Фузаріограмінеаротоксікоз - токсінобразующіе мікроскопічні гриби

Fusarium graminearum Schwab.- Фузар злаковий
Фузаріограмінеаротоксікоз (Fusariograminearotoxicosis) та інші фузаріотоксикоз
Фузаріотоксикоз, які виникають при вживанні зерна хлібних злаків, уражених F. graminearum, і відомі під назвою «п`яного хліба», відносяться до числа найбільш ранніх аліментарних токсикозів людини. Вивченням грибів, що викликають це захворювання на Далекому Сході, в минулому столітті займалися такі видатні вітчизняні мікологи як М. С. Воронін, А. А. Ячевский, а також Н. А. Наумов, М. С. Дунін, Н. А. Пальчевський , О. Габрилович і ін. Це захворювання з року в рік зазначалося в Уссурійському краї, рідше в Північній і в Центрі європейської частини Росії, в деякі роки в Швеції, Німеччині, Франції та Італії. Аналізуючи дані цих досліджень, слід зазначити, що в точному встановленні етіологічного значення окремих видів грибів в захворюванні людей «п`яним хлібом» значною перешкодою залишалася в той час нерозробленість систематики роду Fusarium. Тому F. roseum, названий збудником захворювання, виявився згодом збірним видом, що включає F. graminearum, F. sambucinum і деякі ін. За даними Гарбіловіч (1906), найбільш токсичними для жаб були спиртові витяжки з зерна, ураженого саме F. roseum. Токсична речовина було віднесено до азотовмісних глюкозиди. Інші автори вважали, що причиною токсичної дії є холін або його ефіри, утворені в результаті розкладання під впливом грибів наявного в зерні лецитину. Відсутність в той час комплексних досліджень мікологів, медиків і хіміків також було однією з причин того, що етіологія «п`яного хліба» залишилася невідомою.
У 30-40-х роках XX ст. в СРСР фузаріози зерна хлібних злаків, що викликаються F. graminearum та іншими видами, вивчалися Абрамовим (1939) та іншими вченими. Рясне поразки грибом злаків настає в роки підвищеної вологості повітря і температури. Однак при наявності значного ураження зерна в деякі роки, наприклад на Північному Кавказі і в Західному Сибіру, захворювання «п`яним хлібом» не спостерігалося. Слід зазначити, що приблизно до 40-х років вітчизняні та зарубіжні автори вивчали проблему фузариозного зерна в фитопатологическая відношенні і зміна його якості під впливом фузаріїв. Досліджувалися активність гідролітичних ферментів, зниження вмісту білків, крохмалю та інших складових частин зерна. При цьому в багатьох випадках експерименти проводилися з природно ураженим зерном, що робило трудновоспроізводімимі результати дослідів, одержувані різними авторами.
Захворювання проявляється у вигляді слабкості, як відчуття тяжкості кінцівок, скутості ходи, відзначаються різкі головні болі і запаморочення. Через півгодини - годину після вживання продуктів з ураженого F. graminearum зерна з`являються блювота, болі в животі, пронос.
Чутливі до «п`яному хлібу» тварини - коні, велика рогата худоба, свині, собаки (Підоплічко, 1953- Саркісов, 1954).
Американські дослідники в останні роки опублікували ряд робіт по вивченню токсичності окремих видів фузаріїв. З екстрактів культур Fusarium graminearum (Gibberella zeae) виділено речовину з вираженою утеротрофіческой активністю. Стобой і ін. (Stob і ін., 1962) при обстеженні в 1957-1958 рр. семи роздільних стад свиней, які страждають вульварного гіпертрофією, Еверс піхви у самок, збільшенням молочних залоз, відзначали зв`язок зазначених захворювань з харчуванням тварин цвілій кукурудзою. При дослідженні грибний флори зразків корму переважаючими виявилися Penicillium sp., Cladosporium sp., Mucor sp., Gibberella zeae. Заражена грибами стерильне зерно кукурудзи скармливалось молодим самкам свиней. Через чотири дні після початку годування спостерігалися вульвар і збільшення молочних залоз тільки у тварин, які отримували зерно, заражене Фузар. При годуванні протягом 6-5 днів кастрованих мишей таким зерном відзначено значне збільшення ваги матки (в середньому 93,4 мг в порівнянні з 22,6 мг у контрольних тварин). При підшкірному введенні спиртового екстракту з зараженого F. graminearum зерна кукурудзи в дозі 0,1 мл щодня у кастрованих самок мишей вже на третій день досвіду вага матки досягав 60,7 мг в порівнянні з 20,6 мг у контрольних тварин. Окремі ізоляти гриба дають в різного ступеня виражений утеротрофіческій ефект. При культивуванні на природних і синтетичних середовищах також проявлялося вказане дію метаболітів гриба. Проведена часткова очищення чинного початку на колонці силікату магнію з подальшою елюція з градієнтом розчинників з зростаючій полярністю. Після видалення суміші розчинників отримані білі кристали з температурою плавлення 161-163 ° С. У метаноле речовина проявляє чітку зеленувато-блакитну флуоресценцію в ультрафіолетових променях, спектр становить 237, 275, 315 ммк (в метанолі). У попередніх дослідах встановлено, що препарат підвищує рівень зростання і коефіцієнт використання їжі у овець.
Хрістенсен і ін. (Christensen і ін., 1965) спостерігали подібне захворювання в США в 1963-1964 рр. у молодняку свиней. Зразки ураженого корму викликали аналогічне захворювання у морських свинок, кроликів білої віргінської породи, яке виявлялося через 5-7 днів після початку досвіду. Авторами також встановлено зв`язок виникнення захворювання з вживанням цвілій кукурудзи. Відповідно до підібраними оптимальними умовами виділені культури фузаріїв, що зберігаються при 5 ° С в грунті, для отримання токсичного метаболіту вирощувалися на стерилизованном кукурудзяному зерні (45% вологості) протягом трьох тижнів при 25 ° С і наступних двох тижнів при 12 ° С. Випробування токсичності зараженої грибами кукурудзи проводилося на кроликах 20-денного віку, яких через певні проміжки часу убівалі- матку зважували і фіксували для подальших патологоанатомічних досліджень. Переважаючими на зразках корму були види Fusarium, більшість ізолятів яких віднесено авторами до F. culmorum, F. graminearum, а також до Papulospora sp. З 40 досліджених ізолятів Fusarium у 12 проявлявся естрогенний ефект (табл. 41).
Речовини, що володіють естрогенним дією, розчинні в різних розчинниках, з яких найбільш придатним був метіленхлорід. Екстракти з кукурудзи, зараженої изолятом Fusarium 5, при введенні перорально кроликам викликали аналогічний утеротрофіческій ефект. При очищенні на колонці силікагелю і подальшої елюції хлороформом отримано вільний від пігменту речовина, яке вдруге очищалося на колонці силікагелю і елюіровать хлороформом з 1% -ним метанолом, останній екстракт поділявся хроматографически на тонкому шарі силікагелю. Плями були чітко видні в ультрафіолетових променях після обприскування хроматограмм 50% -ним розчином H2S04 в метанолі. При використанні розчинника (петролейний ефір + метанол) виявлено два плями, що мають Rf 0,5 (F-1) і 0,12 (F-2) - при застосуванні розчинника хлороформ + метанол виявлено одну пляму з Rf 0,7.

Таблиця 41

Збільшення ваги матки кроликів при згодовуванні зараженої токсичними грибами кукурудзи

З`єднання, що має Rf 0,5, виявилося ідентичним ергостерол у по спектру поглинання в ультрафіолетових променях. Введення сполуки з Rf 0,12 кроликам через 6 днів викликало збільшення ваги матки більш ніж удвічі в порівнянні з контролем (53 мг у контрольних тварин і 128 мг у піддослідних). Наведено деякі характерні реакції речовини F-2. Речовина, аналогічне фракції F-2, виявлено в сіні, вживання якого викликало збільшення безпліддя при штучному обсеменении великої рогатої худоби (Mirocha і ін., 1968).
Відзначено токсичність інших видів Фузар, виділених з грубих кормів, зерно-фуражу і продуктів його переробки, які викликали токсикози коней, свиней і птиці (F. avenaceum, F. culmorum, F. oxysporum і ін.).
Наявність речовини, що викликає блювоту, виявлено при зростанні на зерні, середовищі Річарда і м`ясному бульйоні ряду видів фузаріяч виділених із запліснявілого зерна ячменю в США (Prentice, Dickson A., Dickson J., 1959). Освіта блювотного речовини відзначено при зростанні на зерні F. moniliforme, F. oxysporum v. lycopersici, F. graminearum, F. avenaceum, F. sporotrichiella, F. culmorum, F. equiseti- при зростанні на середовищі Річарда речовина, що викликає блювоту у голубів, утворювалося F. moniliforme, F. роае і F. culmorum, а при культивуванні на м`ясному бульйоні - тільки F. nivale. При внутрішньовенному введенні голубам ефірних екстрактів з концентрованою культуральної рідини спостерігався токсичний ефект.
Саркісов і ін. (1961) при вивченні фузаріотоксикоз великої та дрібної рогатої худоби досліджували мікофлори 33 зразків залишків зернових культур з полів і стерні, 20образцов соломи і сіна і 50 зразків грунту, узятих з пасовищ, при випасі на яких відзначені отруєння тварин. Stachybotrys alternans з кормів не виділявся, але переважаючими грибами на зразках були види Фузар. У зразках соломи і сіна F. sporotrichiella становив 25- 53% виділених культур, фузаріїв секції Gibbosum - до 27-36% - в зразках стерні і інших залишків врожаю переважав F. avenaceіт V. herbarum- F. sporotrichiella виділявся з 60% зразків.
У дослідах по згодовування тваринам корму, зараженого F. avenaceum v. herbarum, відтворений симптомокомплекс, аналогічний спостережуваному при фузаріотоксикоз. Квашніна (1961) при вивченні токсичності численних культур фузаріїв, виділених з грубих кормів, стерні та інших незібраних залишків врожаю, встановила також токсичні властивості F. sambucinum для великої та дрібної рогатої худоби.
Брайен і ін. (Brian та ін., 1961) встановили, що виділені ними фітотоксичної метаболіти з культуральної рідини F. equiseti (С о г d a) S а з с. (F. gibbosum В i 1 a i), головним чином, діацетоксісцірпенол С19Н2607, тетрациклічні з`єднання, мають високу токсичність для білих щурів. Одноразова доза діацетоксісцірпенола при введенні самкам щурів, складова ЛД50, дорівнювала 0,75 мг / кг, при пероральному - 7,3 мг / кг. При цьому спостерігалося не тільки общетоксическое, але і дермонекротіческое дію, а також запалення кон`юнктиви і ураження рогової оболонки очей-зазначені зміни виявлялися через 5-6 год після введення препарату. Інший метаболіт гриба Е. equiseti, названий авторами сцірпентріолом, значно менш токсичний для рослин, але досить токсичний для самок щурів (ЛД50 складає 0,81 мг / кг при одноразовому введенні). На підставі отриманих даних автори припускають, що описані ними токсичні метаболіти можуть мати деяке значення в токсикозах тварин, що викликаються згодовуванням зерна, ураженого цим видом фузаріуму.
З культури F. nivale, що вражає щурів, виділений комплекс токсичних метаболітів - ніваленол, що виявляють общетоксическое і специфічне токсичну дії. Виділено фракції в кристалічному вигляді. Показано, що ретикулоцити щурів можуть бути використані в якості моделі при вивченні токсичності ніваленол. На цій моделі встановлено інгібуючу дію токсину на біосинтез білка (Ueno, Hosoya, Morita, Tatsuno, 1968).