Дмитрий Валерьевич Кряжев - доктор биологических наук, ведущий научный сотрудник ФГБОУ ВО НГПУ им. К. Минина
Ночью спокойной, белою тайной, тихою тенью
Чуть раздвигая почву сырую, лезем на воздух.
Вечно в тени мы, и ничего мы вовсе не просим.
Пьем только воду и никого мы не потревожим.
Мало нам надо, нас только много…
Только однажды, в некое утро мир станет нашим.
(Грибы. Сильвия Платт)
Грибы жили на планете Земля задолго до появления на ней людей, только на суше они живут уже более миллиарда лет (для сравнения современный человек, Homo sapiens, появился около 300 000 лет назад). Грибы – часть биосферы, часть среды обитания человека, человечество возникло и развивалось в условиях влияния самых различных факторов, в том числе и микроскопических грибов (микромицетов).
Не зная морфологии, генетики и экологии микромицетов, человек очень давно научился получать от них пользу для себя. Прежде всего – хлеб. С тех пор как человек освоил земледелие и научился печь хлеб, он использует дрожжи в качестве разрыхлителей теста. Веками человек ежедневно печет хлеб, у многих народов он является обязательным компонентом рациона питания. Время шло – менялись технологии хлебопечения, совершенствовалась рецептура, изменялись форма, вкус, структура хлеба, а дрожжи … оставались. Ну, разве пекарские дрожжи (вид одноклеточных микроскопических грибов из класса сахаромицетов) не друзья человека?
А сыр? Самые деликатесные сорта – рокфор и камамбер – получают с помощью плесневых грибов рода пенициллиум. То же относится и к производству кефира – в состав его закваски входят микромицеты, участвующие в спиртовом брожении и формировании специфического вкуса и аромата кефира.
Еще один пример – открытие антибиотиков – в 1928 году Александр Флеминг обнаружил, что плесневый грибок Penicillium notatum способен подавлять рост бактерий, что привело к выделению первого в истории человечества антибиотика – пенициллина.
Но это лишь одна сторона медали – светлая.
Открытие болезнетворности грибов на несколько лет опередило пионерские работы Л. Пастера и Р. Коха с патогенными бактериями. В 1839 г. была установлена грибковая природа парши (Trichophyton shoenleini), и в том же году обнаружили дрожжеподобные микроорганизмы (Candida albicans) при кандидозе (молочнице). Первый возбудитель кокцидиомикоза (Coccidioides immitis) был открыт в 1892 г.
Несмотря на ранние работы, медицинская микология до сих пор остается в тени бактериологии и вирусологии на положении своеобразной «Золушки», однако, если ситуация не изменится, у этой «микробиологической Золушки» есть все шансы превратиться в неуправляемую и злую принцессу.
Вот вам наглядные примеры.
Во второй половине XX века советскими учеными было обнаружено, что в почве районов нефтедобычи среди множества микроорганизмов в преобладающем количестве развиваются дрожжевые грибы. Оказалось, что некоторые составные части нефти, в частности непредельные углеводороды, представляют собой питательную среду для дрожжей. А дрожжевая масса, растущая на этом не пищевом продукте, содержит белок, углеводы, витамины, то есть вещества, необходимые для жизни. В лабораторных условиях даже нашли ту часть нефти, на которой грибы росли бы столь же активно, как и в загрязненной нефтью почве. Ей оказались жидкие парафины нефти, именуемые еще вазелиновым маслом. Были получены убедительные научные данные и обнадеживающие практические результаты. Решением правительства СССР было построено несколько заводов по производству сухой дрожжевой массы, которая применялась в качестве кормовой добавки для сельскохозяйственных животных. Вначале все было прекрасно, но … Через год после открытия первого такого завода в г. Кириши Ленинградской области среди его жителей разразилась эпидемия бронхиальной астмы. Массовая вспышка аллергического заболевания оказалась для всех абсолютной неожиданностью. Такие же вспышки затем повторились в Иркутской области и в Волгограде, после этого производство белка было прекращено.
К сожалению, микромицеты могут участвовать не только в биоутилизации чужеродных веществ, загрязняющих окружающую среду, но и в нежелательном ухудшении эксплуатационных свойств материалов, созданных человеком, в их заселении и разрушении. Такой процесс называется биоповреждением. Биоповреждения материалов, изделий и оборудования есть не что иное, как реакция биосферы на новые материалы, создаваемые человеком.
Развитие индустриальной деятельности закономерно приводит к деформации экосистемы обитания человека, неизбежной в ходе развития цивилизации. Сейчас во всем мире происходит трансформация почвенного микробиоценоза в направлении преобладания микроскопических грибов над бактериями в результате загрязнения земли органическими выбросами и нефтепродуктами. В настоящее время микроскопические грибы являются обязательным компонентом пыли – как уличной, так и домашней. Поэтому воздух, которым дышит современный человек, всегда содержит грибы. По оценкам ВОЗ, современный городской житель проводит в закрытых помещениях почти 80% своего времени. Поэтому контакт жителей современных городов с микроскопическими плесневыми грибами происходит ежедневно.
Как и любая экосистема, система, созданная человеком, сохраняет свое постоянство, пока другой фактор не встраивается в нее. Если этот компонент среды возникает независимо от человека да еще способен к развитию, то человек может терять контроль над созданным им индивидуальным миром. Это экологическое пространство начинает изменяться самопроизвольно, во многих случаях изменение носит характер не развития, а разрушения. К таким разрушающим факторам относятся химические и биологические загрязнения городской среды.
Выделяют даже группу заболеваний, объединяемых под общим названием «синдром больных зданий» (sick building syndrome). Такими заболеваниями страдают люди, длительное время находящиеся в «неблагополучных» помещениях с нарушениями вентиляции, гидроизоляции, температурного и санитарно-гигиенического режима, в том числе пораженных плесневыми грибами. Специалистами ВОЗ показано, что в 5% случаев наблюдающиеся аллергические реакции и болезненные состояния непосредственно связаны с определенной микробиологической средой городского помещения, а в 53% случаев – с плохими вентиляционными системами. От проникновения спор грибов в городские помещения не спасают даже вентиляция и кондиционирование воздуха. Более того, в вентиляционных системах и влагосборниках кондиционеров могут образовываться колонии плесневых грибов, с поверхности которых воздух, содержащий споры грибов, попадает прямо в помещения. Таким образом, здание, вследствие особенностей своей конструкции и применяющихся при строительстве или ремонте материалов может оказаться аккумулятором микроорганизмов, прямо или косвенно влияющих на здоровье человека.
Только две причины могут создать условия, при которых исходно не опасные для человека грибы вызывают у него заболевания. Одна из этих причин – снижение защитных свойств органов и тканей человека – иммунодефицит, другая – свойства самих грибов, так называемые факторы агрессии – это способность некоторых компонентов грибковой клетки разрушать органические структуры, в том числе и живые ткани. В природе это свойство грибов реализуется на мертвом субстрате. В организме человека в качестве питательной среды могут использоваться живые ткани. В отличие от патогенных бактерий и вирусов, микромицеты могут быть причиной развития заболевания у человека только в силу своего существования. Для такого влияния грибам не нужно обладать патогенными свойствами, достаточно того, что они являются генетически чужеродными для организма человека.
В настоящее время к числу безусловных факторов риска в условиях закрытых помещений относят биологические факторы аллергизации населения, которую справедливо относят к числу болезней прогресса цивилизации. В отличие от инвазивных микозов, микогенная аллергия возникает у здоровых жителей города при нормальном иммунитете в условиях быта или производственной деятельности.
Человек тысячелетиями использовал микроскопические грибы только к собственной пользе, чтобы получать пенициллин и печь хлеб, но теперь они снижают урожаи на полях и угрожают нам весьма опасными болезнями, которые трудно диагностировать и лечить. Почему, несмотря на прогресс медицины, заболеваемость микозами и микогенной аллергией растет? К настоящему времени сложилось ощутимое противоречие между постоянно возрастающим значением микроскопических грибов в жизни человека и недостаточным распространением знаний о них.
Так кем же являются для нас микроскопические грибы – друзьями или врагами? Это во много зависит от самого человека, от его умения заглянуть вперед, от способности предвидеть последствия открытий и инноваций, на которые столь щедр научно-технический прогресс. Новые знания и изобретения, безусловно, необходимы, но не менее важно просчитывать и нежелательные последствия научных достижений. Так может быть рост негативного влияния на человека микроскопических грибов, связанный с прогрессом науки и цивилизации, не так уж неотвратим, как это может сейчас показаться? Лишь накопление и анализ полученных знаний поможет нам не только познать это явление, но и понять его, а если удастся понять, тогда будет возможность и предотвратить. «Praemonitus, praemunitus» – «Кто предупрежден, тот вооружен»!
При грантовой поддержке Минобрнауки России в рамках Десятилетия науки и технологий