалы, не содержащие никаких питательных веществ, например металлические
изделия, оптические приборы. Признаки повреждения материалов микроорганизмами
достаточно разнообразны. В ряде случаев наблюдается «плесневение» материала,
которое заметно невооруженным глазом и указывает на участие в его порче грибов.
На древесине, бумаге, тканях, коже, пластмассах, лакокрасочных покрытиях под
воздействием микроорганизмов часто появляются различные окрашенные пятна.
Плесневение и пигментация материалов нередко сопровождаются изменением их
физико-химических свойств и эксплуатационных характеристик материалов (снижение
прочности, упругости, ухудшение адгезии между отдельными компонентами
материала, ухудшение диэлектрических свойств). Кроме того, массовое развитие
плесневых грибов приводит к возникновению запаха плесени в жилых помещениях,
что может стать причиной серьезных заболеваний, поскольку среди них есть виды
патогенные для человека.
Среди микроорганизмов, повреждающих различные
материалы и изделия, первое место принадлежит мицелиальным грибам в силу
быстрого роста мицелия, богатства, мощности и лабильности их ферментных систем,
позволяющих им использовать большой круг материалов как природного, так и
искусственного синтеза.
Грибы имеют некоторые
морфологические, физиологические и генетические особенности, благодаря которым
они занимают доминирующие положение среди организмов, вызывающих
биоповреждения. Для повреждения материалов необходимо присутствие
микроорганизмов в окружающей среде. Грибы очень широко распространены по всему
земному шару. Благодаря своим микроскопическим размерам они могут проникать в
невидимые глазу трещины и поры, которыми пронизаны даже такие плотные
материалы, как гранит и металл. Споры могут с током воды просачиваться вглубь
некоторых материалов, особенно пористых. Эти примеры свидетельствуют о том, что
грибы можно встретить всюду, даже там, куда не проникают другие организмы.
Большую роль при заселении материалов играет способность спор адсорбироваться
на гладкой поверхности. Адгезия является первым этапом биоповреждений твердых
нерастворимых субстратов. Закрепившись на поверхности материалов, при
благоприятных условиях споры прорастают, образуя мицелий. Мицелиальное строение
грибов является одной из наиболее важных биологических особенностей,
определяющих их специфику взаимоотношения со средой. Мицелий быстро
распространяется по субстрату и захватывает большие площади. Многим грибам
свойственно образовывать токсические продукты, что еще больше повышает их
конкурентоспособность за освоение субстрата. Опасность для многих материалов
представляют и другие продукты метаболизма грибов, особенно органические
кислоты.
Немалую роль в микологическом
повреждении материалов играет способность грибов расти в биологически
экстремальных условиях. Споры стойки к высыханию, низким температурам без
потери биохимической активности. Отличительной особенностью некоторых грибов,
вызывающих повреждение материалов, является их способность расти на твердых
сухих субстратах, за счет атмосферного увлажнения.
В качестве своеобразной экологической ниши для
грибов в настоящее время выступают различные материалы (металл, бетон,
пластмасса, резина, кожа, топливо, лаки, краски, бумага и т.д.). Биоповреждение
материалов и изделий плесневыми грибами происходит за счет механического
разрушения разрастающимся мицелием, биозагрязнения и главным образом вследствие
воздействия ферментов и органических кислот. Разрушение микроорганизмами обычно
происходит под действием не одной какой-либо группы, а комплексом, включающим и
бактерии, и грибы. Одна группа микроорганизмов своей деятельностью
подготавливает субстрат для другой. При этом возникает отдельные связи между
отдельными микроорганизмами, постоянно формируется взаимосвязанные ассоциации,
обеспечивающие выживание и адаптацию каждого вида в отдельности. Видовое
многообразие микромицетов, их исключительно высокая адаптируемость к условиям
обитания приводит к тому, что микромицеты занимают лидирующие положение в
биодеструкции промышленных и строительных материалов [18].
. Заболевания,
вызываемые плесневыми грибами
оппортунистический гриб плесневый
микоз
Заболевания, вызываемые микроскопическими
грибами (Микозы, микотоксикозы и микогенная аллергопатология), представляют
одну из серьезнейших проблем современной медицины ввиду сложностей их
диагностики и своеобразия подходов к терапии и профилактике.
Микозы - это инфекционные заболевания кожи,
которые вызываются грибами. Грибы относятся к низшим споровым безхлорофильным
организмам растительного происхождения. Некоторые группы грибов в различной
степени патогенные для человека.
Возбудители микозов человека принадлежат к
грибам - эукариотным микроорганизмам растительного происхождения. Грибы могут
существовать в виде одноклеточных организмов (дрожжеподобные грибы, Candida),
однако чаще им свойственен мицелиальный тип строения (плесневые, Aspergillus).
Большинство грибов являются свободно живущими обитателями различных
естественных субстратов окружающей среды, и только немногие из них могут
выступать в качестве возбудителей инфекционных заболеваний человека.
Возбудители микотических инфекций могут быть
условно подразделены на ряд групп: грибы с «истинным» паразитарным диморфизмом
и условно-патогенные дрожжеподобные и плесневые грибы - возбудители
«оппортунистических» инфекций. Среди грибов с «истинным» паразитарным
диморфизмом «редко встречающиеся» микозы, но может возникать локальный
хронический инфекционный процесс. Условно-патогенные дрожжеподобные и плесневые
грибы - возбудители «оппортунистических» инфекций - наиболее многочисленная
группа микозов. Большинство из них являются представителями естественной
микрофлоры кожных и слизистых покровов, а реализация их патогенного потенциала
возможна только при нарушении механизмов защиты организма хозяина.
Одним из признаков паразитарной адаптации
возбудителей микозов является наличие у них разнообразных факторов, способных
нарушать механизмы иммунной защиты организма хозяина. У возбудителей микозов
присутствуют антигенные компоненты, сходные по специфичности с антигенами
тканей хозяина. Это не только затрудняет процесс формирования защитной иммунной
реакции, но и может индуцировать возникновение аутоиммунных поражений. У
микозов (Candida albicans, Aspergillus fumigatus) основными механизмами
нарушения защитных реакций хозяина является их способность к подавлению
защитной активности фагоцитов и нарушение процессов формирования специфического
иммунитета. Подавление иммунного ответа хозяина может осуществляться
посредством прямого угнетающего воздействия на размножение лимфоцитов и
секрецию ими медиаторов, так и через активацию иммуноцитов - супрессоров.
Неспецифические механизмы резистентности
представлены биологическими барьерами - «пограничными тканями». Неспецифические
гуморальные и клеточные факторы защиты при нормальном их функционировании в
большинстве случаев способны предотвратить возникновение микотической инфекции.
Только при недостаточности этого «первичного» звена защиты в иммунную реакцию
вовлекаются специфические факторы и механизмы, реализующие процессы
формирования приобретенного иммунитета. Целостные, нормально функционирующие
«пограничные» ткани (кожные и слизистые покровы) являются эффективным
препятствием для проникновения грибов во внутреннюю среду макроорганизма.
Помимо нормальной микрофлоры имеется ряд других
соединений, которые способны блокировать адгезию грибов к клеткам эпителия:
лизоцим, секреторные иммуноглобулины - антитела и др. Проникновение гриба через
названные барьеры во внутреннюю среду организма возможно либо при механическом
нарушении барьеров, либо после их колонизации. В случае проникновения грибов во
внутреннюю среду организма в защитные реакции включаются специфические гуморальные
и клеточные факторы иммунитета. Резистентность организма человека по отношению
к возбудителям микозов не исчерпывается перечисленными факторами.
Иммунодефицитные состояния являются одним из
наиболее важных факторов, способствующих возникновению микотических инфекций.
При этом инфекции, вызываемые грибами, могут выступать своеобразными
«маркерами» нарушения иммунитета. Снижения иммунной реактивности организма
человека могут быть «физиологические иммунодефициты» - период новорожденности,
старческий возраст, беременность, стресс, травма и др. Предрасположенность к
микозам обусловлена в основном не физиологическими, а иммунодефицитами
патологического характера. Патологические иммунодефициты - как первичное
(наследственные), так и вторичные (приобретенные) сопровождаются снижением
антигрибковой резистентности организма. В наибольшей степени возникновению
микозов и тяжелому их течению предрасполагает дефектность неспецифических
механизмов иммунитета [3].
Проблему влияния
микроскопических грибов на здоровье человека связывают не только с действием
грибных зачатков как аллергенов или возбудителей микозов, но и с негативным
влиянием на людей грибных метаболитов. При этом обычно имеют ввиду, не
поступающие с пищей метаболиты грибов, которые могут вызвать микотоксикозы, а
продуцируемые грибами летучие органические соединения.
Летучие микотоксины - это
низкомолекулярные вещества - спирты, кетоны, альдегиды, которые могут
образовываться в процессах первичного и
вторичного метаболизма. Попадание микотоксинов в организм человека возможно как
в результате вдыхания спор, а так и при контакте гриба с кожей.
Значительное количество
микотоксинов обладают имуннодепрессивными, мутагенными, аллергенными,
тератогенными свойствами, способствуют снижению общей резистентности организма,
развивитию инфекционных и незаразных болезней.
Основные представители микотоксинов.
· Трихотеценовые микотоксины -
микотоксины, синтезируемые грибами родов Fusarium, Cephalosporium, Myrothecium,
Stachybotrys, Trichoderma и Trichothecium; известно около 100 трихотеценовых
микотоксинов, относящихся к 4 типам: A (Т-2 токсин, НТ-2 токсин,
диацетоксисцирпенол), B (дезоксиниваленол, ниваленол, фузаренон Х, трихотецин),
C (кротокол, кротоцин), D (веррукарины, роридины). В основе механизма
токсичнеского действия лежит способность ингибировать синтез белка. Трихотецены
проявляют тератогенные, цитотоксические, иммунодепрессивные, дерматотоксические
свойства, действуют на кроветворные органы, центральную нервную систему,
вызывают лейкопению, геморрагический синдром, ответственны за ряд пищевых
микотоксикозов человека и животных. Токсические свойства обусловлены их
участием в подавлении биосинтеза белка.
· Афлатоксины - микотоксины,
вырабатываемые грибами Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus; загрязнители
растительных культур; характеризуются выраженными гепатотоксическими,
эмбриотоксическими, тератогенными, иммунодепрессивными и канцерогенными
свойствами; представители: афлатоксин В1, B2, G1, G2, М1, М2. Для образования
афлатоксинов необходимы высокая влажность и температура в пределах 25-30 С. Из
всех биологически производимых ядов афлатоксины являются самыми сильными
гепатоканцерогенами из обнаруженных на сегодняшний день. При попадании в
организм высокой дозы яда смерть наступает в течение нескольких суток.
· Охратоксины - микотоксины,
синтезируемые грибами родов Aspergillus и Penicillium; представители -
охратоксин А, охратоксин В и охратоксин С. Обладают выраженным нефротоксическим
и тератогенным действием. Ингибируют синтез белка, нарушают обмен гликогена.
· Цитринин - микотоксин,
вырабатываемый грибами родов Penicillium и Aspergillus; характеризуется
нефротоксическим действием, а также антибиотической активностью относительно
грамположительных и грамотрицательных бактерий;
Микотоксины ядовиты главным образом для
эукариотических организмов. У животных и человека вследствие воздействия
микотоксинов возникают отравления - микотоксикозы. Микотоксикозы - алиментарные
заболевания, обусловленные употреблением в пищу продуктов, содержащих
микотоксины. Основной путь попадания микотоксинов в организм -
пищевой(алиментарный). Для людей, работающих с загрязненным сырьем, существует
профессиональный риск поражения микотоксинами респираторным путем или
контактным - через кожу. Острые пищевые отравления микотоксинами встречаются
редко и носят очаговый, чаще семейный характер. Значительно более реальный риск
связан с хроническим поступлением с пищей незначительных количеств
микотоксинов, большинство из которых обладают иммунодепрессивными свойствами, а
некоторые являются сильными канцерогенами. Токсическое действие большинства
микотоксинов характеризуется определенными чертами специфичности, поэтому
микотоксикозы (за небольшим исключением) не имеют строго очерченной клинической
картины [12].
В основу классификации грибковых заболеваний
человека положена глубина поражения и возбудитель. Данная классификация
включает четыре группы дерматомикозов: кератомикозы, дерматофитии, кандидоз,
глубокие микозы.
Кератомикозы - это заболевания, которые поражают
поверхностные отделы рогового слоя эпидермиса, а также волос. Все кератомикозы
характеризуются хроническим течением и едва заметными воспалительными
явлениями. К группе кератомикозов относят отрубевидный (разноцветный) лишай и
узловатую трихоспорию.
Дерматомикозы - это группа грибковых
заболеваний, обусловленных дерматофитами, которые паразитируют на человеке и
животных. У людей дерматофиты поражают в основном эпидермис (чаще роговой
слой), а также придатки кожи - волосы и ногти. К группе дерматомикозов
относятся такие заболевания, как микроспория, трихофития и фавус.
Кандидоз - это заболевание кожи, ногтей и
слизистых оболочек, иногда - внутренних органов, вызываемое дрожжеподобными
грибами.
Наиболее подвержены этому заболеванию младенцы,
очень старые и очень больные люди. К эндогенным факторам, предрасполагающих к
этому микозу, относятся эндокринные заболевания, тяжелые общие заболевания
(лимфома, лейкемия, ВИЧ-инфекция), патологически протекающая беременность. В
настоящее время наиболее часто способствует кандидозу применение антибиотиков с
широким спектром антибактериального действия, глюкокортикостероидов,
цитостатиков, гормональная контрацепция.
Ряд экзогенных факторов также способствует
развитию кандидоза (повышенная температура, повышенная влажность, химические
вещества, вызывающие повреждения кожи, микротравмы). Воздействие одновременно
нескольких предрасполагающих факторов существенно увеличивает риск развития
кандидоза.
Грибы, вызывающие глубокие
микозы, относятся к различным родовым и видовым группам. Многие из них диморфные:
во внешней среде они существуют в виде мицелия, а в очагах поражения - в
паразитарной (тканевой) форме, которая по морфологии резко отличается от
мицелиальной формы. Кроме кожи, глубокие микозы поражают внутренние органы. К
наиболее опасным глубоким микозам относятся кокцидиоидоз и гистоплазмоз,
вызывающие тяжелые поражения кожи, слизистых оболочек и внутренних органов,
нередко заканчивающиеся гибелью больного. Другие глубокие микозы вызываются
условно-патогенными грибами. Тяжесть их течения зависит от степени
распространенности и состояния реактивности организма больного. [16]
Заключение
Важнейшим показателем микологического состояния
среды обитания человека является численность микроскопических грибов в
окружающей среде. Этот показатель оценивается по представленности и составу
грибов в воздухе.
В настоящее время, как основные
опасные для здоровья человека рассматриваются грибы, которые могут обладать: 1)
патогенными, 2) токсичными, 3) аллергенными свойствами.
Наибольший интерес вызывает роль плесневых
грибов как фактора риска развития аллергии, справедливо названной «болезнью
цивилизации». Однако только с середины XX
века было активно начато изучение грибов - возбудителей оппортунистических
микозов, т.е. таких микромицелиальных грибов, которые могут длительно
находиться во внешней среде и активно вызывать микотические заболевания и
аллергии у людей [18].
К настоящему времени имеются
многочисленные литературные данные по нахождению таких видов в различных
условиях, проводится комплексный анализ распространения этих грибов в
зависимости от природных экологических условий и современных антропогенных
факторов, влияющих на развитие грибов, а так же от типа местообитания человека.
Знание биологии и экологии плесневых грибов необходимо для профилактики, диагностики
и лечения микогенной сенсибилизации.
Список использованных
источников
1. Алексеева, К. Л. Культивируемые грибы
/ К. Л. Алексеева // Научно-производственный справочник. - М.: Изд-во Рос.
Сельхоз. Академии. - 2000. - С. 183-184.
2. Антропова, А. Б. Микобиота жилых
помещений г. Москвы / А. Б. Антропова, Е. Н. Биланенко, B.
Л. Мокеева, Л. Н. Чекунова, А. Д. Петрова-Никитина // Проблемы медицинской
микологии - 2004. -
Т.6. - №. 2. - С. 20-21.
. Арефьева, Н. А. Микотическая
инфекция и антифунгальный иммунитет при оториноларингологической паталогии / Н.
А. Арефьева, Г. З. Пискунов, Ю. А. Медведев, А. А. Цыглин, Д. Н. Богоманова, Г.
М. Салахова. // Уфа. - 1996. - С. 72.
4. Богомолова, Е. В. Микологическая
экспертиза плесневого поражения строительных конструкций и материалов во
внутренней среде зданий жилого и общественного назначения / Е. В. Богомолова.
// Светопрозрачные конструкции. - 2008. - № 1. - С. 57.
5. Богомолова, Т. С. Микобиота
некоторых жилых помещений в г. Санкт-Петербурге и Ленинградской области / Т. С.
Богомолова, Н. В Васильева, Г. И. Горшкова // Проблемы медицинской микологии. -
1999. - №3. - С. 41 - 43.
6. Волков,
А. И. По грибы в научном всеоружии / А. И. Волков // Знание-сила - 2009. - №8.
- С. 4 - 6.
7. Воронин, Л. В. Оппортунистические грибы
в пресноводных экосистемах / Л .В. Воронин // Ярославский педагогический
вестник - 2013. - Т. 3, № 2. - С. 67 - 68.
8. Карамова, Н. С. Методы исследования и
оценки биоповреждений, вызываемых микроорганизмами. Учебно-методическое пособие
для студентов, обучающихся по специальностям «Микробиология» и «Биотехнология».
/ Н. С. Карамова, Г. В. Надеева, Т. В. Багаева - Казань: Изд-во КФУ. - 2014. -
С. 4 - 11.
9. Корнейкова, М. В. Условно патогенные
микромицеты в окультуренных почвах при загрязнении дизельным топливом / М. В
Корнейкова, Г. А. Евдокимова. // Иммунопатология, аллергология, инфектология. -
2009. - № 2. - С. 53.
. Куимова, Н. Г. Микромицеты в
экосистемах, нарушенных золотодобычей / Н. Г. Куимова, О. В. Жилин - М.:
Национальная Академия Микологии. - 2006. - С. 48 - 49.
. Кухар, Е. В. Грибы - биодеструкторы
строительных материалов / Е. В. Кухар // Вестник науки КАТУ им. С.Сейфуллина -
2015. - № 1. - С. 37 - 38.
12. Марфенина, О. Е. Опасные плесени в
окружающей среде / О. Е. Марфенина // Природа. - 2002. - № 11. - С. 33-38.
13. Недельская, С. Н. Грибковая аллергия у
детей / С. Н. Недельская // Медицинский журнал «Здоровье». - 2012. - №6. - С.
12 - 13.
14. Родионов, А. Н. Грибковые заболевания
кожи: руководство для врачей (2-е изд.) / А. Н. Родионов. -
СПб:
Издательство «Питер», 2000. - С.
66 - 68.
15. .Рубцова, Ю. П. Участие микроскопических
грибов в биоповреждении древесностружечных плит : автореферат дис. кандидата
биологических наук / Ю. П. Рубцова - Нижний Новгород : Нижегор. гос. ун-т им.
Н. И. Лобачевского, 2005. - С.12.
. Терехова,
В. А. Микромицеты в экологической оценке: индексы меланизированных форм / В. А.
Терехова. - М.: Наука, 2007. - С. 211.
. Ткаченко,
Т. Е. Экологические и физиологические аспекты плесневых грибов / Т. Е. Ткаченко
// Современные проблемы науки и образования. - 2009. - № 1. - С. 12-14.
. Шегебаев,
А. А. Экологические основы защиты от биоповреждений / А. А. Шегебаев, В. Д. Ильичев,
Б. В. Бочаров, М. В. Горленко. - М.: Наука, 1995. - С. 135.
20. <http://www.wikipedia.ru/>