Спорынья

Спорынья или маточные рожки - род грибов семейства спорыньевых.¹⁾ Наиболее известным представитетелем этой группы является Claviceps purpurea («спорынья ржи»). Грибок растет на ржи и родственных злаковых культурах, производит алкалоиды, которые могут вызвать эрготизм у человека и млекопитающих, в пищу которых попадают зерна, зараженные склероциумом.²⁾ Claviceps включает до 50 разновидностей, распространенных в основном в тропическом регионе. Экономически значимые разновидности - C. purpurea (паразитируют на траве и злаковых культурах), C. fusiformis (на просе и буйволинной траве), C. paspali (на паспалуме расширенном), C. africana (на сорго) и C. Lutea(на паспалуме). C. purpurea наиболее часто поражает скрещенные виды, такие как рожь (чаще всего), тритикале, пшиница и ячмень, гораздо реже овес. C. purpurea имеет по меньшей мере три расы или разновидности, которые отличаются по растениям, которые поражают:³⁾

• G1 — на злаках луговых и полей;
• G2 — на злаков лесов, в горах;
• G3 (C. purpurea вар. spartinae) — травы солончаков (Spartina, Distichlis).

Сердцевина спорыньи, которая называется склероциум, развивается, когда споры грибка заражают цветок растения или злаковую культуру. Они имитируют механизм пыльцевого зерна, прорастая в полость с завязью во время опыления. В ходе инфицирования требуется, чтобы грибковые споры имели доступ к стигме; растения, инфицированные спорыньей - это в основном скрещенные, такие как рожь (Secalecereale) и плевел (род Lolium). Распространение мицелии гриба разрушает завязь растений, соединяется с сосудистым пучком, предназначенным для доставки питательных веществ семенам. Первый этап инфицирования заключается в следующем – белая мягкая ткань (сфацелия), которая производит сладкую жидкость, скапывающую из соцветий. В этой жидкости содержится тысячи бесполых спор (конидий), которые насекомые переносят на другие соцветия. Затем сфалеция преобразуется в сухую твердую склероцию внутри оболочки соцветий. На этой стадии алкалоиды и липиды накапливаются в склероциуме. Разновидности спорыньи из тропических и субтропических регионов производят макро- и микроконидии в клейкой жидкости. Макроконидии различаются по форме и размеру, тогда как микроконидии универсальны, от овальных до шаровидных (5x3мкм). Макроконидия способна производить вторичные конидии. Ростковая трубочка выходит из макроконидии через поверхность, при этом формируя вторичные конидии овальной или грушевидной формы, в которые перемещается содержимое макроконидий. Вторичные конидии формируют белую, похожую на снег поверхность на каплях клейкой жидкости, которая распространяется с ветром. Такой процесс не наблюдается при участии видов Claviceps purpurea, Claviceps grohii, Claviceps nigricans и Claviceps zizaniae, все виды произрастают в северных умеренных регионах. Когда зрелый склероций падает на землю, грибок остается неактивным до того, как определенные условия (таких как приход весны или дождливый период) вызовут его плодоносящую фазу. Он прорастает, образуя одно или несколько плодовых тел с головками и ножками разного цвета (напоминают небольшие грибы). В головке формируются нитевидные споры сексуального размножения, которые выделяются в период цветения растения-хозяина. Спорынья вызывает снижения урожая и качества зерна и сена, если скот поедает зараженные зерна или сено, то может развиться болезнь, называющаяся эрготизм. Хорошо известна черная выступающая склероция C. purpurea. Но многие тропические виды спорыньи имеют коричневые или сероватые склероции, напоминающие по форме семена растения-хозяина. По этой причине инфекцию трудно обнаружить сразу. Насекомые, включая мух и мошек, переносят конидии вида Claviceps, но неизвестно, принимают ли насекомые непосредственное участие в переносе грибка с инфицированных растений на здоровые.⁴⁾

Спорынья содержит высокую концентрацию (до 2% сухой массы) алкалоида эргатомина, сложной молекулы, состоящая из трипептид-производного циклол-лактам кольца, связанного с остатками лизергиновой кислоты (эрголин) посредством амидной связи, а также другими алкалоидами группы эрголин, которые биосинтезированны грибом. Алкалоиды спорыньи имеют широкую биологическую активность, включая воздействие на циркуляцию и нейротрансмиссию. Алкалоиды спорыньи могут быть классифицированы в две группы: 1. Производные 6,8-диметилэрголина и 2. Производные лезиргиновых кислот.⁵⁾ Эрготизм - это название патологического синдрома, поражающего человека и других млекопитающих, в пищу которых попадает вещества, содержащие алкалоиды спорыньи, например зараженные спорыньей злаковые зерна. Госпиталь Святого Антония, монашеский орден, образованный в 1095 году, оказывает помощь пораженным эрготизмом с помощью бальзама, содержащего экстракт растений, обладающих успокаивающим и стимулирующим циркуляцию крови эффектами. Другое название эрготизма «огонь Святого Антония», оно отражает отношение к монашескому ордену и ощущение жжения в конечностях, один из симптомов заболевания. Это ощущение вызвано влиянием на сосудистую систему алкалоидов спорыньи, которые могут также привести к гангрене и потере конечностей из-за ограниченного кровообращения. Нейротропное воздействие алкалоидов спорыньи может также вызвать галлюцинации и сопутствующее иррациональное поведение, а также конвульсии и даже смерть. Среди других симптомов – сильное сокращение матки, тошнота, судороги и потеря сознания. Со времен Средневековья контролируемые дозы спорыньи использовали для вызывания аборта и для приостановления кровотечения после родов.⁶⁾ Экстракт спорыньи используется для фармацевтичских препаратов, например алкалоиды спорыньи применяются в каферготе (содержит кофеин и эрготамин или эрголин), лекарстве от мигрени и головной боли, и эргометрине, препарате, вызывающем сокращение матки для контролирования кровотечения после родов.⁷⁾ Помимо алкалоидов спорынья также производит треморгены (паспалитремы), которые вызывают вертячку у скота. Грибки рода Penicillium и Aspergillus также производят алкалоиды спорыньи, в частности некоторые штаммы человеческого патогенна Aspergillu sfumigatus, также они были изолированы из растений семейства Вьюнковые, ярким представителем которого является вьюнок пурпурный. Спорынья содержит диметиламид лизергиновой кислоты (ЛСД) и вещество-предшественник,⁸⁾ эрготамин. Лизергиновая кислота - аналог и предшественник синтеза ЛСД. «Медицинский журнал Новой Англии» опубликовал 4 января 2007 года работу, описывающую британское исследование с участием более 11 000 пациантов с болезнью Паркинсона. Исследование отметило, что два препарата на основе спорыньи, «Перголид» и «Каберголин», использующиеся для лечения болезни Паркинсона, могут повысить риск негерметичных клапанов сердца до 700%.

Отравление из-за употребления в пищу ржаного хлеба из зерен, зараженных спорыньей, было распространено в Европе в Средние Века. Эпидемия носила название «Огонь Святого Антония», или «Святой Огонь». Некоторые исторические события, такие как «Великий страх» во Франции во время Великой французской революции, связывают с отравлением. Линда Капорэл опубликовала в 1976 году статью, в которой говорилось о том, что истерические симптомы молодых женщин, которые стали причиной дела салемских ведьм, являются результатом употребления ржи, зараженной спорыньей.⁹⁾ Однако, после рассмотрения медицинских и исторических данных, Николас Спанос и Джек Готтлиб оспорили ее выводы. Другие авторы исследований также ставят под сомнение то, что спорынья является причиной дела салемских ведьм. На протяжении веков акушеры и врачи использовали экстракт спорыньи, чтобы ускорить роды и вызвать аборт. Исследования показали, что профилактическое использование утеротоников на третьем периоде родов снижает потерю крови после родов.¹⁰⁾ В 1808 Джон Стернс узнал от немецкой повитухи новый способ ускорения родов. Этим способом оказалась спорынья, мощный природный препарат, который стимулирует мышцы матки при пероральном употреблении. Она вызывает непрекращающиеся схватки. Стернс подчеркнул значение спорыньи, которая экономит время врачей и помогает женщинам легче переносить роды. До начала использования анестезии не существовала антидота или способа контролирования свойств спорыньи. Поэтому если плод начинал двигать не так, как предполагалось, препарат мог вызвать разрыв матки и смерть плода. К счастью, врачи поняли, что использование спорыньи без антидота может быть очень опасно. Они ограничили его использование препарата только для приостановления кровотечения и извлечения плаценты. В 1930 году продавались разные абортативные препараты для женщин, произведенные разными компаниями, например Molex Pills и Cote Pills. Устройства по контролю над рождаемостью и абортативные препараты были запрещены для продажи на рынке, поэтому их предлагали женщинам с «задержкой». Рекомендуемая дозировка составляла семь зерен спорыньи в день. Согласно FTC в состав таблеток входили эрготин, алоэ, черный морозник и другие вещества. Эффективность и безопасность таких таблеток неизвестна. FTC считал их небезопасными и неэффективнми, поэтому потребовал прекратить их продажу. Американский писатель Джон Григсби утверждает, что наличие спорыньи в желудках так называемых «болотных тел» (останки людей железного века в болотах Европы, человек из Толлунда) говорит об их использовании в ритуальных напитках культа плодородия, схожего с культом Элевсинских мистерий в Древней Греции. Он утверждает, что англо-саксонская поэма «Беовульф» основана на воспоминаниях о подавлении култа плодородия последователями Одина. Джон Григсби пишет, что между Беовульфом, которого он называет barley-wolf (ячменный волк) и спорыньей, которая в немецком известна как «зуб волка», есть связь. Альтернативная интерпретация Беовульфа - 'bee-wolf' (пчела-волк).¹¹⁾ Галюценогенность кикеона – напитка, который употребляется участниками греческого культа Элевсинских мистерий, может происходить от спорыньи. ЛСД, мощный галлюценоген, был впервые синтезирован из алкалоидов спорыньи швейцарским химиком Альбертом Хофманном в 1938.

Человечеству было известно о виде спорыньи Claviceps purpurea с давних времен, его появление ассоциировалось с холодными зимами после дождливого лета. Благоприятная температура для роста составляет 18–30 °C. Температуры выше 37 °C приводят к быстрому прорастанию конидий. Солнечный свет производит хромогенное воздействие на мицелии, придавая интенсивную окраску. Зерновые заторы и пророщенная рожь – подходящий субстрат доя роста спорыньи в лабораторных условиях.

Вид Claviceps africana инфицирует сорго, впервые был обнаружен в Техасе в 1997 году. Он заражает только неоплодотворенные завязи, поэтому самоопыление и оплодотворение может снизить заражение, но линии с мужской стерильностью особо подвержены инфекции. Симптомы инфицирования C. africana включают секрецию клейкой жидкости (жидкость с высоким содержанием сахара и конидий), которая привлекает насекомых, например мух, жуков и ос. Это в свою очередь способствует распространению грибка на неинфицированные растения. C. africana вызвало инфицирование спорыньей, которое породило голод в 1903-1906 в Северном регионе Камеруна, в западной Африке, а также на востоке и юге Африки (в особенности Зимбабве) и в Южной Африке. Сорго линии мужской стерильности особенно восприимчива к инфекции, впервые это было отмечено в 1960х. Инфекции чаще всего распространяется при холодных ночных температурах, ниже 12 °C, за 2-3 недели до цветения.

:Tags

Читать еще:берберин, Конский каштан , Ноотропные средства , Рибофлавин (витамин B2) , Хондроитин ,