Aspergillus ochraceus | |
---|---|
Научная классификация | |
Домен: | Эукариоты |
Королевство: | Грибы |
Разделение: | Аскомикота |
Сорт: | Евротиомицеты |
Заказ: | Евротиевые |
Семья: | Аспергилловые |
Род: | Аспергилл |
Разновидность: | А. ochraceus |
Биномиальное имя | |
Aspergillus ochraceus Вильгельм , 1877 |
Aspergillus ochraceus — это вид плесени из рода Aspergillus, который, как известно, производит токсин охратоксин А , один из самых распространенных микотоксинов, загрязняющих пищевые продукты, и цитринин . Он также производит дигидроизокумарин меллеин . Это нитчатый гриб в природе и имеет характерные двурядные конидиеносцы. [1] [2] Традиционно почвенный гриб, теперь начал адаптироваться к различным экологическим нишам, таким как сельскохозяйственные товары, сельскохозяйственные животные и морские виды. [3] [4] [5] [6] У людей и животных потребление этого гриба вызывает хронические нейротоксические, иммунодепрессивные, генотоксические, канцерогенные и тератогенные эффекты. [7] Его споры, переносимые по воздуху, являются одной из потенциальных причин астмы у детей и заболеваний легких у людей. [8] [9] Популяции свиней и кур на фермах больше всего страдают от этого грибка и его микотоксинов. [10] [11] Некоторые фунгициды, такие как манкоцеб , оксихлорид меди и сера , оказывают ингибирующее действие на рост этого грибка и его способность продуцировать микотоксины. [12]
Род Aspergillus был впервые описан в 1729 году Пьером Антонио Микели . [4] В рамках этого рода вид Aspergillus ochraceus был открыт немецким ботаником и микологом Карлом Адольфом Вильгельмом в 1877 году. [13] После этого открытия некоторые другие виды, которые выглядели похожими на Aspergillus ochraceus, считались синонимами этого грибка. Например, Aspergillus alutaceus , выделенный Беркли в 1875 году, Sterigmatocystis helva , выделенный Бэнье в 1881 году, Aspergillus ochraceus var. microspora, выделенный Трабоски в 1908 году, и Aspergillus Ochraceus-petali-formis, выделенный Балистой и Майей в 1957 году, считаются синонимами Aspergillus ochraceus . [13] В 1979 году были обнаружены два новых вида в группе Aspergillus ochraceus . Aspergillus bridgeri был выделен из почв, собранных в юго-центральном Вайоминге, а Aspergillus campestris — из северо-центральной части Северной Дакоты. [14]
Колонии Aspergillus ochraceus растут быстро (от 45 до 55 мм за 7 дней). Оптимальная температура для их роста — 25 °C. В агаровой пластине вегетативный мицелий в основном погружен в агар, в то время как конидиальные головки обычно располагаются зонами. Характерный цвет колонии — желтый. [13] Некоторые колонии Aspergillus ochraceus образуют розоватые или фиолетовые, нерегулярные, похожие на гальку склероции до 1 мм в диаметре. Обратная сторона на чашке Петри — от бледной до коричневатой. [1]
Невооруженным глазом конидиеносцы Aspergillus ochraceus выглядят как порошкообразная масса. Микроскопически гладкие или мелко шероховатые фиалиды расположены на конидиальных головках в два ряда (т. е. фиалиды прикреплены к промежуточным клеткам, называемым метулами, которые, в свою очередь, прикреплены к пузырьку). Метулы по всему периметру растут в радиальной ориентации. В культуре конидиальные головки сначала кажутся шаровидными, но с возрастом конидиальные цепочки слипаются и развиваются в две или три расходящиеся колонны. Могут присутствовать бордовые фиолетовые склероции. [13] Характерный цвет конидиеносцев — от мелово-желтого до бледно-желто-коричневого. Высота конидиеносцев достигает 1500 мкм. Внешний вид этих конидиеносцев зернистый с бледно-желто-коричневыми стенками, которые резко прикрепляются к «шаровидной или почти шаровидной везикуле». Везикулы, шаровидные, с тонкими стенками и диаметром 35 × 50 мкм, производят стеригматы по всей поверхности в культуре. Первичные стеригматы имеют размеры 15–25 × 5–6 мкм, а вторичные — 7–11 × 2–3,3 мкм. [13] Конидии расположены в сухих вертикальных цепочках, часто собираясь в две или более коротких колонны на головку, во влажных микроскопических препаратах гиалиновые. Диаметр конидий составляет около 2,5–3,5 мкм. [1]
Aspergillus ochraceus производит микотоксин, называемый охратоксином А (ОТА). [12] Меллеин и 4-гидроксимеллеин — другие токсичные метаболиты , производимые этим грибком. [15] Алкалоид циркумдатин H был выделен из A. ochraceus . [16]
Экологические корни Aspergillus ochraceus лежат в почве . [3] Этот грибок был впервые выделен из различных почв . [3] Эволюционное развитие теперь хорошо приспособило Aspergillus ochraceus к занятию самых разных экологических ниш. Он был выделен из морской водоросли Sargassum miyabei . [6] Этот грибок также был обнаружен в самых разных сельскохозяйственных товарах, таких как кукуруза, арахис, семена хлопка, рис, орехи, зерновые культуры и фрукты. [4] Аналогичным образом присутствие этого грибка было задокументировано в кофейных зернах . [17] Помимо реальных колоний грибков, растущих на веществах, токсины и метаболиты, вырабатываемые этим грибком, также были обнаружены в самых разных местах. Например, было обнаружено, что микотоксин ОТА, вырабатываемый этим грибком, присутствует в воздушной пыли. [18] Аналогичным образом, вторичные метаболиты этого грибка были выделены из морских губок. [19] Также было обнаружено, что этот грибок связан с заражением съедобной гусеницы, называемой фановым червем. [20] Что касается климатических предпочтений, то было обнаружено, что этот грибок в основном колонизирует умеренные и тропические географические зоны. [21]
Охратоксин А (ОТА), микотоксин, вырабатываемый A. ochraceus , загрязняет пищу и инициирует апоптоз растительных клеток. [22] Значительная потеря питательной ценности и опасное воздействие на пищевую цепь вызваны тем же загрязнением токсином ОТА ячменных зерен Испании. [23] ОТА был выделен из продуктов растительного происхождения, таких как злаки, овощи, кофе, вино, солодка, а также из продуктов животного происхождения, таких как свинина и птица. [5] Помимо того, что этот грибок был обнаружен в продуктах питания человека от сельскохозяйственных животных, он также был выделен из корма для птицы. [24] Aspergillus ochraceus производит как ОТА, так и пенициллиновую кислоту в корме для птицы при оптимальных температурах и уровнях влажности. [24] Сочетания низкой температуры и влажности благоприятствовали росту пенициллиновой кислоты, с другой стороны, сочетания высокой температуры и влажности благоприятствовали росту ОТА. [24] Помимо птицы и сельскохозяйственной продукции, важной экономической деятельностью является сбор съедобных насекомых. [20] Сельское население Ботсваны ест гусеницу, называемую «червь фан». Как уже упоминалось выше, эта личинка чешуекрылых часто заражена A. ochraceus. [20] Таким образом, этот гриб также имеет экономическое значение в культурах, которые потребляют насекомых. Винодельческие заводы также несут убытки в результате заражения ОТА, поскольку A. ochraceus растет на винограде, сушеных лозах и вине. [25]
Aspergillus ochraceus использовался для промышленного производства ксиланазы и β-ксилозидазы. [26] В дополнение к производству ферментов, в недавнем исследовании, проведенном Ли Ки в 2013 году, было обнаружено, что Aspergillus ochraceus подавляет рост бактерий, продуцирующих токсин Шига, называемых Escherichia coli (STEC) O157, что подразумевает промышленное использование этого явления для разработки антибактериальных препаратов. [27] В другом исследовании, касающемся преобразования ксантогумола , пренилированного халконоида , который обладает антиоксидантными и противораковыми свойствами, было обнаружено, что Aspergillus ochraceus способен преобразовывать его в более сильный антиоксидант, увеличивая свойства соединений по удалению радикалов. [28] Было обнаружено, что процесс ферментации усиливается при добавлении Aspergillus ochraceus в субстратную смесь, которая содержала пшеничные отруби и пшеничный соломенный щелок. [29] Вторичные метаболиты этого грибка, как было показано, обладают антибактериальной активностью, которая демонстрирует потенциал для подавления человеческих патогенов. [19] Например, α-камфоленовый альдегид, люценин-2 и 6-этилокт-3-ил-2-этилгексиловый эфир являются тремя вторичными метаболитами, которые продемонстрировали антимикробное действие против потенциальных человеческих патогенов. [19]
Установлено, что потребление ОТА оказывает нейротоксическое, иммунодепрессивное, генотоксическое, канцерогенное и тератогенное действие на людей. [7] Токсикологические исследования показали, что ОТА оказывает сильное канцерогенное микотоксинное воздействие на печень и почки людей. [30] После вдыхания ОТА у людей были зарегистрированы случаи почечной недостаточности. [31] Помимо повреждения органов после вдыхания ОТА, также были обнаружены случаи развития аллергии. Было обнаружено, что заболевание, называемое аллергическим бронхолегочным аспергиллезом, вызвано антигенным действием Aspergillus ochraceus . [32] Было обнаружено, что Aspergillus ochraceus также связан с развитием астмы у детей. [8] Также зарегистрированы случаи профессиональных экологических рисков из-за присутствия этого грибка в органической пыли птицеводческой промышленности. [9] Работники птицефермы, подвергающиеся воздействию этой загрязненной органической пыли, страдают от воспаления легких и снижения легочной функции. [9] Помимо заболеваний легких, также сообщалось о случаях, когда Aspergillus ochraceus вызывал параназальный синусит. [1]
У 4-летнего самца смешанной породы собаки диагностировали выделения из уха из-за отита, вызванного A. ochraceus . [2] Но собаку лечили пероральным итраконазолом и топическим миконазолом, что вылечило собаку после трех недель лечения. В исследовании, чтобы проверить токсичность ОТА у крыс, самцам крыс Фишера вводили другую диетическую дозу ОТА. [33] Только хроническое введение ОТА проявлялось в виде почечного канцерогенеза у этих крыс. [33] Низкие уровни заражения Aspergillus ochraceus вызывали микотоксическую нефропатию у сельскохозяйственных свиней и кур из Болгарии. [10] Так же, как и в Болгарии, микотоксикозы, вызываемые A. ochraceus, наблюдаются у кур и других животных в других местах. При этих микотоксикозах мы видим подавление кроветворения, острый нефроз, некроз печени и энтерит. [34] Механизмы, посредством которых этот грибок вызывает нефротоксичность у животных, включают апоптоз клеток и перекисное окисление липидов. [35] В популяции свиней этот грибок вызвал ряд заболеваний. Некоторые из этих болезненных состояний включают подкожный отек, гидроторакс, гидроперитонеум, ателектаз легких, отек брыжейки и периренальный отек. [11] Отек, возникающий у этих животных, настолько обширен, что развиваются асцит, гидроторакс и гидроперикард, в дополнение к подкожному отеку и отеку брыжейки. [34] Пораженные животные обычно умирают в течение нескольких часов. В дополнение к этим состояниям сообщалось о поражениях почек, которые состоят из дегенерации канальцев, некроза, гиалиновых трубчатых цилиндров, интерстициального фиброза и регенерации трубчатых клеток. [11] Обширный интерстициальный фиброз коркового лабиринта был еще одним наблюдением в популяции свиней. [11] Аборты у крупного рогатого скота также связаны с инфекцией A. ochraceus . [1]
Фунгициды, такие как манкоцеб, оксихлорид меди и сера, подавляют рост Aspergillus ochraceus при соответствующих дозах, температуре и времени. [12] Эти фунгициды также снижают способность этого грибка вырабатывать микотоксин ОТА. [12] Озонированный воздух можно использовать для предотвращения роста этого грибка на пищевых продуктах, таких как колбасы. [36] В другом исследовании они обнаружили, что гамма-облучение полезно для детоксикации и инактивации охратоксина А (ОТА). [37] Было показано, что этанольные экстракты из коры дерева Clausena heptaphylla также подавляют рост этого грибка. [38] Было обнаружено, что метиловые эфиры жирных кислот (МЭЖК), извлеченные из семян Linum usitatissimum, снижают радиальный рост гиф Aspergillus ochraceus , хотя и немного меньше, чем «Aspergillus flavus». [39] Подобным же образом некоторые эфирные масла, извлеченные из ароматических растений, продемонстрировали фунгицидное действие на Aspergillus ochraceus, колонизировавший бобовые. [40] У животных также были предприняты попытки вылечить токсикоз (ОТА). Например, у петушка породы белый леггорн хроническое гематологическое повреждение, вызванное воздействием (ОТА), можно уменьшить с помощью экзогенных добавок с использованием комбинации L-карнитина и витамина Е. [ 41] Недавно было обнаружено, что штамм дрожжей, продуцирующий спирт, Saccharomyces cerevisiae, подавляет рост ОТА. Транскрипционная регуляция гена биосинтеза ОТА была ингибирующим механизмом, используемым бактериями для этого. [42] Сегодняшнее воздействие ОТА на рацион питания в основном является результатом сбоев во время процедур обработки и консервации, используемых в пищевой промышленности. Неправильные сельскохозяйственные технологии, методы хранения и транспортировки, а также метод обработки пищевых продуктов являются ключевыми контрольными точками для предотвращения токсичного потребления ОТА. [7]
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )