CC BY
13
дов выше, чем в сельской местности приблизительно на 30%. Западная зона является в основном аграрной территорией, отсутствие крупных промышленных предприятий дает возможность предположить другие источники загрязнения, поэтому далее был проанализирован уровень химизации сельского хозяйства. Характерно, что средний уровень внесения пестицидов в западной зоне оказался на 15,2% выше по сравнению с остальной территорией области, минеральных удобрений — выше на 35—57%. В результате выявлена достоверная связь суммарного показателя загрязнения почвы с внесением минеральных удобрений (г = 0,351) и внесением пестицидов (г = 0,49).
Итак, донные отложения западной части области характеризуются повышенным содержанием хрома, которое в несколько раз превышает ПДК и в 1,5 раза выше по сравнению с остальной территорией области, и пониженным содержанием меди (в 2 раза ниже кларка почв и показателей в среднем по области), кобальта и ванадия, тогда как концентрации никеля и цинка определяются на уровне кларка. Можно предположить, что на территории западной зоны содержание эссенциальных микроэлементов в донных отложениях обусловлено как естественно-географическими, так и антропогенными причинами.
Литература
1. Антомонов М. Ю., Мудрый И. В. // Гиг. и сан. — 1996. - № 6. - С. 15-17.
2. Боев В. М., Воляник М. Н. Антропогенное загрязнение окружающей среды и состояние здоровья насе-
ления Восточного Оренбуржья. — Екатеринбург, 1995.
3. Боев В. М. // Гиг. и сан. - 1998. - № 6. - С. 3-8.
4. Боев В. М., Куксанов В. Ф., Быстрых В. В. Химические канцерогены среды обитания и злокачественные новообразования. — М., 2002. — С 90—123.
5. Головина В В., Еремин И. О., Головин Ю. Г. и др. // Гиг. и сан. - 1996. - № 2. - С. 7-9.
6. Крисовский Г. Н., Егорова Н. А. // Там же. — № 3. — С. 18.
7. Куксанов В Ф. Эколого-эпидемиологическая характеристика антропогенных химических факторов малых городов Восточного Оренбуржья: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Оренбург, 1999.
8. Отдаленные эколого-генетические последствия радиационных инцидентов: Тонкий ядерный взрыв / Под ред. А. Г. Васильева. — Екатеринбург. 2000. — С. 82-83.
9. Перепелкин С. В. Комплексная гигиеническая оценка природных и антропогенных геохимических провинций в агропромышленном регионе Южного Урала: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — Оренбург, 2001.
10. Плитман С. И., Новиков Ю. В., Цыплакова Г. В. // Гиг. и сан. - 1997. — № 3. — С. 13-15.
Поступила 02.10.02
Summary. The mean concentrations of trace elements were determined in the bottoms of open water reservoirs in the western part of the Orenburg Region. The content of chromium was found to exceed the maximum permissible concentration by about 5 times, that of zinc and nickel complies with the clarke; that of copper was nearly 2 times less than the clarke, that of cobalt and vanadium is nearly 1.5 times less. The concentrations of trace elements in the bottoms were compared with those in soil, portable water, and snow cover in order to elucidate possible sources of origin.
С КОЛЛЕКТИВ АВТОРОВ. 2003 УДК 614.77:582.28(1-21)
И. Д. Свистова, А. П. Щербаков, И. И. Корецкая, Н. Н. Талалайко
НАКОПЛЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ ВИДОВ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В ГОРОДСКИХ ПОЧВАХ
Воронежский государственный педагогический университет; Воронежский государственный университет
Актуальной задачей медицинской микологии является оценка накопления грибных диаспор в воздухе крупных городов и индустриальных центров и их роли в развитии микозов, микогенной сенсибилизации (аллергии) и микотоксикозов людей.
Постоянным резервуаром грибных диаспор являются почва и поверхность растений. В процессе пассивного или активного рассеивания грибные споры подхватываются токами воздуха и вместе с пылью могут распространяться на несколько километров 131 .
Спорадические микозы, вызываемые условно-патогенными микромицетами родов Aspergillus, Pénicillium, Cladosporium, Mucor, Cephalosporium, развиваются, как правило, у людей с ослабленным иммунитетом (хронические заболевания, антибио-тико- и стероидная терапия, лечение цитостатика-ми или облучением, гормональные нарушения) [5].
В последние годы выявлена существенная роль сапротрофных грибов, которые не вызывают заболеваний, но обусловливают своими антигенными компонентами и продуктами метаболизма мико-генную сенсибилизацию и микотоксикозы. Частый и длительный контакт практически здоровых лю-
дей с микромицетами родов Aspergillus, Pénicillium, Alternaria может вызвать аллергические реакции типа бронхиальной астмы, сенной лихорадки, конъюнктивитов и т. п. [5].
Микотоксикозы в основном алиментарного происхождения [10]. Грибы могут заражать растительную продукцию в период вегетации растений (фитопатогены родов Fusarium, Alternaria, Cladosporium), в любой период хранения и переработки (сапротрофы Aspergillus, Pénicillium) [2]. Заражение кормов токсичными грибами приводит к накоплению микотоксинов в животноводческой продукции. Число известных микотоксинов уже превысило 100, токсичных видов — 250, но многие авторы считают, что по мере изучения алиментарных токсикозов будут выявляться все новые токсины [5, 10].
Микотоксины — вторичные метаболиты грибов, повышающие их конкурентноспособность. Как правило, токсины обладают широким спектром ингибирующего действия, стабильны, устойчивы к химическим воздействиям [3], могут накапливаться в пищевых цепях и вызывать поражения различных систем органов [2, 10]. Микотоксикозы могут
многократно повторяться, так как к токсинам не вырабатываются антитела.
В последние годы появились единичные работы по изучению содержания токсичных видов почвенных грибов в экосистемах с разным уровнем антропогенной нагрузки [6, 7|. Сапротрофные грибы постоянно развиваются в почве, фитопатогены сохраняются в почве в виде покоящихся структур или в виде мицелия на растительных остатках [3]. Следовательно, изучение структуры комплекса почвенных микромицетов актуально не только с точки зрения экологии, но и для санитарно-гигиениче-ских обследований |6].
Городские почвы (урбаноземы) занимают 1,5% площади земного шара, это особые по своим свойствам и малоизученные биологические системы. Они характеризуются большим уплотнением, более щелочной реакцией среды, загрязнением ксенобиотиками [1]. До 80—90% вредных ингредиентов почвы обусловлены аэротехногенными выбросами автотранспорта (тяжелые металлы, 3,4-бенз(а)пирен и др.) [8]. Растительный покров обеднен, что приводит к снижению поступления органических остатков в почву урбанизированных территорий. Кроме того, в крупных городах значительно повышена температура воздуха, в атмосфере высокая концентрация СО и окислов азота, которые выпадают на почву в виде кислых дождей. Сильный антропогенный пресс активно воздействует на комплекс почвенных микроорганизмов [9].
В ряде исследований показано возрастание содержания спор токсичных видов грибов в городском воздухе |3|. Обнаружено, что структура почвенных микромицетов урбаноземов мегаполисов (Москва) значительно отличается от почвы малых городов [7]. Показано снижение биоразнообразия почвенных микромицетов, изменение их таксономического состава, накопление токсичных и услов-но-патогенных видов в дерново-подзол истой почве [7, 9]. Считается, что черноземные почвы обладают значительно более высокой буферностью и емкостью поглощения ксенобиотиков, однако данные о микрофлоре урбанизированных черноземов крайне отрывочны и противоречивы.
Целью нашей работы являлось изучение видовой структуры комплекса микромицетов чернозема выщелоченного в экосистеме крупного промышленного центра Черноземной зоны Воронежа. Особое внимание уделялось распределению токсичных и условно-патогенных видов.
Пробы почвы отбирали из слоя 0—20 см в зоне общегородского загрязнения (17 точек) и вблизи оживленных автомагистралей на расстоянии 3—5 м от полотна дороги (14 точек). Контролем служила ненарушенная почва ботанического сада Воронежского государственного университета, расположенного на границе города. Пробы отбирали под травянистой растительностью в динамике по вегетационному сезону.
Численность микромицетов подсчитывали на среде Чапека [4]. Проводили видовую идентификацию изолятов, которую контролировали на кафедре низших растений МГУ. Для определения структуры комплекса почвенных микромицетов использовали критерии пространственной и временной встречаемости и обилия видов [4].
Численность микромицетов в почве Воронежа закономерно возрастала в течение вегетационного
сезона. В конце июля 2002 г. среднее содержание грибных диаспор составило в контроле 4600 ± 500 на 1 г, в зоне общегородского загрязнения 17 500 ± 2300 на 1 г, вблизи автомагистралей 26 900 ± 1700 на 1 г.
В урбаноземах не только значительно возрастала общая численность, но и менялась таксономическая структура комплекса почвенных грибов (табл. 1). Снижались показатели биоразнообразия за счет уменьшения числа случайных видов ("усиление доминирования"), при этом в разряд типичных и доминантных видов переходили нетипичные для чернозема виды (часто с токсическими свойствами) и условно-патогенные.
Снижение частоты встречаемости микромицетов семейств Mucoraceae и Tuberculariaceae связано с их экологическими особенностями. Грибы рода Fusarium — факультативные фитопатогены, виды родов Мисог и Rhizopus — сапротрофы, развивающиеся на легкодоступных полимерах растительных остатков. Очевидно, урбаноземы с резко сниженным содержанием разлагающихся растительных остатков являются неблагоприятными для развития данных фибов.
Частота встречаемости несовершенных грибов семейства Dematiaceae (темноцветные микромице-ты) в урбаноземах значительно возрастает. Очевидно, способность меланиновых и антрахиноидных пигментов связывать тяжелые металлы, оказывать радиопротекторное и антиоксидантное действие обеспечивают универсальные протекторные реакции для видов семейства Dematiaceae также и в условиях городских экосистем.
Виды грибов семейства Monilaceae, некоторые представители аскомицетов и семейства Dematiaceae имеют иные механизмы, обеспечивающие
Таблица I
Структура комплекса микромицетов чернозема выщелоченного в различных экосистемах
Класс Семейство Род Кон- Промыш- Автомаги-
троль ленная зона страли
Zygomycetes Mucoraceac M licor ч.в. С С
Rhizopus ч.в. С С
Ascomycetes Chaeto- Chaetomium
miaceae р.в. Д д
Trichoc- Talaromyces
omataceae р.в. ч.в. д
Deutero- Moniliaceae Penicillium
mycetes д д д
Aspergillus д д д
Paecilomy-
ces с д д
Trichodcrma д д д
Gliocladium р.в. ч.в. ч.в.
Dematiaceae Cladospori-
um р.в. д д
Humicola ч.в. д д
Botryotri-
chum р.в. ч.в. ч.в.
Alternaría ч.в. д д
Aurcobasidi-
um с ч.в. ч.в.
Tubercular- Fusarium
iaceae ч.в. р.в. с
Примечание, с — случайные, р.в. — редко встречающиеся, ч.в. — часто встречающиеся, д — доминантные.
Обилие родов микромицетов (в %) в разных экосистемах: а — контроль, б — промышленная зона, в — вблизи автомагистралей. / — Pénicillium, 2 — Aspergillus, 3 — De-matiaceae, 4 — Fusarium, 5 — Trichoderma, 6 — Mucora-ceae.
их выживание в условиях стресса. Многие виды этих семейств известны как продуценты токсических веществ, угнетающих жизнедеятельность других микроорганизмов (антибиотики), растений (фитотоксины) или животных (зоотоксины). Синтез вторичных метаболитов является преимуществом этих видов в условиях обостряющейся конкурентной борьбы.
Доля (обилие) наиболее распространенных родов в комплексе почвенных микромицетов экосистем с разным уровнем антропогенной нагрузки представлена на рисунке. В урбаноземах доминирование обычного для чернозема рода Pénicillium значительно снижается, в то время как доля родов Aspergillus и Trichoderma, среди которых много термофильных и термотолерантных видов, возрастает в 2—3 раза.
При этом внутри рода Pénicillium значительно возрастает частота встречаемости видов P. rugulo-sum, notatum, viridicatum, funiculosum, canescens, expansum, janthinellum, simplicissimum, появляются нетипичные для чернозема выщелоченного виды Р. daleae, rubrum, purpurogenum. Среди аспергиллов возрастает встречаемость A. ochraceus, ferreus, wen-tii, clavatus, alliaceus, niger, появляются не выявляемые в контроле виды A. versicolor, fumigatus, ustus, glaucus, niveus. Значительно чаще, чем в контроле, выделяются виды Talaromyces wortmannii, flavus, luterus; Chaetomiumglobosum, piluliferum. Расширяется число видов и возрастает в 3 раза обилие рода Trichoderma: koningii, pseudokoningii, harzianum, album, viride. Случайный в контроле род Paecilomyces становится доминантным, вид Gliocladium virens переходит в ранг часто встречающихся.
Большинство видов микромицетов, для которых обнаружено возрастание плотности вида, а также пространственной и временной частоты встречаемости в почве Воронежа, обладают токсичными свойствами, при этом многие виды синтезируют
несколько разных по химической природе и механизму действия токсинов (табл. 2).
Как правило, метаболиты наиболее токсичных видов проявляют широкий спектр ингибирующего действия (подавляют жизнедеятельность микроорганизмов — бактерий и грибов, растений, беспозвоночных и позвоночных животных) (табл. 3). Для наиболее изученных микотоксинов обнаружены разнообразные механизмы цитопатогенетического действия и множественные органы-мишени, что обусловливает сложную картину патогенеза мико-токсикозов. По данным В. И. Билай [2, 3], токси-генный потенциал микромицетов (процент токсичных изолятов) родов Aspergillus, Pénicillium, Alternaria, Stachybotrys очень высок (50—85%).
Виды рода Aspergillus: A. flavus, A. niger, A. ter-reus, A. fumigatus и родов Stachybotrys и Cladospori-um относятся к условно-патогенным, так как они выделяются из пораженных органов при системных и частных микозах. Для видов A. niger, A. fumigatus характерна способность вызывать аллергические реакции, для вида Altherneria alternata обнаружена корреляция содержания спор в воздухе и развития у людей бронхиальной астмы.
Таблица 2
Биосинтез микотоксинов почвенными микромицетами (по данным [3, 10])
Вид грибов
Мнкотоксины
Aspergillus ochracea A. clavatus
A. terrcus
A. fumigatus
A. ustus A. flavus
A. versicolor Pénicillium notatum P. simplicissimum P. janthinellum
P. rugulosum P. viridicatum
P. expansum P. funiculosum
P. purpurogenum Gliocladium virens
Trichoderma spp.
Altemaria spp.
Fusarium spp.
Talaromyces spp.
Stachybotrys spp.
Chaetomium spp.
Охратоксины, патулин. стеригматоцистин, пени цилловая кислота
Триптоквивалин, цитохалазин, патулин. коевая кислота
Патулин, территрсмы. цитринин, геодин, охра-токсины
Фумитреморгины, фумитоксины, глиотоксин, фумигаклавин, спинулозин, гельвопсвая кислота Устовая кислота, аустдиол, стеригматоцистин Афлатоксины, треморгены, стеригматоцистин, коевая кислота, циклопиазоновая кислота, ас-пергилловая кислота
Стеригматоцистин, циклопиазоновая кислота Афлатоксины, охратоксины, цитринин
Всррукулоген, фумитоксины, пеннцилловая кислота
Янтитремы, фумитоксины, пеницилловая кислота Ругулозин
Цитринин, патулин, пеницилловая кислота, ми-кофеноловая кислота, виридикатумтоксин, охратоксины, щавелевая кислота Патулин, цитринин, щавелевая кислота Фуниколозин
Рубратоксины. патулин, стеригматоцистин
Глиотоксин, виридиол, глиовирин
Глиотоксин, виридин, триходермин
Альтернариол, тенуазоновая кислота, альтерна-риевая кислота, альтертенуол Трихотеценовые токсины, зеараленон, монили-формины
Щавелевая кислота, фумаровая кислота, лютео-скирин Сатратоксины
Хетомицин, хетоглобазин, хетохромин, стеригматоцистин
Таблица 3
Биологическое действие токсинов микромицетов (по данным [3, 10])
Токсины
Виды грибов — продуцентов токсинов
Зоотоксическое действие
Другие токсические свойства
A(|)ji;itokchhu Aspergillus clavatus, ochraceus, wentii, fumigatus. flavus; Pénicillium notatum. variabile
OxpaTOKCMHbi Aspergillus ochraceus, alliaceus. clavatus: Pénicillium notatum, variabile «PyMHTOKCMHbi Aspergillus fumigatus; Pénicillium jan-
thinellum, verrucosum, variabile llaTy;iMH Aspergillus clavatus, ochraceus, terreus.
Pénicillium canescens, expansum, pur-purogenum. urticae, variabile Py6p0T0KCHHbi Pénicillium rubrum, purpurogenum
Himotokchh Gliocladium virens. Trichoderma kon-ingii, harzianum, Aspergillus fumigatus. Pénicillium terlikowskii
Гепатотоксины, мутагены, эмбрио-токсины, тератогены, иммуноде-прессанты, канцерогены Гепатотоксины, нефротоксины, тератогены, канцерогены Нейротоксины
Геморрагическое действие, мутаген, тератоген, канцероген
Гепатотоксины. нефротоксины. мутагены, тератогены Нефротоксин, эмбриотоксин
Бактерициды, фунгициды, фитоток-сины
Бактерициды, фунгициды, фитоток-сины
Амебоциды, фунгициды
Бактерициды, фунгициды, фитоток-сины. нематотоксины
Фунгициды, фитотоксины
Бактерицид, фунгицид
Таким образом, установленный нами рост численности, частоты встречаемости и обилия токси-нобразующих, условно-патогенных и аллергенных видов микроскопических грибов в черноземных почвах Воронежа, особенно вблизи оживленных автомагистралей, представляет собой потенциальную угрозу для здоровья городского населения. Наибольшую концентрацию грибных диаспор в воздухе городов обнаруживали в конце лета, что хорошо коррелирует с динамикой численности почвенных микромицетов и периодом длительного иссушения почвы. Споры грибов вместе с пылью могут распространяться в пределах города на значительные расстояния.
Токсины микромицетов могут длительно сохраняться в почве и накапливаться в продуктах питания, особую опасность представляет растениеводческая продукция, выращенная на городских и пригородных территориях.
В условиях несбалансированного питания и пониженного иммунного статуса городского населения возрастает вероятность роста заболеваемости плесневыми микозами, особенно на фоне нерациональной гормоно- и антибиотикотерапии.
Выводы. 1. Обнаружено изменение структуры комплекса микромицетов и накопление токсичных видов в черноземных почвах крупного индустриального центра. Наиболее нарушена почвенная микрофлора вблизи оживленных автомагистралей города.
2. Новым аспектом медицинской микологии должен стать мониторинг токсигенных и условно-патогенных видов фибов не только в продуктах и кормах, но и в почвах крупных городов. Растениеводческая продукция, выраженная на урбанизированных территориях, требует особого санитарно-гигиенического контроля.
3. Необходимы дальнейшие комплексные исследования специалистов в области почвенной микробиологии и медицинской токсикологии по определению доли токсичных изолятов грибов, доминирующих в урбаноземах.
Литература
1. Агаркова М. Г. Особенности городских почв и их систематика: автореф. дис. ... канд. биол. наук. — М., 1991.
2. Билай В. И., Пидопличко Н. М. Токсинообразующие микроскопические грибы. — Киев, 1970.
3. Билай В. И. Основы общей микологии. — Киев, 1989.
4. Зенова Г. М., Кураков А. В. Методы определения структуры комплексов почвенных актиномицетов и грибов. - М., 1988.
5. Кашкин П. Н. Микотическая инфекция и сенсибилизация. — М., 1982.
6. Марфенина О. Е. // Почвоведение. — 1994. — № I. - С. 75-80.
7. Марфенина О. Е., Каравайко Н. М., Иванова А. Е. // Микробиология. — 1996. - № I. - С. 119-124.
8. Онищенко Г. Г. // Гиг. и сан. - 2001. - № 3. - С. 3-10.
9. Сидоренко Н. И., Лыса к Л. В., Кожевин П. А. и др. // Вестн. МГУ. Сер.: Почвоведение. — 1998. — № 2. — с. 45-49.
10. Тутельян В. А., Кравченко Л. В. Микотоксины (медицинские и биологические аспекты). — М., 1985.
Поступила 21.11.02
Summary. It has found that the structure of a complex of chernozem micromycetes was altered; the greatest impairments of the microflora were near busy urban highways. There was a significant rise and abundance of toxic, opportunistic, allergenic micromycetes. It is necessary to monitor the content of opportunistic types of fungi and the accumulation of mycotoxins in agricultural products in urban areas due to a greater threat to the urban population.
С А. М. ЧЕРНЫХ, 2003 УДК 614.7:615.285.7.015.4
А. М. Черных
УГРОЗЫ ЗДОРОВЬЮ ЧЕЛОВЕКА ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ ПЕСТИЦИДОВ (ОБЗОР)
Государственный медицинский университет, Курск
Известно, что пестициды и агрохимикаты, относящиеся к фуппе высокобиологически активных соединений, преднамеренно вносимых в окружающую среду, являются одним из мощных фак-
торов воздействия на организм человека (II]. Вместе с тем применение пестицидов в сельском хозяйстве является необходимым условием получения высоких урожаев |4]. Использование пестици-
