CC BY
35УДК 616.992: 616-057
ВЛИЯНИЕ
ДИССЕМИНАЦИИ ГРИБОВ И ИХ МЕТАБОЛИТОВ В ЖИЛИЩНОЙ СРЕДЕ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ (ОБЗОР)
B.C. Масюк
ГОУ ДПО Медицинская академия последипломного образования, Санкт-Петербург, Россия
Щ ІІ.С. Масюк, 2005
Автором обозрены опубликованные материалы преимущественно о микромицетах и, частично, об их метаболитах в жилых помещениях, влияющих на здоровье жильцов.
Ключевые слова: аллергены, грибы, здания, патогены,; Токсины
THE INFLUENCE OF FUNGAL DISSEMINATION AND THEIR METABOLITES IN LIVING CONDITIONS TO POPULATION'S HEALTH (REVIEW)
V.S.Masiuk
SES APE Medical Academy of Postgraduate Education, Saint Petersburg, Russia
© V.S. Masiuk, 2005
Published materiuls mostly about micromysetes and partially about their metabolites in dwellings influencing to bodies health have been reviewed by author.
Key words: allergens, buildings, fungi, pathogens, toxins
Аллергены плесневых грибов являются нередким компонентом домашней пыли. Грибы широко распространены в природе. На их распространённость существенное влияние оказывают температура и влажность воздуха, состояние флоры и фауны, характер сельскохозяйственного и промышленного производства [1].
Изучение влияния неблагоприятных жилищных условий на здоровье населения в последние годы привлекает внимание многих учёных мира. В России эпидемиологических исследований с применением современных методов по данной проблеме на этот период времени проводили недостаточно много [2].
Жилищную среду относят к одному из важнейших условий, формирующих здоровье человека. Качество жилья прямо или косвенно оказывает влияние на состояние здоровья жильцов. В целях решения проблемы жилья для населения бурно развивающихся городов в России в период с 1960-х по 1980-е годы возведено примерно 50-60% жилого фонда в виде блочных домов панельной конструкции.
Ныне, по имеющимся оценкам, до 50% населения проживает в зданиях из сборных элементов такого типа, и конструкция примерно 60% вновь построенных домов в крупных жилых массивах соответствует жёстко заданному строительному модулю [3]. Неудовлетворительные жилищные условия в этих домах, обусловленные устаревшими методами строительства и отсутствием своевременного ремонта, представляют не только серьёзные проблемы, но и риск здоровью, оценку которого никогда не проводили. Необходимость модернизации жилого фонда признана давно и очевидна, однако приватизация жилищного сектора, проходившая с этапом экономических преобразований, только ухудшила данную ситуацию. Большая доля приватизированного жилья при отсутствии должного взаимодействия и общего руководства, а также обострение проблемы бедности населения - всё это стало серьёзным препятствием в соблюдении элементарных санитарно-гигиенических требований, предъявляемых к должному содержанию зданий.
Вместе с тем, проблема качества «среды проживания» в жилых помещениях ещё более обостряется в связи с тем, что, по данным ВОЗ, люди проводят более 50% своего времени дома, а некоторые группы населения, такие как маленькие дети и люди пожилого возраста, находятся дома 90% времени и, даже, более. 10 лет тому назад подтверждено, что концентрации некоторых вредных веществ, микробов и их метаболитов выше внутри помещений, чем снаружи
[4]. ' ‘ '
Основными источниками загрязнений воздуха жилых помещений, помимо наружного воздуха и новых строительных материалов, являются домашняя пыль, курение, использование газовых плит для приготовления пищи и обогрева комнат, а также газовых колонок для подогрева воды, микроскопические грибы. Наличие тех или иных видов грибов в жилых по-
мещеииях зависит от времени года. В летний период в квартирах уменьшается количество спор грибов Pénicillium, Aspergillus [1].
Проведённый микробиологический анализ воздуха на целлюлозно-бумажном заводе в Турции показал, что уровень грибов в воздухе цехов составляет 2х103 КОЕ/м3, офисов - 1,8х103 КОЕ/м3 и соответствует нормальным уровням [5].
Наибольшую концентрацию спор плесневых грибов в воздухе отмечают с апреля по ноябрь, в зимние месяцы она минимальна. Чаще всего в воздухе обнаруживают споры грибов из родов Alternaría, Aspergillus, Candida, Hormodendrum, Pénicillium. Весьма значительна концентрация спор плесневых грибов в воздушной среде в регионах с влажным климатом. Исследованием микромицетов воздушной среды г. Порто Алегрэ (Бразилия) в 52 пробах воздуха, полученных с апреля 2000 г. по май 2001 г., установлено преобладание спор сумчатых грибов в 50,49% случаев, Cladosporium - в 17,86% и Aspergillus/Penicillium
- в 15,03% случаев. Показано, что летом спор больше, чем осенью [6].
Наибольшее содержание спор обнаруживают в сырых, плохо проветриваемых помещениях. Высокие концентрации спор грибов из родов Mucor, Pénicillium, Aspergillus, Rhizopus отмечают в жилых помещениях с кондиционерами, но преобладают Cladosporium spp. и Alternaría spp.
Исследователи Королевского университета в Ри-яйде (Саудовская Аравия) изучали микобиоту в домашних помещениях. Бьльшее количество грибов выявлено в жилых комнатах. Всего выделено 74 вида грибов с преобладанием Aspergillus spp. и Pénicillium spp. [7]. При видовом изучении грибов в воздухе 17 зданий школ восточно-центральной Индианы (США) показано, что во всех обследованных 167 учебных комнатах с различными санитарно-гигиеническими характеристиками помещений выявлены Pénicillium spp. и Cladosporium spp. Установлено, что наименьшее число микромицетов было в помещениях с центральными вентиляционными системами [8].
Влажная среда после протечек, конденсатные пятна способствуют росту на поверхностях и в строительных материалах грибов практически всех влаголюбивых видов, среди которых называют Aspergillus fumigatus, Stachybotrys chartarum, Exophiala spp. Эти виды грибов в помещении могут вызвать проблемы со здоровьем. При высушивании влажных строительных материалов отмечают тенденцию к росту видов с умеренной и низкой активной водой. Наиболее распространённые из них — Aspergillus versicolor, A. sydrowii, Emiricella nidulans. Для выделения ксеро-фильных и мезофильных видов следует применять соответствующие селективные среды. При этом рекомендуют брать пробы для посева из воздуха с поверхностей материалов и сами образцы материалов. Однако только количественный анализ микробиоты без идентификации грибов до вида, без оценки метаболитов - микотоксинов, гликанов, летучих веществ
- не обеспечивает достоверного суждения о состоянии среды [9,10].
Метаболиты грибов рассматривают важной дополнительной характеристикой при оценке опасности воздействия грибов на здоровье человека. Показано, что грибы могут оказывать различное токсическое воздействие на здоровье человека. Определена видоспецифичность летучих и нелетучих метаболитов у некоторых переносимых по воздуху грибов на различных средах. Выявлены летучие токсины, характерные для нескольких видов грибов, и специфичные для отдельных видов [11].
Плесневые грибы Stachybotrys chartarum выделяют из многочисленных источников, включая такие загрязняющие воздух жилых помещений частицы, как табак, особенно - в помещениях с высокой влажностью. Stachybotrys относят к грибам, вырабатывающим биологически активные трихотеценовые микотоксины, способные вызвать патологические нарушения у человека, включая модуляцию воспаления при изменении концентрации фософолипи-дов в альвеолах. Stachybotrys могут быть причиной заболеваний человека с широким спектром патологических проявлений в области дыхательного, желудочно-кишечного трактов, носоглотки, глаз и других, объединённых в «синдром больного здания» (Sickbuilding syndrome) [12].
В воздушной пыли жилищ, в которых проживали лица с разными формами аллергии, выявлены споры плесневых грибов из родов Cladosporum, Aspergillus, Pénicillium и Alternaría, являющихся выраженными аллергенопродуцентами, способными вызывать серьёзные аллергические заболевания, включая бронхиальную астму, аллергодерматозы, конъюнктивиты, риниты и др. [13]. Согласно эпидемиологическим исследованиям, проведённым в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сы-сина РАМН, 37,6% больных бронхиальной астмой в Москве имели положительные пробы на грибковый аллерген. Основными источниками грибкового загрязнения внутрижилищной среды являются: а) атмосферный воздух; б) поражение плесенью пристенных панелей жилых помещений; в) ванные комнаты с неработающей системой вентиляции и высоким уровнем влажности воздуха; г) домашняя пыль как депо содержания спор различных родов грибов [2].
Сенсибилизирующая активность грибов зависит от количества их спор в воздухе и биологических особенностей отдельных видов и штаммов грибов. Сенсибилизирующая активность грибов рода Alternaría проявляется при содержании в 1 м3 воздуха 100 спор, а грибов рода Cladosporium - 3000 спор. Некоторые виды грибов хорошо переживают в жилых помещениях. Большинство их вносится в дома потоком воздуха, при этом, в основном, погибают термолабильные формы, тогда как термостабильные хорошо приспосабливаются и продолжают свою жизнедеятельность на хлопковых изделиях, коже,
овощах, углеводсодержащих и некоторых других пищевых продуктах [1].
Находящиеся в пищевых продуктах грибы способны продуцировать микотоксины, которые могут быть причиной различных заболеваний у человека, начиная от аллергии, кончая иммуносупрессией и раком. Выделяют такие причинно-значимые микотоксины, как афлатоксины, охратоксин А, фумони-зин, трихотецены и зеараленон. Афлатоксины являются потенциальными канцерогенами и, в сочетании с вирусным гепатитом В, ответственны за смерть многих тысяч людей ежегодно, особенно — в неиндустриальных тропических странах. Охратоксин А -потенциальный канцероген и может быть причиной рака мочевыделительной системы у людей северной и восточной Европы. Фумонизины могут быть причиной рака пищевода у жителей в южной Африке и Китае. Трихотецены высоко иммуносупрессивны, зеараленон оказывает эстрогенное действие у животных и человека [14],
Существует зависимость времени и частоты обострения аллергических болезней органов дыхания от вегетации грибов, при этом пик роста их совпадает с максимальным содержанием спор в воздушной среде. Исследованиями, проведёнными в университете Кентукки (США) с 23 марта по 31 июля 1998 и 1999 гг., установлена корреляционная зависимость между распределением числа спор плесневых грибов различных видов по разным месяцам и уровнем приступов бронхиальной астмы у больных с гиперчувствительностью к плесневым грибам [1, 15]. Показано, что наиболее часто сенсибилизация к плесневым грибам является причинно-значимой при бронхиальной астме [16].
Сенсибилизация организма человека может развиться не только к грибам, обнаруживаемым в воздухе, воде и пищевых продуктах, но и к находящимся на коже и слизистых оболочках. Грибковая сенсибилизация может быть следствием г рибковых заболеваний кожи (эпидермофитии и другие микозы), кандидоза кожи, слизистых оболочек и внутренних органов, инвазивного аспергиллёза [1].
Сенсибилизирующее действие грибов обусловлено их спорами и мицелием. Выраженной антигенной активностью обладают соединения, входящие в состав клеточной стенки и цитоплазмы клеток плесневых грибов. В состав антигенов грибов входят белки и белково-полисахаридные комплексы. В связи с тем, что общими для многих грибов являются полисахаридные комплексы, наблюдаемое развитие перекрёстной аллергии к микромицетам может быть связано с общностью антигенных детерминант [1,16, 17].
Одним из распространённых аэроаллергенов жилых помещений является Pénicillium notatum. С помощью IgE-содержащих сывороток больных аллергией и моноклональных антител к Реп п 13 (главного аллергена плесени Penilillium notatum) двумерным иммуноблоттингом идентифицировали два аллергена с молекулярной массой 33 кД и разными изоэлек-
трическими точками. Клонировали и секвенировали кДНК Реп п 13. ДНК кодировала белок из 397 аминокислот, включая сигнальный пептид из 25 аминокислот и пропептид из - 90 аминокислот. Реп п 13 - это щелочная сериновая протеаза с 39% сходством с аллергенами других видов плесневых грибов. Сильная перекрёстная реактивность с Реп п 13 подтверждает их сходство с IgE-связывающих эпитопов [18].
Известно, что Stachybotrys chartarum - плесневый гриб, ответственный за развитие микотоксикоза, ги-перчувствительного пневмонита и IgE-обусловлен-ной аллергии. В ходе исследований с использованием специфических IgG и IgA антител для выявления Stachybotrys chartarum у 41 здорового индивидуума и при ряде заболеваний было показано, что антиген Stachybotrys chartarum имеет общие эпитопы с Aspergillus fumigatus и Aspergillus alternate [19]. Также выявлена аллергенность одного из антигенов Aspergillus fumigatus с молекулярной массой 55 кД при выделении ДНК и ее клонировании [20].
Китайские учёные из Университета Фудан исследовали влияние спор грибов, находящихся в воздушном пространстве жилых помещений, на экспрессию мРНК интерлейкина-4 (ИЛ-4) мононуклеарными клетками периферической крови крыс, получавших эндотрахеально аллергены грибов. Обнаружено, что уровень экспрессии мРНК ИЛ-4 выше у крыс, получавших суспензию спор грибов, по сравнению с ин-тактными животными; это помогло признать важную роль ИЛ-4 в процессах сенсибилизации к аллергенам грибов [21].
Сотрудники университета Куопио (Финляндия) из плесневых грибов Stachybotrys chartarum готовили экстракты, из которых методом SDS-PAGE определяли аллергенные гликопротеины. Среди сахаров, характерных для гликопротеинов с молекулярной массой 30 кД, наиболее частыми были ман-ноза, галактоза и сиаловая кислота. Удаление их из молекулы гликопротеина не снижало способности гликопротеина связывать антитела [22]. Кроме того, в клетках Stachybotrys chartarum выявлено 15 антигенных компонентов, среди которых повышенной аллергенностью отличались компоненты 59, 55, 41 и 31 кД. Показано значительное отличие аллергенов S. chartarum от аллергенов других плесневых грибов, за исключением вида Memnoniella echinata. Уровень перекрёстной реактивности с другими видами грибов составлял от 17 до 45% [23].
Исследованиями, проведёнными в Вашингтонском университете (США), выявлен ряд аллергенов из спор плесневого гриба Cladosporium sphaerosper-тит. IgE-связывающей активностью обладали аллергены с молекулярной массой 9-11, 12-25, 27-33, 37-45, 47-65 и 71-88 кД. Установлены перекрёстные реакции аллергенов этого гриба с другими видами Cladosporium [24].
Главным аллергеном паразита картофеля Fusarium solani является Fus si. При иммунизации мышей пептидом IV-1 Fus si у них вырабатываются специ-
фические IgG и IgE антитела. При контакте тучных чены рекомбинантные формы аллергенов и обосно-
клеток крови больных, чувствительных к Fusarium вана возможность диагностического использования
solani, с экстрактами Е solani или аллергеном Fus si Cladosporium herbarium и Alternaria alternata [27].
происходит усиление выделения гистамина, которое К естественным факторам защиты, снижающим
отсутствует в ответ на пептид IV-1. Выявлено, что грибковую сенсибилизацию и препятствующим за-
пептид IV-1 способен блокировать выделение гиста- ражению грибами, относят трансферрин, лактофер-
мина, что даёт возможность применять в лечебной рин, муцины, лизоцим, церулоплазмин и пр. Так,
практике пептид IV-1 у больных с повышенной чувс- например, захват Candida, albicans (частая причи-
твительностью kF. solani [25]. на кандидоза при наличии иммунодефицита) пря-
Методом IgE-иммуноблоттинга охарактеризо- мо осуществляется макрофагами и опосредованно
ваны аллергены 14 разных видов плесневых грибов - нейтрофилами, которыми грибы и уничтожаются.
Fusarium с использованием сывороток 123 больных, Ряд цитокинов также принимает участие в уничто-
чувствительных к плесени. Один из аллергенов Fu- жении грибов наряду с антителами и цитотоксичес-
sarium оказался энолазой. Заметим, что энолазы кими клетками [28].
являются перекрёстно реагирующими антигенами Приведённые в работе исследования, посвящён-
некоторых дрожжей и плесневых грибов. Выявле- ные проблемам диссеминации грибов в жилых поме-
на значительная перекрёстная реактивность между щениях и их влиянию на здоровье населения, опре-
аллергенами разных видов Fusarium и аллергенами деляют совершенно оправданную разработку гиги-
других видов плесневых грибов (Cladosporium, Alter- енических мероприятий и необходимость принятия
naria, Mucor, Candida, Penicillium и др.) [26]. Полу- направленных управленческих решений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аллергические болезни у детей. Руководство для врачей /Под ред. М.Я. Студеникина, И.И. Балаболкина. - М.: Медицина, 1998. - С. 8-9.
2. Лебедева Н.В., Фурман В.Д., Кислицин В.А. и др. Влияние негативных факторов жилой среды на респираторные заболевания у детей // Гигиена и санитария.- 2004. - № 3. - С, 59-65.
3. Доклад о состоянии здравоохранения в Европе / Европейское региональное бюро ВОЗ, Копенгаген. - 2002. - № 97. - С. 98-99.
4. Indoor Air Pollution. Concern for Europe’s Tomorrow. Health and the Environment in the WHO European Region. - Geneva,
1995. - P. 160-165.
5. Coplu. Turk. hij. deneysel boil. derg. - 1999. - Vol. 56, № 2. - P.87-90.
6. Mezzari A., Perin C., Santos S.A., Bernd L.A. Airborne fungi in the pity of Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil // Rev. Inst, med. trop. Sao Paolo.- 2002. - Vol. 44,№ 5. - P. 269-272,
7. Bahkali A.H., Parvez S. Fungal flora in house dust in Riyadh, Saudi Arabia // Mycoses.-1999. - № 4. - P. 339-343.
8. Godish D.R. Study of airborne culture able mold in seventeen east-central Indiana school buildings // Proc. Indiana Acad. Sci.-
1996. - Vol. 105,№ 1-2. - P. 61-68.
9. Hoekstra E.S., Samson R.A. Mycoses. The importance of qualitative analysis of indoor fungi: Abstr. 34. Wissenschaftliche Tagung der Deutschsprachigen Mykologischen Gesellschaft e. V., Berlin, Sept. 14-16, 2000. - Vol. 43, № 6. - P. 231-232.
10. Pieckova Ё., Jesenska Z. Microscopic fungi in dwellings and their health implications in humans II Ann. Agr. And Environ. Med. — 1999. - Vol. 6, № 1. - P. 1-11.
11. Fischer G., Schwalbe R., Muller Tit. et all. The relevance of airborne fungi and their secondary metabolites for environmental and occupational hygiene: Abstr. 34. Wissenschaftliche Tagung der Deutschsprachigen Mykologischen Gesellschaft e. V., Berlin, Sept. 14-16, 2000. - Vol. 43, № 6. - P. 222-223.
12. Mahmoudi М., Gershwin M.E. Sick building syndrome. III. Stachybotrys chartarum // J. Asthma. — 2000. - Vol. 37, № 2. - P. 191-198.
13. Barnes C., Pacheco F., Hu F. et all. The relation of fungal allergen measurements to airborne spore counts in suburban residential housing: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56* Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C., March 3-8, 2000. - Vol. 105, № 1, Pt 2. - P. S291.
14. Pitt J.l. Toxigenic fungi and mycotoxins // Brit. Med. Bull. — 2000. - Vol. 56, № 1. - P. 184-192.
15. Russell B. ]., Miller B. Comparison of mold spores in 1998 and 1999: Abstr. Pap. To be Presented during Scientific sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C., March 3-8, 2000. - Vol. 105, № 1, Pt. 2. - P. S336.
16. Балаболкин И.И., Клюев Б.В., Ботвиньева B.B. и др. Клинические иммунные проявления бронхиальной астмы у детей с сенсибилизацией к плесневым грибам /./ Педиатрия.- 1993. - № 3. - С. 21-23.
17. van Strien R.T., Doekes G., Douwes J. etall. Home characteristics andlevels of endotoxin, b(1,3), glucan, and fungal polysaccharide antigen in house dust in the P1AMA study: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C., March 3-8,2000. - Vol. 105, № 1, Pt. 2. — P. S374.
18. Chow L.-P., Chiou S.-H., Hsiao M.-C. et all. Characterization of Pen n 13, a major allergen from the mold Penicillium notatum // Biochem. and Biophys. Res. Commun.- 2000. - Vol. 269, № 1. - P. 14-20.
19. Halsey J.F. Performance of a Stachybotrys chartarum serology panel: Abstr. 38th Annual Scientific Session of the Western Society of Allergy, Asthma and Immunology // Allergy and Asthma Proc. — 2000. - Vol. 21, № 3. - P. 174-175.
20. Nigam S., Surma PV.G.K., Ghosh P.C., Sarma Usha P. Molecular characterization of a glycoprotein allergen of Aspergillus fumigatus: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C., March 3-8, 2000. - Vol. 105, № 1, Pt 2. - P. S306.
21. Kan H., Song W., Jiang R. Weisheng yanjiu // J. Hyg. Res. — 2001. - Vol. 30, № 5. - P. 269-270.
22. Karkkainen М., Rautiainen J., Virtanen Т., Pasanen A-L. Characterization of glycoprotein components in Stachybotrys chartarum: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C.* March 3-8, 2000. - Vol. 105,№ 1, Pt 2. - P. S338.
23. Raunio P., Pasanen A-L., Virtanen Т., Rautiainen J. Cross reactivity between Stachybotrys chartarum and six fungal species f¥ J. Allergy and Clin. Immunol.- 2000. - Vol. 105, № 1, Pt 2. - P. S337.
24. Dixit A., Kwilinski K. Cladosporium sphaerospermum - a new allergenic species: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.G., March 3-8, 2000. - Vol. 105, № 1, Pt 2. - P. S328.
25. Verma J., Singli B.P., Stidham S., Arora N. IgE binding and histamine release capacity of a peptide isolated from the major allergen Fusarium solani: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C., March 3-8, 2000. - Vol. 105,№ 1, Pt 2. - P. S316.
26. Wopfner N., Unger A., Ebner C. et all. Characterization of allergens from fourteen species of Fusarium // J. Allergy and Clin. Immunol, 2000. - Vol. 105, № 1, Pt 2. - P. S335.
27. Simon-Nobbe B., Kessler B., Breitenbaeh M. Cross-reactivity between fungal enolases: Abstr. Pap. to be Presented during Scientific Sessions AAAAI 56th Annual Meeting, Research Triangle Park, N.C., March 3-8, 2000. - Vol. 105,№ 1, Pt 2. - P. S336.
28. Сергеев А.Ю., Бурова C.A. Иммунитет при кандидозе и подходы при иммунокоррекции // Антибиотики и химиотерапия,- 2000. - Т. 45, № 12. - С. 30-31.
Поступила в редакцию журнала 17.01.05 Рецензент: Н.П. Блинов
