В настоящее время отмечают возросшую роль микроскопических грибов в патологии человека, при этом отчетливо обозначилась тенденция увеличения поражений, вызываемых токсинообразующими микромицетами. Токсинообразующие микромицеты представляют собой обширную и гетерогенную группу микроскопических грибов, отличающихся по морфологическим признакам, способам размножения и питания, циклам развития и местообитания, а также по степени патологического воздействия на организм человека и животных.
Образование микроскопическими грибами токсинов – разнообразных по химическому строению видоспецифических метаболитов, обладающих токсигенными свойствами, осуществляется грибами разных видов различными путями. Знание отличий между представителями различных видов грибов и их точная идентификация, необходимые для диагностики заболеваний, имеют важное значение при изучении теоретических и прикладных вопросов микотоксикологии – науки, одним из основных направлений которой является изучение таксономии, экологии и физиологии грибов, вызывающих микотоксикозы.
К микотоксикозам относятся заболевания человека и сельскохозяйственных животных, возникающие, чаще всего, при употреблении пищевых продуктов и кормов, пораженных различными токсинообразующими микромицетами, а также при тесном контакте с ними. Например, такую разновидность микотоксикоза как, аспергиллотоксикоз (афлатоксикоз) вызывают микромицеты Aspergillus flavis; аспергиллофумигатотоксикоз – A. fumigatus; аспергиллохрацеотоксикоз – A. ochraceus; клавицепстоксикоз вызывают Claviceps purpurea и C. paspali; пенициллотоксикоз (пенициллоисландиотоксикоз) – Penicillium islandicum; пенициллорубротоксикоз – P. rubrum и т. д. Кроме указанных выше микромицетов, существует около 150 видов токсинообразующих грибов, относящихся к разным таксономическим группам, таким, как Alternaria, Scopulariopsis, Gliocladium, Helminthosporium, Rhizopus, Mucor и т. д. Значение каждого из видов грибов в патологии человека и животных различно, поскольку одни виды встречаются довольно часто, другие значительно реже, при этом степень их токсичности также далеко неодинакова.
Токсины могут образовываться при развитии грибов на различных естественных субстратах, а также при их выращивании в лабораторных условиях на синтетических питательных средах. Субстратную специфичность токсинообразующих грибов строго нельзя назвать узкой, однако, достаточно хорошо известно, что, например, грибы Fusarium sporotrichiella поражают преимущественно зерно хлебных злаков, особенно при хранении при неблагоприятных условиях (повышенная влажность и температура), а Aspergillus flavus для своего развития предпочитают зернобобовые культуры, причем в зонах возделывания арахиса поражают именно эту культуру. Грибы A. fumigatus при повышенной температуре губительно действуют на комбикорма, хотя способны также расти и на иных субстратах.
Выявление токсинообразующих грибов происходит при токсико-микологическом анализе урожая, пищевых продуктов, кормов для скота, а также различного сырья, полученного из сельскохозяйственных животных, при этом в процессе исследования из естественных субстратов высевают новые изоляты. В дальнейшем, определение токсигенных свойств микроскопических грибов проводят при их культивировании в лабораторных условиях.
Одним из существенных аспектов исследования микотоксикозов у человека и животных является необходимость точной характеристики изолятов токсинообразующих видов грибов не только для установления их таксономического положения, но и для выявления степени их токсичности с обязательным определением состава самих токсинов. Необходимо также учитывать, что образование видоспецифических токсинов у грибов – сложный процесс, связанный с вовлечением в метаболизм разнообразных ферментативных систем, оказывающих влияние на проницаемость мембран и ингибирование жизненно важных этапов обменных процессов, что проявляется в деструкции и, в конечном итоге, инактивации клеток грибов, продуцирующих токсины. Сведения о морфофизиологических изменениях в клетках грибов в процессе продуцирования токсинов, могли бы быть полезными для объяснения ряда вопросов, связанных с формированием токсигенных штаммов в пределах вида, а также проявления микромицетами разной степени патологического воздействия. Точное определение видов токсинообразующих грибов, выявление гетерогенности состава внутривидовой популяции по токсигенным свойствам очень важно для осуществления эпидемиологического наблюдения за распространением микотоксикозов.
Таксономическое положение грибов устанавливают, определяя их принадлежность к классу, порядку, семейству, роду, виду. В пределах вида определяют разновидность, форму (расу) или тип. Название видов приводят по биноминальной номенклатуре (Aspergillus niger), название разновидностей по триноминальной (Fusarium moniliforme var. lactis). Систематическую принадлежность микромицетов определяют по совокупности характерных морфологических, культуральных и биохимических признаков, учитывая особенности их жизненного цикла.
Анализ морфологических признаков микромицетов проводят в процессе микроскопического исследования строения мицелия и особенно репродуктивных органов грибов. Очень важно при этом выявить ультраструктурные особенности строения клеточной оболочки, ядра (или ядер), митохондрий, мембранных структур, а также включений запасных питательных веществ и других метаболитов, в том числе, возможно, токсической природы. У многих микромицетов наиболее существенными и определяющими их дальнейшую идентификацию морфологическими признаками являются строение конидиеносцев и форма конидий. К важнейшим элементам морфологии конидиеносцев относится, прежде всего, степень их дифференцированности от мицелия. Существуют мало дифференцированные конидиеносцы или почти недифференцированные и четко обособленные от мицелия.
Определение культуральных признаков включают анализ морфологии колоний микромицетов при их выращивании на определенных питательных средах или в случае поражения различных субстратов. Анализ морфологии колонии – это исследование ее размеров, формы, строения края и центра, интенсивности роста, характера поверхности (гладкая, войлочная, бархатистая, паутинная, хлопьевидная), цвета поверхности колонии и ее обратной стороны, мицелия, репродуктивных органов и участка питательной среды, на которой произрастает колония. При анализе морфологических свойств колоний очень важно отметить характер образования репродуктивных органов, при этом необходимо уметь выявлять видоизмененные репродуктивные органы, мицелиальные структуры, склероции и тяжи.
Для правильного определения систематического положения токсинообразующих микромицетов наряду с морфологическими и культуральными признаками, являющимися основными для идентификации грибов, учитывают также данные о наличии у них видоспецифических метаболитов, что позволяет более полно характеризовать отличительные признаки отдельных видов грибов.
Однако, достоверно известно, что грибы разных видов, относящиеся даже к разным родам, могут образовывать одни и те же токсины. Например, пеницилловую кислоту продуцируют грибы родов Aspergillus и Penicillium. Цитринин способны производить 14 видов грибов рода Penicillium и 3 вида рода Aspergillus.
Большинство микотоксинов относится к группе экзотоксинов, выделяющихся в процессе жизнедеятельности грибов в окружающую среду, чаще всего непосредственно в субстрат, на котором они растут. Микотоксины долгое время могут оставаться в субстрате, даже после гибели образовавших их грибов, поскольку они устойчивы к действию многих физико-химических факторов и не разрушаются при обработке горячим паром, действии щелочей и кислот и т. д.
Учитывая сложность идентификации токсинообразующих грибов, контаминирующих самые различные субстраты, включая продукты питания и корма для животных, исследования в области микотоксикологии необходимо проводить в строго определенном направлении. Анализ должен включать выявление: видового состава грибов и их распространения по географическим зонам, определение загрязненных микотоксинами субстратов, а также состава микотоксинов и механизма их действия на человека и животных.
