Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского», биологический факультет, кафедра биомедицины (г. Нижний Новгород)
Эта статья опубликована сборнике научных трудов "Проблемы и перспективы современной науки" с материалами Четвертой Международной Телеконференции "Фундаментальные науки и практика" - Том 3 - №1. - Томск - 2011.
В последние годы микромицеты, как возбудители заболеваний, приобретают все больший удельный вес в структуре болезней. Основная масса микроскопических грибов относится к условно-патогенным возбудителям. Являясь составной частью окружающей сре¬ды, обитая в почве, воде, воздухе, помещениях, на растениях, продуктах питания, либо на коже и слизистых оболочках человека, некоторые безвредные микромицеты, контактируя с организмом в условиях сниженного иммунитета или при наличии других отягощающих факторов, приоб¬ретают патогенные свойства, становясь паразитами [Меньшиков В.В., 2003]. Изначально они сапротрофы, но обладают способностью вызы¬вать лизис макромолекул, поэтому при некоторых условиях могут разрушать не только мертвый био¬субстрат, но и живые ткани, то есть приобретать патогенные свойства [Марфенина. О.Е., 2005].
В свете вышеизложенного весьма актуальным является вопрос защиты материалов, изделий, человеческого жилища, а также самого человека от негативного воздействия микроскопических грибов. Поэтому в настоящее время специалистами в области микробиологии активно ведется изучение действия на микромицеты высокоинтенсивных физических факторов, которые могут противодействовать их проникновению в места работы и проживания человека.
Ранее нами было установлено высокое биоцидное действие ультрафиолетового излучения и ультразвука на споры и мицелий условно-патогенных микромицетов, поэтому в данной работе представляло интерес оценить воздействие вышеуказанных факторов на метаболическую активность микроскопических грибов.
В нашей работе проводилась оценка изменения активности каталазы и пероксидазы в культуральной жидкости у Aspergillus niger ВКМ F-1119, являющегося активным контаминантом-биодеструктором различных помещений, а также возбудителем различных заболеваний человека, на 3, 5 и 10 сутки после однократного воздействия ультрафиолетового излучения (доза 60 мДж/см2; источник ультрафиолетового излучения – облучатель ультрафиолетовый кварцевый ОУФК – 01 «Солнышко»).
В дальнейшем оценивалось изменение активности каталазы и пероксидазы в культуральной жидкости у Aspergillus niger на 3, 5 и 10 сутки после однократного воздействия ультразвука (время озвучивания 5 мин; источник – автономный ультразвуковой излучатель UN-231 частота колебаний 2,5 МГц).
Полученные данные представлены в таблице 1.
Таблица 1
Изменение
активности пероксидазы и каталазы Aspergillus
niger при воздействии ультрафиолета и ультразвука
Вид физического фактора
|
Сутки
|
Активность фермента, у.е.
|
пероксидаза
|
каталаза
|
к
|
о
|
к
|
о
|
Ультрафиолетовое
излучение (доза 60 мДж/см2)
|
3
|
11±2
|
16±1
|
1±0,2
|
3±0,7
|
5
|
37±7
|
43±9
|
1±0,1
|
1±0,5
|
10
|
72±3
|
45±6
|
4±0,5
|
1±0,1
|
Ультразвук (2,5 МГц время
озвучивания 5 минут)
|
3
|
284±42
|
165±17
|
49±5
|
8±2
|
5
|
35±10
|
322±60
|
4±1
|
16±2
|
10
|
44±12
|
407±20
|
7±2
|
12±
|
Воздействие ультрафиолетового излучения на Aspergillus niger приводило незначительному увеличению активности пероксидазы с 3 по 5 сутки в опыте, а на 10 сутки наблюдалось снижение активности. Однако при сравнении данных в опыте между собой можно увидеть некую закономерность, соотносимую с «триадой» Ганса Селье. Ультрафиолетовое излучение является для живых организмов в определенной дозе стрессовым фактором, способным вызвать в организме повреждения или даже привести к гибели. В нашей работе на 3 сутки реализуется первичная индуктивная стрессовая реакция, проявляющаяся в незначительном увеличении активности пероксидазы. На 5 и 10 сутки реализуется адаптационная реакция, заключающаяся в увеличении и стабилизации активности данного фермента, а значит и процессов дыхания и метаболизма, что в свою очередь препятствует наступлению третьей фазы – фазы истощения.
Воздействие ультрафиолетового излучения на Aspergillus niger приводило к увеличению активности каталазы с 3 по 5 сутки в опыте по отношению к контролю, а на 10 сутки наблюдалось снижение активности.
Известно, что обработка водных растворов ультрафиолетовым излучением приводит к образованию активных форм кислорода, главным образом Н2О2. Каталаза, как показал Бах, проявляет свою каталитическую функцию независимо от присутствия пероксидазы. Каталаза разлагает перекись водорода с выделением молекулярного, неактивного кислорода. Пероксидаза же в присутствии донатора водорода, например пирогаллола, дает активный кислород, способный окислять различные химические соединения [Закиров М. З., 1975]. Следовательно, по нашему мнению, именно каталазе принадлежит ведущая защитная роль в адаптации тест-культуры к негативному воздействию ультрафиолета.
Воздействие ультразвука на Aspergillus niger приводило к уменьшению активности пероксидазы на 3 сутки в опыте по отношению к контролю, с 5 по 10 сутки наблюдалось значительное увеличение активности фермента. Возможно, что при обработке ультразвуком уже на 3 сутки реализуется первичная индуктивная стрессовая реакция, проявляющаяся в резком снижении активности пероксидазы. С 5 по 10 сутки реализуется адаптационная реакция, заключающаяся в увеличении активности данного фермента, а значит и процессов дыхания и метаболизма питательного субстрата, что в свою очередь препятствует наступлению третьей фазы – фазы истощения.
Воздействие ультразвука на Aspergillus niger приводило к значительному уменьшению активности каталазы на 3 сутки в опыте, на 5 сутки – значительное увеличение активности фермента, а на 10 сутки – незначительное увеличение активности. У Aspergillus niger на 3 сутки реализуется первичная индуктивная стрессовая реакция, проявляющаяся в резком снижении активности каталазы, с 5 по 10 сутки реализуется адаптационная реакция, заключающаяся в увеличении и стабилизации активности данного фермента. Однако следует заметить, активность каталазы значительно сильней снижается по сравнению с пероксидазой после воздействия ультразвука.
Выводы
1. Ультрафиолетовое излучение и ультразвук способны оказывать существенное ингибирующее действие на активность пероксидазы и каталазы Aspergillus niger, что, безусловно, будет препятствовать данной культуре осваивать и колонизировать субстрат.
2. Учитывая высокую метаболическую активность гриба Aspergillus niger, можно с уверенностью предполагать, что ультрафиолет и ультразвук будут оказывать не менее эффективное воздействие на активность экзопероксидаз и экзокаталаз других условно-патогенных микромицетов.
3. Ультрафиолетовое излучение и ультразвук могут препятствовать контаминации мест работы и проживания человека условно-патогенной микофлорой.
4. Для максимальной эффективности биозащитных мероприятий необходимо применять сочетанное воздействие высокоинтенсивных физических факторов (ультрафиолет и ультразвук) с целенаправленно подобранными техническими биоцидами, инактивирующими те метаболические процессы микромицетов, которые выше названные факторы не угнетают или угнетают недостаточно.
Литература
1. Закиров М. З. Ферменты плесневых грибов. - Ташкент: Фан, 1975. - 123 с.
2. Марфенина. О.Е. Антропогенная экология почвенных грибов.- М., 2005. - 196 с.
3. Меньшиков В.В. Клиническая лабораторная аналитика //Частные аналитические технологии в клинической лаборатории. Том IV. Москва: Агат-Мед, - 2003. – 816с.
|