Плесневые грибы

Плесневые грибы (плесень) — это неформальное, собирательное название различных микроскопических грибов, образующих характерные пушистые или бархатистые налёты на поверхности органических субстратов. В биологическом смысле плесневые грибы не являются единой таксономической группой, а представляют собой полифилетическую группу, включающую представителей отделов зигомицетов, аскомицетов и несовершенных грибов (дейтеромицетов). Их объединяет общая экологическая стратегия — сапротрофное питание (разложение мёртвой органики) и способность к быстрому росту мицелия (грибницы) с образованием огромного количества спор. Плесневые грибы широко распространены в природе и играют ключевую роль в круговороте веществ, однако в условиях жилых и производственных помещений часто выступают как биодеструкторы и аллергены.

Биология и строение

Мицелий и гифы

Тело плесневого гриба, или мицелий, состоит из тонких ветвящихся нитей — гиф. У большинства видов гифы септированные (разделённые перегородками на клетки), у зигомицетов (например, мукор) — несептированные (ценоцитные, без перегородок). Мицелий может быть как поверхностным (образует налёт на субстрате), так и проникающим внутрь субстрата (субстратный мицелий). Именно гифы выделяют ферменты, расщепляющие сложные органические соединения (целлюлозу, лигнин, белки, жиры) до простых, которые затем всасываются всей поверхностью гриба.

Спороношение

Размножение плесневых грибов происходит преимущественно бесполым путём — с помощью спор. Споры образуются в специализированных структурах:

Конидии — экзогенные споры, формирующиеся на концах гиф (конидиеносцах) у аскомицетов (Aspergillus, Penicillium). Они могут быть окрашены в зелёный, чёрный, серый или белый цвет, что определяет окраску плесени.
Спорангии — мешковидные структуры, внутри которых созревают эндогенные споры (спорангиоспоры). Характерны для зигомицетов (Mucor, Rhizopus). Спорангий обычно чёрного цвета, что придаёт плесени вид чёрных точек.

Половое размножение у плесневых грибов встречается реже и связано с образованием покоящихся структур (зигоспор, аскоспор), обеспечивающих выживание в неблагоприятных условиях.

Физиология

Плесневые грибы — облигатные аэробы (нуждаются в кислороде), хотя некоторые виды способны к ограниченному росту при низкой концентрации кислорода. Оптимальная температура для роста большинства видов — 20–30 °C, однако существуют психрофильные (растущие при 0–10 °C, например, Penicillium expansum) и термофильные (до 50 °C) формы. Влажность субстрата и относительная влажность воздуха (более 70 %) являются критическими факторами для прорастания спор и развития мицелия. Плесень способна расти на широком спектре субстратов: от продуктов питания и древесины до бетона, обоев и кожи.

Классификация и основные представители

С биологической точки зрения плесневые грибы делятся на несколько основных групп:

Зигомицеты (Zygomycota)

Мукор (Mucor) — один из самых распространённых родов. Образует белый или серый пушистый налёт, быстро покрывающий хлеб, фрукты, овощи. Гифы несептированные, спорангии чёрные. Некоторые виды (Mucor indicus) используются в биотехнологии для получения этанола, но многие являются возбудителями мукоромикоза — опасного заболевания у людей с ослабленным иммунитетом.
Ризопус (Rhizopus) — отличается наличием ризоидов (корнеподобных гиф), прикрепляющих мицелий к субстрату. Rhizopus stolonifer («чёрная хлебная плесень») — типичный вредитель хлебобулочных изделий и фруктов.

Аскомицеты (Ascomycota)

Аспергилл (Aspergillus) — род, включающий несколько сотен видов. Конидиеносцы имеют характерное вздутие на конце (апикальная булава), на котором радиально расположены цепочки конидий. Окраска варьирует: зелёная (Aspergillus fumigatus), чёрная (Aspergillus niger), жёлтая (Aspergillus flavus). Aspergillus niger широко используется в промышленности для производства лимонной кислоты и ферментов. Aspergillus flavus продуцирует афлатоксины — сильнейшие канцерогены. Aspergillus fumigatus — частый возбудитель аспергиллёза лёгких.
Пеницилл (Penicillium) — конидиеносцы имеют вид кисточки (от лат. penicillus — кисточка). Конидии обычно зелёного или голубовато-зелёного цвета. Penicillium chrysogenum (исторически Penicillium notatum) — продуцент антибиотика пенициллина. Penicillium roqueforti и Penicillium camemberti используются в сыроварении для придания сортам «Рокфор» и «Камамбер» характерного вкуса и аромата. Многие виды — вредители продуктов и кормов.

Несовершенные грибы (Deuteromycota)

Формальная группа, объединяющая виды, у которых не обнаружено половое размножение. Сюда относятся многие патогенные для человека и растений плесени, например, Fusarium (вызывает фузариоз растений, продуцирует микотоксины) и Cladosporium (часто встречается на стенах и обоях, образует чёрные пятна).

Распространение и экология

Плесневые грибы встречаются повсеместно: в почве, воздухе, воде, на поверхности растений и животных. Споры плесени постоянно присутствуют в атмосферном воздухе, особенно в тёплое время года. В помещениях их концентрация может в десятки раз превышать уличную, особенно при плохой вентиляции и повышенной влажности.

Основные места обитания в жилых и производственных зданиях:

Ванные комнаты, душевые, туалеты (на плитке, швах, затирке, под раковинами).
Кухни (на продуктах, в холодильниках, под мойками).
Подвалы, погреба, чердаки.
Стены, оклеенные обоями (особенно виниловыми, которые не пропускают влагу).
Системы вентиляции и кондиционирования.
Деревянные конструкции (полы, балки, мебель).

Плесень играет важную роль в разложении отмершей органики в природе. Вместе с бактериями и актиномицетами она является основным деструктором целлюлозы, лигнина и хитина. Некоторые виды вступают в симбиоз с растениями (микориза) или с водорослями (лишайники).

Влияние на здоровье человека

Плесневые грибы и их метаболиты могут оказывать на организм человека три основных типа воздействия:

Аллергическое действие

Споры и фрагменты мицелия являются сильными аллергенами. При вдыхании они вызывают сенсибилизацию организма, что проявляется аллергическим ринитом, конъюнктивитом, бронхиальной астмой, атопическим дерматитом. Наиболее аллергенными считаются виды родов Alternaria, Cladosporium, Aspergillus, Penicillium.

Токсическое действие (микотоксикозы)

Многие плесневые грибы продуцируют вторичные метаболиты — микотоксины. Эти вещества обладают канцерогенными, мутагенными, тератогенными и иммуносупрессивными свойствами. Наиболее опасны:

Афлатоксины (продуцируются Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus) — поражают печень, вызывают гепатоцеллюлярную карциному. Загрязнение афлатоксинами арахиса, кукурузы, риса и других зерновых — серьёзная проблема в странах с тёплым климатом.
Охратоксины (Aspergillus ochraceus, Penicillium verrucosum) — нефротоксичны, поражают почки.
Фумонизины (Fusarium verticillioides) — вызывают лейкоэнцефаломаляцию у лошадей и подозреваются в канцерогенности для человека.
Трихотецены (Fusarium, Stachybotrys) — вызывают тяжёлые поражения желудочно-кишечного тракта и кроветворной системы.

Инфекционное действие (микозы)

У людей с нормальным иммунитетом плесневые микозы встречаются редко. Исключение составляют поверхностные поражения кожи и ногтей (дерматомикозы, хотя их возбудители — не типичные плесени, а дерматофиты). У иммунокомпрометированных пациентов (ВИЧ-инфицированные, после трансплантации органов, на фоне химиотерапии) плесневые грибы могут вызывать инвазивные микозы с высокой летальностью: аспергиллёз, мукоромикоз, фузариоз.

Применение в промышленности и биотехнологии

Несмотря на негативное влияние, плесневые грибы имеют огромное хозяйственное значение:

Производство антибиотиков: Penicillium chrysogenum — источник пенициллина, Cephalosporium acremonium — цефалоспоринов.
Пищевая промышленность: Penicillium roqueforti и Penicillium camemberti — для сыров; Aspergillus oryzae и Aspergillus sojae — для соевого соуса, мисо, саке; Aspergillus niger — для получения лимонной, глюконовой и щавелевой кислот.
Ферментная промышленность: Aspergillus niger продуцирует амилазы, протеазы, пектиназы, целлюлазы, используемые в хлебопечении, пивоварении, соковом производстве.
Биоконтроль: некоторые виды Trichoderma используются как биофунгициды для борьбы с фитопатогенами.
Биоремедиация: плесневые грибы способны разлагать нефтепродукты, пестициды, красители и другие загрязнители.

Методы борьбы и профилактики

Борьба с плесенью в помещениях включает комплекс мер:

Контроль влажности (основной фактор). Поддержание относительной влажности воздуха ниже 60 % (с помощью осушителей, кондиционеров, вентиляции). Устранение протечек, конденсата, капиллярного подсоса влаги из грунта.
Вентиляция. Регулярное проветривание, обеспечение притока свежего воздуха, особенно в ванных и кухнях.
Герметизация. Заделка швов, трещин, стыков; использование влагостойких материалов (керамическая плитка, цементные штукатурки, акриловые краски).
Удаление плесени. При небольших очагах — обработка растворами хлорсодержащих отбеливателей (гипохлорит натрия), перекисью водорода, уксусом, специальными фунгицидными препаратами. При глубоком поражении (более 0,5 м²) требуется замена повреждённых материалов (обоев, штукатурки, гипсокартона).
Профессиональная обработка. В тяжёлых случаях привлекаются специализированные компании, использующие генераторы сухого тумана, озонирование, УФ-облучение.

Источники

Биология: в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2018.
Гарибова Л. В., Лекомцева С. Н. Основы микологии. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2005.
Микология: учебник / под ред. Ю. Т. Дьякова. — М.: Академия, 2007.
Санитарные правила СП 2.1.3678-20 «Санитарно-эпидемиологические требования к эксплуатации помещений, зданий, сооружений…».
Медицинская микробиология, вирусология и иммунология / под ред. В. В. Зверева. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →