Использование аппарата "СЕМ^® -Активатор"для борьбы с

патогенными и вредными микроскопическими грибами

Микроскопические грибы развиваются повсюду, где только есть минимальные условия для их метаболизма. Им требуются только влага, тепло и немного связанного углерода. Большинство плесневых грибов являются в высшей степени неприхотливыми формами жизни. Они способны осуществить окисление любого природного органического соединения, в том числе различные нефтепродукты, воск, парафин, сложные эфиры, полиэтилен и многие другие. Органические соединения, которые являются пищей для гриба, входят в состав многих строительных материалов. Кроме того, источником органических веществ могут служить различного рода загрязнения, попадающие на материалы.

О масштабах влияния микроскопических грибов на строительные сооружения можно судить по следующим примерам. Эксплуатация железобетонных и металлических коллекторов и сооружений канализации нередко ограничивается 10-12 годами против нормативных в результате деятельности микроскопических грибов. По опубликованным данным в 14 развитых странах, где ведется активная борьба с биологической коррозией, потери от биодеградации составляют более 2 % совокупной произведенной продукции. В России ежегодные потери от биоразрушений превышают 2 миллиарда долларов. Только учтенные ежегодные потери железобетона составляют 4-6 млн. кубических метров.

Наличие богатого набора ферментов позволяет грибам приспособиться к различным условиям существования: разные виды их могут расти в темноте и при ярком солнечном свете, в диапазонах показателя рН среды от 3 до 8 и температуры от 1 до 60°С, выдерживать замораживание в жидком азоте и прогревание до температуры свыше 100 °С, а высушенные споры грибов сохраняют свою жизнеспособность свыше 10 лет.

Главный агент биоповреждений – микроскопические грибы. Они обладают колоссальной устойчивостью, выделяют токсины и аллергены

При недостаточной гидроизоляции почвенные воды по капиллярным системам строительных материалов поднимаются из фундамента в стены зданий. Они несут с собой соли и сложные органические вещества, служащие питательной средой для микромицетов, которые тоже поднимаются до первых этажей зданий и там образуют колонии в толще стен и на их поверхности. Продукты жизнедеятельности микромицетов изменяют среду в материалах, приводя к изменению их прочностных характеристик. Следовательно, жилище, вместо защиты жителя города, может стать аккумулятором возбудителей инфекционных заболеваний, а значит и причиной их возникновения, а также причиной развития аллергий.

Поскольку увлажнение построек может происходить снизу – из почвы, и сверху – из-за неисправной кровли, наиболее уязвимыми для микозов и микогенной аллергии являются жители первых и последних этажей зданий. Но и на других этажах зданий с признаками увлажнения их конструкций, повышается вероятность развития микозов у жителей, особенно в случаях неисправности водопроводных, отопительных и канализационных коммуникаций. От проникновения спор грибов в жилища и другие помещения не спасают даже современные способы жизнеобеспечения, такие, как вентиляция и кондиционирование воздуха. Более того, в вентиляционных системах и влагосборниках кондиционеров тоже образуются колонии плесневых грибов, с поверхности которых прямо в места обитания или работы человека направляется воздух, содержащий споры грибов. Заболевания, возникающие по этому пути передачи возбудителя, так и называются «болезнями пользователей кондиционеров».

Плесень в жилых помещениях.

Неблагоприятное влияние биоповреждений на людей обусловлены их способностью взаимодействовать с организмом человека. В частности, грибы, развивающиеся в толще и на поверхности строительных материалов, не являясь по своей природе болезнетворными, могут в организме человека приобретать паразитарные свойства и вызывать инфекционные поражения -микозы, а у людей, склонных к аллергическим реакциям - микогенные аллергии в виде астматического бронхита, бронхиальной астмы, крапивницы и других.

Долгое время предполагали, что следствием интенсивного контакта с плесенью в домах с нарушенным температурно-влажностным режимом являются либо инфекции, либо аллергия. Действительно, самая частая форма аллергии, зависящей от влияния биоповреждений зданий -бронхиальная астма. В России пока нет статистики этого заболевания, а в других странах Европы и Американских континентов от 50 до 80 % больных бронхиальной астмой положительно реагируют на пробы с антигенами плесневых грибов. Это означает, что грибы являются основной причиной возникновения и развития заболевания. По данным НИИ медицинской микологии им. П.Н. Кашкина, в Санкт-Петербурге 42 % детей, страдающих бронхиальной астмой, проживает на первых этажах зданий с признаками биоповреждений. Кроме бронхиальной астмы, развиваются микогенные конъюнктивиты, риниты, назофарингиты. Они могут быть самостоятельными или сопровождать бронхиальную астму.

Однако гораздо меньше внимания уделялось тому факту, что высокотоксичные продукты обмена веществ грибов - микотоксины - также могут угрожать здоровью. Эти отравляющие вещества являются возбудителями микотоксикоза, долгое время считавшегося загадочным заболеванием. Симптомы микотоксикоза разнообразны: от астмы, воспаления глаз, гриппозного состояния, болей в мышцах, хронического упадка сил до нарушений в центральной нервной системе (нарушения памяти, концентрации внимания или головокружение и проблемы с равновесием).

Кроме этого, плесневые грибы наносят колоссальный урон сельскому хозяйству, размножаясь в зерно- и овощехранилищах.

Как следует из вышеизложенного, проблема борьбы с микроскопическими грибами в промышленности, сельском хозяйстве, медицинских учреждениях и в быту чрезвычайно актуальна. Каковы же основные методы этой борьбы?

Можно выделить два основных метода инактивации патогенных и вредных микроорганизмов:

1.Обработка ультрафиолетом. В последние годы является малоэффективной, вследствие появления большого количества резистентных к ультрафиолетовому облучению штаммов микроскопических грибов и бактерий.

2.Использование различных дезинфектантов. Опыт многолетнего использования данных средств показывает, что микроорганизмы, и в особенности микроскопические грибы, достаточно быстро (в течение 3-5 лет) вырабатывают устойчивость к тому или иному препарату. Кроме того, эти средства очень токсичны для человека.

Подобная ситуация ставит перед специалистами в области технической микробиологии задачу разработки и реализации безопасных и высоко эффективных технологических санитарных мероприятий по снижению заселенности микроорганизмами жилья человека, а также применения меры защиты персонала в наиболее микробиологически загрязненных рабочих местах, а также необходимости постоянно вести поиск новых дезинфицирующих средств и способов повышения их активности.

Наиболее ощутимых результатов в этой области в последние годы добился совместный творческий коллектив отдела биологических исследований НИИ химии Нижегородского госуниверситета им. Н.И. Лобачевского (рук. отдела д.б.н., проф. В.Ф. Смирнов) и биотехнологического отдела компании ЗАО «СЕМ-Технолоджи» (рук. направления - к.б.н. Д.В. Кряжев).

Исследования проводились в следующих направлениях:

•воздействие КВЧ-излучения на мицелий и споры микромицетов,

•воздействие ФРИ^®на мицелий и споры микромицетов,

•воздействие ФРИ^® на биоцидные препараты и стимуляторы роста.

Источником КВЧ и ФРИ^®- излучений служил аппарат СЕМ^® TECH.

Воздействие КВЧ-излучения на мицелий и споры микромицетов

В качестве основных объектов испытаний были взяты два вида микромицетов: Alternaria alternata и Penicillium chrysogenum. Выбор грибов был обусловлен тем, что Alternaria alternata является тёмноокрашенным (в клетках данного гриба повышенное содержание пигмента меланина), a Penicillium chrysogenum -  светлоокрашенным грибом. Известно, что ряд авторов считает, что меланин выполняет протекторную функцию при воздействии на грибы различных физических факторов, в том числе электромагнитного излучения.

Результаты эксперимента по обработке КВЧ-излучением водных суспензий спор подтвердили негативное воздействие КВЧ-излучения на развитие и рост тест-грибов. Причём наиболее эффективным в инактивации спор грибов проявил себя желтый излучатель, вызывающий гибель не менее 50 % титра колониеобразующих единиц (КОЕ) у обоих тест-грибов. Действие остальных излучателей следует считать недостаточно эффективным.

Эксперименты с другими видами микромицетов позволяют с уверенностью утверждать, что КВЧ-излучение, генерируемое желтым излучателем, способно вызывать гибель значительных количеств спор микромицетов - агентов биоповреждения, а при увеличении времени экспозиции в 2-2,5 раза (до 10-12,5 часов) можно добиться гибели всего объёма спор.

Также представляло интерес исследовать рост мицелия вышеуказанных грибов, развивающегося из спор, облученных КВЧ в период 3-14 суток.

Полученные результаты показывают, что у обоих грибов наблюдалось снижение интен­сивности роста мицелия. Максимальное торможение роста у гриба Alternaria alternata наблюда­лось на третьи сутки, затем степень ингибирования снижалась; аналогичная картина наблюда­лась и в случае с Penicillium chrysogenum. Аналогичный эффект был получен и в отношении Aspergillus niger («черная плесень», которая поражает жилые и производственные помещения, а также вызывает аспергиллез легких у человека и сельскохозяйственных животных) (рис. 14.5). Снижение ингибирующего эффекта КВЧ на рост грибов с течением времени, на наш взгляд, может быть связано с тем, что в процессе развития и роста у грибов могут начать функциони­ровать некие компенсаторные механизмы, противодействующие негативному воздействию КВЧ-излучения. Также необходимо отметить, что у Penicillium chrysogenum, облучённого КВЧ-излучением в течение трёх часов, наблюдалось отставание в развитии мицелия, в частности процесс спороношения наступал значительно позднее, чем в контрольном варианте, что также подтверждает факт негативного воздействия данного излучения на жизнедеятельность гриба.

Также результаты этого эксперимента показывают, что желтый излучатель проявил себя как наиболее универсальный - способный примерно в равной степени ингибировать рост как светло- так и тёмноокрашенного мицелия (от 72 до 85 %).

Обобщая результаты данных экспериментов, мы можем утверждать, что КВЧ-излучение, генерируемое желтым излучателем, способно не только вызывать гибель спор плесневых грибов, но и оказывать негативное влияние на процесс роста и развития грибного мицелия из облученных спор.

Воздействие ФРИ^® на мицелий и споры микроскопических грибов

Результаты эксперимента по обработке ФРИ^® водных суспензий спор подтвердили негативное воздействие ФРИ^®, генерируемого всеми четырьмя излучателями, на развитие и рост основных тест-грибов: инактивировалось от 20 до 60 % титра КОЕ. Однако наиболее эффективным в инактивации спор проявил себя желтый излучатель, вызывающий гибель не менее 59 % титра КОЕ у Alternaria alternata и 38 % у Penicillium chrysogenum.

Эксперименты с другими видами микромицетов позволяют с уверенностью утверждать, что ФРИ^®, генерируемое желтым излучателем, способно вызывать гибель значительных количеств спор микромицетов - агентов биоповреждения; а при увеличении времени экспозиции в 4-4,5 раза (до 20-24 часов) можно добиться гибели всего объёма спор микромицетов.

Поэтому на следующем этапе данного эксперимента мы подвергли 7 часовому воздействию ФРИ^®, генерируемого желтым излучателем, мицелий основных и дополнительных тест-грибов. Результаты данного эксперимента показывают, что ФРИ^®, вызывает незначи­тельную задержку в росте мицелия на третьи сутки культивирования у всех исследованных микромицетов. Обобщая результаты данных экспериментов, мы можем утверждать, что ФРИ^® способно не только вызывать гибель спор плесневых грибов, но и оказывать негативное влияние на процесс роста и развития грибного мицелия из облученных спор.

 

Воздействие ФРИ^® на водорастворимые фунгицидные

препараты (препараты, способные вызывать гибель грибов-деструкторов).

В качестве объектов испытаний были взяты три вида микромицетов: Alternaria alternata, Fusarium moniliforme и Penicillium chrysogenum - представители трёх таксономических групп, включающих в себя основные агенты микологических биоповреждений. В данной серии экспериментов были использованы водорастворимые биоцидные препараты:

1.Антисептик для пропитки древесины «Асан». Использовался водный раствор данного
препарата в концентрации 6,5 % (рабочая концентрация).

2.Антимикробный препарат-дезинфектант «Тефлекс». Препарат широко используется для профилактики и уничтожения плесени на деревянных, бетонных и других пористых поверхностях, рекомендуется для дезинфекции и мытья поверхностей, помещений и оборудования лабораторий, косметических салонов, лечебно-профилактических и детских учреждений; для применения населением в быту; для обработки поверхностей квартир и домов, в т.ч. в местах с повышенной влажностью.

3.Биоцидный препарат «БК-1» («Бакцид»). Данный препарат широко используется для защиты от микробного поражения различных водно-эмульсионных органических продуктов. Использовался водный раствор данного препарата в концентрации 0,5 % (рабочая концентрация). Имело место значительное повышение биоцидного эффекта (см. таблицы 1 - 3).

Таблица 1. Фунгицидность образцов раствора фунгицида «Асан», обработанного ФРИ^®

Вид гриба	Ингибиторная зона (радиус в мм)
	контроль	опыт	% к контролю
Alternaria alternata	19,0 ±4,4	23,3 ± 1,9	123
Fusarium moniliforme	4,0 ± 2,2	8,8 ± 2,2	220
Penicillium chrysogenum	6,8 ± 1,8	12,8 ±1,3	188

 

 

Таблица 2.

Фунгицидность образцов раствора фунгицида «Тефлекс», обработанного ФРИ^®

Вид гриба	Ингибиторная зона (радиус в мм)
	контроль	опыт	% к контролю
Alternaria alternata	13,0 ±3,5	15,7 ±4,2	121
Fusarium moniliforme	5,2 ± 1,8	7,5 ± 3,0	144
Penicillium chrysogenum	8,7 ±3,2	12,2 ±2,1	140

 

Таблица 3

Фунгицидность образцов раствора фунгицида «БК-1», обработанного ФРИ^®

Вид гриба	Ингибиторная зона (радиус в мм)
	контроль	опыт	% к контролю
Alternaria alternata	2,3 ± 1,5	9,0 ± 2,8	391
Fusarium moniliforme	нет зоны	нет зоны	—
Penicillium chrysogenum	2,0 ± 1,4	6,3 ± 3,2	315

 

1	2

 Ингибирование роста гриба Alternaria alternata при действии фунгицида «БК-1» (1) и при действии фунгицида «БК-1» после его обработки ФРИ^® (2)

Таким образом, при воздействии ФРИ^® на раствор фунгицида наблюдалось практически четырёхкратное увеличение его активности по отношению к Alternaria alternata и трехкратное к культуре Penicillium chrysogenum. Также следует отметить, что при отсутствии фунгицидного эффекта в контрольной группе по отношению к грибу Fusarium moniliforme воздействие ФРИ^® на биоцид в опыте не приводит к его появлению. Это может быть связано с тем, что данный вид гриба является устойчивым к препарату «БК-1». Следовательно, можно предположить, что эффект с действием ФРИ^® проявляется на биоцидном препарате только в том случае, если последний оказывает фунгицидное действие.

Также нами была сделана попытка проследить изменение фунгицидной активности водорастворимого препарата в зависимости от его концентрации при действии ФРИ^®.

Предварительные результаты показали, что с увеличением концентрации вещества (с уменьшением доли воды) биоцидный эффект не исчезает, но ослабевает, что позволяет нам ещё раз предположить, что усиление биоцидной активности исследованных препаратов в определённой степени зависит от концентрации (количества) водной фазы.

С целью проверки данного предположения нами была проведена серия экспериментов по воздействию ФРИ^® на изменение фунгицидной активности препарата «БК-1» к грибу Alternaria alternata. Результаты опыта представлены в табл. 4.

Таблица 4

Фунгицидность образцов раствора преперата «БК-1» различных концентраций,

обработанных ФРИ^® по отношению к Alternariaalternate

 

Концентрация, %	контроль	опыт	% к контролю
0,5	2,3 ± 1,5	9,0 ± 2,8	391
10,0	14,2 ±0,8	31,0±1,2	218
30,0	23,4 ± 4	31,0±3	132
70,0	26,3 ± 3,2	33,6 ±2,2	128
100,0	30,0 ±0,5	35,0 ±0,5	117