Микотоксикозы

Эрготизм человека и животных, или «злые корчи»

Спорынья хлебных, кормовых и диких злаков, вызываемая грибом Claviceps, имеет троякое значение:

она уничтожает какую-то часть урожая семян злаков и вред от нее находится в прямой зависимости от степени поражения колосьев;

1. рожки (склероции) спорыньи, находясь в качестве примеси к зерну хлебных злаков или к сену, в силу своей ядовитости обусловливают отравление людей и животных;
2. спорынья используется в качестве лекарственного средства и с этой целью ее не только собирают, но даже специально разводят.

Массовому развитию спорыньи в посевах хлебных злаков способствует особо благоприятное в некоторые годы сочетание погодных условий. В результате получались вспышки «злой корчи», принимавшие характер повальных эпидемий, охватывавших несколько губерний. За одно столетие с 1780 по 1880 г. в царской России зарегистрировано до 15 таких вспышек.

За годы Советской власти наблюдалась только одна эпидемия 1926 г. в северо-восточных районах европейской части СССР, где чаще встречается поражение ржи спорыньей.

Образующиеся вместо зерен в колосьях продолговатые, 1—5 см длины, темно-буро-фиолетовые склероции либо опадают еще в поле на почву, либо после обмолота снопов находятся в зерне в качестве механической примеси. В случае использования для помола и последующего хлебопечения получался ядовитый хлеб.

Попавшие летом или осенью в почву склероции обязательно должны перезимовать, так как требуют дополнительного 8—9-месячного периода покоя, в течение которого они окончательно дозревают. Примерно за 15—35 дней до цветения злаков склероции прорастают с образованием большого количества (иногда до 2—3 десятков) головчатых, розовых плодовых тел, сидящих на довольно длинных и тонких ножках. Внутри этих плодовых тел в сумках образуются нитевидные бесцветные споры, которые после их распыления в окружающую атмосферу, обычно в период цветения злаков, заражают их цветки. Подсчитано, что один склероций с 15 головками плодовых тел может образовать до 1 000 000 аскоспор.

При попадании в цветок злака аскоспора прорастает и вскоре, через 2—3 дня, в пораженной завязи образуется конидиальная стадия гриба, известная под названием Sphacelia segetum. Конидии, будучи перенесены на другой цветок, обладают способностью, так же, как и аскоспоры, заражать его с образованием второй генерации конидиальной стадии. Понятно поэтому, что чем более растянут период цветения злаков, тем сильнее они поражаются спорыньей. Следует отметить, что период образования конидиальной стадии спорыньи характеризуется появлением на пораженных колосьях «медвяной росы», т. е. капелек светло-желтоватой, сладковатой на вкус жидкости, в которой плавают конидии. Эта «медвяная роса» привлекает различных насекомых, которые и способствуют массовому разносу инфекционного начала по полю.

В дальнейшем, через 10—20 дней, в пораженных «медвяной росой» завязях цветков образуются склероции и, таким образом, цикл развития у спорыньи бывает завершен.

Наряду с хлебными злаками поражаются кормовые, луговые и дикие злаки, всего в общей сложности свыше 150 видов злаков.

Мелкие склероции более ядовиты, так как наиболее ядовитой является периферическая окрашенная часть склероция.

Подмечено, что свежие рожки спорыньи значительно более ядовиты, чем хранившиеся несколько месяцев, а по истечении 9—12 месяцев они совсем теряют токсичность. Поэтому эпидемии наибольшей силы бывали осенью и в начале зимы, а затем постепенно ослабевали.

В связи с этим интересно отметить следующий факт, относящийся к периоду до XV в., приводимый проф. А. X. Саркисовым в его монографии «Микотоксикозы».

«Не находя способов лечения, больные искали спасения и исцеления от этой тяжелой болезни в церквах и монастырях. Многие годы Собор Парижской Богоматери являлся местом, где заболевшие этой страшной болезнью пытались найти себе приют. В то время монастыри располагали значительными запасами зерна многолетней давности; вследствие длительного хранения зерна спорынья в нем теряла свою токсичность и при поступлении в пищу не вызывала отравления. Этой особенности раньше не знали и приписывали выздоровление от болезни чуду. Выздоровевшие возвращались к себе в деревню, но не подозревая истинной причины эрготизма, они вновь употребляли в пищу пораженный рожками хлеб и, заболев «священным огнем», вновь стремились спасаться в церквах…».

Отравление спорыньей у людей вызывает длительные судороги рук и ног, отчего в народе эта болезнь и получила название «злые корчи». Больной чувствует общее недомогание и слабость. В груди, в голове и во всем теле ощущается тяжесть, отделяется слюна, изо рта появляется пена, наступает тошнота, рвота, понос, боли в желудке. Иногда аппетит полностью отсутствует, иногда же, наоборот, возникает чувство сильного голода. Нередко повышается температура. Бывают случаи эпилепсии, психического невроза в виде тихого или буйного помешательства. У беременных женщин отравление зачастую вызывает аборты.

Наряду с судорожной формой отравления отмечается другая — гангренозная форма болезни, когда вследствие продолжительного сокращения стенок артерий и дегенеративного изменения стенок кровеносных сосудов наступает анастезия, а затем сухая гангрена (отмирание) конечностей. Иногда при этом выпадают волосы, на ногах появляются струпья, выпадают зубы.

При отравлениях средней степени болезнь тянется несколько месяцев, при сильных отравлениях больной умирает в течение 1—3 дней. Смерть наступает от асфиксии (удушья).

Из домашних животных отравлению спорыньей подвержены крупный рогатый скот, лошади, мулы, овцы, свиньи, собаки, кошки, птица. Симптомы отравления у них в основном те же, что и у человека. У стельных коров отравление довольно часто вызывает выкидыши.

Лошади при сильных отравлениях погибают через 6—12 часов. Симптомы их отравления следующие: общее угнетение, пульс и дыхание слабые, чувствительность понижена, под конец наступает общий паралич мускулов, животное ложится и медленно умирает.

Характеристика вредного действия спорыньи будет неполной, если не упомянуть об отрицательном влиянии ее конидиальной стадии («медвяной росы») на пчел. Последние погибали целыми семьями от поедания ее на бескорневищном пырее. Наряду с этим имеются указания о том, что рыбы охотно поедают опадающие с тростника (Phragmites communis) склероции спорыньи.

Химический состав как рожков спорыньи, так и самого токсина достаточно хорошо изучен. Наибольшее значение имеют 2 алкалоида, содержащиеся в рожках: эрготинин и эрготоксин. Последний, будучи впрыснут в мускулы петуха, через час вызвал посинение гребешка, а затем и сережек. Петух вел себя неспокойно, голова и хвост у него поникли, появился понос и потеря способности стоять прямо.

Подавление массового развития спорыньи обеспечивается:

• запахиванием опавших в почву склероциев на глубину пахотного слоя, что лишает их возможности последующего прорастания;
• сплошной фитопатологической экспертизой семенного материала силами широкой сети контрольно-семенных лабораторий;
• последующей очисткой семян от склероциев при помощи зерноочистительных аппаратов; отделенные склероции могут быть сданы на пункты заготовки лекарственного сырья.

Наряду с существованием широко известного в Советском Союзе и за его пределами вида спорыньи — Claviceps purpurea на ржи и на других злаках, известен другой вид спорыньи Cl. paspali, поражающий виды южного злака — двурядной гречки (пальчатой травы, или «сухумки») — Paspalum digitaria, и также Р. dilatatum и других видов, произрастающих в сырых, но жарких местах.

Заболеванию от Cl. paspali подвержены лошади, мулы, ослы, верблюды, рогатый скот, в том числе буйволы, а также свиньи и гуси. В лабораторных экспериментах поражались, кроме того, кролики, морские свинки и мыши. Болезнь получила название «бандала» (покачивание, клавицепстоксикоз).

Болезнь начинает проявляться чаще всего на 2— 3 сутки от начала поедания зараженного корма.

Гриб Cl. paspali в отличие от Cl. purpurea характеризуется следующими признаками:

• распространен в СССР только в пределах Закавказья и встречается в некоторых районах Краснодарского края;
• поражает в природной обстановке только виды Paspalum;
• склероции его шаровидной формы, серовато-желтые, растрескивающиеся, шероховатые, 3—4 мм в диаметре;
• склероции сохраняют свою токсичность 10 лет.

В остальном гриб сходен с Cl. purpurea, в частности имеет тот же цикл развития, не отличается по способу заражения (во время цветения) и по способу распространения его (с «медвяной росой» — насекомыми).

Склероции дозревают в зимний период и прорастают при дождливой и теплой погоде весной с образованием большого числа плодоносцев (стром) 1,5—2 мм в диаметре, сидящих на ножках 18—20 мм длины. Наиболее обильно склероции прорастают в конце мая — начале июня. Через 17—20 дней в стромах плодовых тел созревают аскоспоры. Образующаяся после заражения завязей Paspalum «медвяная роса» длится 5—12 дней, после чего в августе — сентябре образуются склероции. На одном и том же колосе может образоваться до 8 склероциев.

Борьба с данным заболеванием сводится к следующим мероприятиям:

• перевод животных на здоровый доброкачественный корм или пастбище;
• при тяжелых формах отравления и сильном истощении животных перед заболеванием — терапевтическое лечение с применением слабительного, а для усиления сердечной деятельности — дача кофеина.

Из профилактических мероприятий следует указать:

• скашивание поражаемых злаков до их цветения (за 2—3 недели);
• браковка сена в случае наличия в нем склероциев Cl. paspali;
• силосование пораженного корма, так как токсин при этом разрушается.

Алиментарно-токсическая алейкия (септическая ангина)

Заболевание связано с потреблением в пищу перезимовавшего в поле зерна. По ряду причин осенью иногда оставались неубранными различные зерновые культуры, которые на корню или в валках перезимовали в поле под снегом. Весной нередко население обмолачивало такое зерно и потребляло в пищу.

Наблюдения показали, что заболевание принимало типичную форму после приема в пищу такого зерна в течение 1—3 недель. Но наряду с этим были зарегистрированы случаи, когда разовое потребление продуктов из перезимовавшего зерна приводило к проявлению тяжелой формы болезни.

Свойство токсичности после перезимовки под снегом приобретали все наиболее широко распространенные хлебные злаки (пшеница, рожь, ячмень, овес, а также гречиха), но особенно токсичным становилось просо. Для исследования ядовитых свойств зерен проса по ходу исследовательских работ нужно было их расплющивать на электроплющилке. У людей, работавших с таким зерном, был отмечен ряд болезненных явлений: резкое раздражение слизистой носовой полости и верхних дыхательных путей, сопровождавшееся кровотечением из носа, чиханием и кашлем.

Опыты кормления перезимовавшим токсичным зерном лошадей, крупного и мелкого рогатого скота, свиней и домашней птицы показали, что наиболее вредоносным оно было для лошадей, в меньшей степени для свиней, а в отношении крупного и мелкого рогатого скота оно не оказало какого-либо заметного действия.

Часть лошадей отказывалась от поедания перезимовавшего проса и лишь после некоторого голодания съедала этот корм. При продолжительном кормлении, когда лошадь съедала зерно в количестве, примерно равном по весу самой лошади, последняя погибала.

Из числа подопытных животных кошка наиболее полно воспроизводила характер заболевания у людей; на обезьяне также удалось проверить токсичность зерна.

При попытках использования токсического зерна для получения спирта, оказалось, что барда (отход зерна в процессе спиртоварения) также содержит токсическое вещество и опыты скармливания ее животным приводили к возникновению заболевания.

Токсин из ядовитого зерна может быть экстрагирован органическими растворителями — серным и петролейным эфиром, ацетоном, хлороформом и спиртом — ректификатом. Будучи извлечен из злаков, токсин может быть использован для определения его активности методом так называемой «кожной пробы». Для этого на боках кролика тщательно выстригают шерсть на участке 4X6 см, на который наносят 2 раза с суточным интервалом испытуемый токсин, слегка втирая его в кожу, не травмируя ее. В зависимости от степени ядовитости кожная реакция наступает через 2—3 суток в виде покраснения, отечности и в дальнейшем (на 7—12 сутки) некроза и некротической корки, переходящей в струп. Корка отпадает спустя 1—3 недели. Рост шерсти на месте кожной пробы либо бывает замедлен, либо же совсем не происходит. В отдельных случаях кролик от кожной пробы погибал через 1—3 недели.

Токсическое вещество в зерне при хранении последнего в лаборатории не теряет своих свойств около 6—7 лет, не разрушается при кипячении в течение 15 минут и даже при автоклавировании под давлением при температуре 120° в течение 2 часов. Ядовитый продукт стоек и против длительного воздействия прямых солнечных лучей. Слабые концентрации щелочей и кислот, а также 2-процентного раствора формалина и перекиси водорода не обезвреживают ядовитое вещество.

Причиной заболевания оказался гриб Fusarium sporotrichiella var. sporotrichioides.

Поскольку стала известна причина болезни, разработка преимущественно профилактических мер борьбы с ним не представила особых трудностей и в настоящее время болезнь эта в пределах СССР потеряла свое значение.

«Пьяный хлеб»

Начиная с 1882 г. в течение длительного времени на Дальнем Востоке России ежегодно проявлялось заболевание населения, связанное с употреблением в пищу хлеба, обладавшего токсическим свойством. Отравления выражались в появлении головных болей, головокружения, общей слабости, иногда тошноты и рвоты, и расстройства пищеварения. Такое заболевание получило название «пьяного хлеба».

Это явление проявлялось и в других местах земного шара.

Причина болезни крылась в том, что на хлебных злаках во влажные годы еще при стоянии их на корню, обильно развивались различные сапрофитные и полупаразитные плесневые грибы, из числа которых ядовитым свойством обладает гриб Fusariuin graminearum и некоторые близкие к нему виды этого же рода. Поскольку климат Дальнего Востока характеризуется большой влажностью, постольку проявление «пьяного хлеба» было там довольно частым явлением.

Оказывается, что свойство токсичности приобретают почти в равной степени семена всех хлебных и кормовых злаков, а сходные симптомы отравления наблюдались при использовании токсичного зерна или корма также и у многих домашних животных.

Наиболее верным способом распознавания ядовитости зерна должно быть наблюдение над злаками еще в поле, примерно в период созревания зерна не ранее молочной, лучше восковой спелости. В этом случае пораженный колос характеризуется более бледной окраской, а в щелях между колосковыми чешуйками заметны розовые налеты гриба или грибной налет покрывает всю поверхность колосковых пленок. Этот розовый налет представляет собой скопление спороношения гриба Fusarium. Некоторое время спустя на пораженных колосьях появляются темные скопления плодовых тел (перитециев) его высшей стадии (сумчатой), известной под названием Gibberella Saubinetii. Обычно в пораженном колосе большая часть зерен оказывается токсическими, хотя они подчас и не отличаются от здоровых. У ржи зерна более чем у остальных злаков выступают наружу за пределы колоска, поэтому при сильном поражении колоска грибным розовым налетом бывают поражены и сами зерна.

Существует и другой, лабораторный способ анализа зерна на зараженность его фузариозами. В этом случае зерно подвергается проращиванию на влажной фильтровальной бумаге или чистом песке. Пораженные фузариозом зерна через 1—2 дня покроются белым или слегка розовым мицелиальным пушком, в то время как здоровые зерна останутся без изменений, только слегка набухнут или наклюнутся.

Заражение здорового зерна возможно не только на корню, но и после жатвы хлебов, в процессе их хранения в поле в валках, снопах или суслонах, чему особенно благоприятствует влажная погода, а также в процессе хранения самого зерна в случае засыпки последнего в хранилище во влажном состоянии.

В пораженном зерне мицелий теряет свою жизнеспособность только через 3 года. Он хорошо перезимовывает, так как без ущерба переносит низкие температуры, но погибает при воздействии на него повышенных температур.

Сам токсин является азотистым глюкозидом. Разработан даже химический метод определения токсичности зерна (метод Олифсона), заключающийся в следующем. Из 50 г зерна при помощи серного эфира в аппарате Сокслета извлекают масло. К 1—2 каплям масла приливают 5 мл 8-процентного раствора едкого натрия или калия. После взбалтывания смеси до получения однородной эмульсии осторожно по стенкам пробирки приливают 1 мл серного эфира. Через 10 минут на границе соприкосновения эмульсии и эфира образуется бурое кольцо, указывающее на ядовитость зерна. Интенсивность окраски кольца при стоянии усиливается. Масло же из доброкачественного зерна бурого кольца не образует. Однако точность этого метода не превышает 50—84%.

В настоящее время вспышки отравлений «пьяным хлебом» представляют довольно редкое явление. Этому способствовало систематическое применение мер борьбы, предусмотренных общим агротехническим комплексом, из которого наибольшее значение в данном случае имеют:

• фитопатологический анализ посевных семян контрольно-семенными лабораториями;
• тщательное отсортировывание на зерноочистительных машинах щуплого, недоразвитого зерна, так как в нем преимущественно залегает заразное начало;
• протравливание зерна, в том числе и термическое, применяемое против пыльной головни пшеницы и ячменя;
• уборка хлебов в сжатые сроки, сушка зерна и др.

Стахиботриотоксикоз лошадей

Свыше двух десятилетий тому назад на Украине, в пограничных в то время ее районах получила массовое распространение неизвестная повальная болезнь лошадей. В стойловый период их содержания распухали морды, трескались губы, текла слизь. При вскрытии павших лошадей обнаруживались язвы кишечника. В связи с неизученностью болезни ей первоначально было присвоено название «НЗ» (неизвестное заболевание).

Лошади заболевали в том случае, когда для их корма использовалась яровая солома, взятая из некоторых скирд; наоборот, солома, взятая из других скирд того же хозяйства, оказывалась совершенно безвредной. Попутно было выяснено, что неблагополучные скирды характеризовались наличием на внутреннем продольном их разрезе темных пятен, которые обусловливались развитием на соломе различных плесеней.

Из большого числа плесневых грибов, найденных на такой соломе, типичные симптомы заболевания лошадей вызвало скармливание только той соломенной сечки, которая была заражена грибом Stachybotrys alternans.

В процессе скармливания выявилось, что этот гриб является вредоносным и для здоровья человека, так как у лиц, соприкасавшихся с зараженным кормом, также проявлялись некоторые симптомы этого заболевания (распухание и покраснение лица, раздражение кожи подмышек и других увлажняющихся в процессе работ частей тела).

Изучение заболевания и его возбудителя показало, что St. alternans, развиваясь сапрофитно на мертвых частях растений (стерне, соломе, в том числе на соломенных крышах, засохших стеблях различных сорняков, на высохшем навозе, на бумаге, обработанной древесине, в частности на стружках и т. п.), является широко распространенным в природе организмом, принимающим участие в разложении растительной клетчатки.

В процессе своей жизнедеятельности этот гриб образует токсическое вещество, выделяемое им в субстрат. При попадании вместе с соломой в организм лошади гриб вызывал своим токсином сначала раздражение слизистой рта и кишечника, а затем при систематическом потреблении лошадьми ядовитого корма — изъязвления, через которые споры гриба проникали в кровь животного. При прохождении через кишечный тракт споры также не теряли своей жизнеспособности.

В лабораторных условиях St. alternans не теряет своей жизнеспособности в течение, по крайней мере, 5 лет. В природных условиях гриб хорошо переносит низкие температуры, в связи с чем легко перезимовывает; обильно развивается при наличии влажности, зато погибает от повышенной температуры, в частности в навозных кучах, находящихся в состоянии самосогревания.

St. alternans образует большое количество спор: колония его односпоровой культуры на пятые сутки образует около 1 000 000 спор, на двадцатые сутки количество их возрастает до 14 000 000.

Токсин этого гриба может быть извлечен из пораженной им соломы и непосредственно из самого гриба органическими растворителями (серным и петролейным эфиром, ацетоном, хлороформом, этиловым спиртом и др.) и испытан на токсичность методом кожной пробы на кролике. Как выяснилось, токсин весьма стоек в отношении нагревания и высушивания, воздействия кислот и солнечных лучей. В пораженной соломе он не теряет своих свойств в течение 12 лет. Он растворим в воде и разрушается при воздействии на него даже слабым раствором щелочей.

В условиях эксперимента свиньи и особенно овцы и кошки, а также собаки, куры, кролики, крысы и мыши при поедании искусственно зараженного корма также проявляли чувствительность к токсину. Из этих животных наиболее приемлемым лабораторным животным для воспроизведения всего комплекса симптомов стахиботриотоксикоза оказалась кошка. Другие животные, в частности корова, почти не чувствительны к стахиботриотоксикозу. Было установлено, что количество вредоносной соломы, достаточное для отравления свыше 100 голов лошадей, оказалось недостаточным для одной коровы. Возможно, что в данном случае сказывается щелочная реакция слюны у коров.

Меры борьбы с заболеванием в основном сводятся: к подавлению развития гриба в природе путем осеннего запахивания пораженной стерни, к правильному скирдованию сухой соломы, исключающему возможность ее дальнейшего замокания, наконец, к обезвреживанию пораженного корма щелочами, в частности известью, что вполне увязывается и с зоотехническими приемами.

В настоящее время стахиботриотоксикоз лошадей в Советском Союзе практически отсутствует.

Между прочим, был испытан на токсичность в отношении лошади штамм этого гриба, за десять лет перед тем выделенный из книг Публичной библиотеки им. Салтыкова-Щедрина в Ленинграде. Доставленный в экспедицию на Украину этот штамм оказался в такой же мере ядовитым для лошадей, как и местные токсичные его штаммы. Следовательно, ядовитость является вообще свойством данного гриба.

Дендродохиотоксикоз лошадей

Почти одновременно со стахиботриотоксикозом лошадей на юге Украины проявилось другое неизвестное заболевание лошадей, которое на первых порах создавало впечатление бессимптомной, молниеносной их гибели. Поэтому первые данные о характере заболевания были получены от патологоанатомов. Так как заболевание было распространено преимущественно в Запорожской области, его называли «Запорожским НЗ». Заболевание отмечалось также и в некоторых районах Днепропетровской области.

Разностороннее изучение «Запорожского НЗ» позволило с достоверностью установить, что оно также связано с потреблением неблагополучного (токсичного) грубого корма в результате поражения его грибом Dendrodochium toxicum. После того, как в лабораторной обстановке искусственным путем было воспроизведено данное заболевание у лошадей с использованием чистой культуры этого гриба, заболевание было названо дендродохиотоксикозом. Тогда же была установлена и клиническая картина заболевания, ускользавшая от наблюдения в условиях хозяйств в связи с быстрым течением самой болезни.

Смерть наступала через 24—48 часов после дачи лошадям искусственно зараженного корма или чистой культуры гриба. При слабой токсичности корма заболевание принимало затяжную форму, которая у лошадей сопровождалась коликами.

Гриб Dendrodochium toxicum, развиваясь на пшеничной соломе и полове, а также на соломе пырея, образует на пораженных частях свои спороношения. При повышенной и низкой температурах гриб развивается с образованием лишь внутрисубстратного мицелия, в связи с чем пораженная солома внешне не отличается от доброкачественной.

Выяснилось, что возбудитель болезни распространен также на Северном Кавказе (на пырее) и в Азербайджанской ССР (выделялся из экскрементов людей, больных спру), что говорит об его довольно широком распространении на юге СССР.

Токсин может быть как экстрагирован органическими растворителями (спиртом, эфиром, ацетоном), так и вымыт водой из субстрата. Токсин термостабилен, не разрушается при автоклавировании при 120° в течение часа.

Резко положительная «кожная проба» на кролике от этого токсина говорит о значительно большей силе его, чем у других грибных организмов, так как на коже кролика образуются долго незаживающие некрозы, которые в ряде случаев приводят даже к гибели самих кроликов.

В связи с тем, что это заболевание было изучено, оно вскоре было ликвидировано.