Species structure and pharmaceutical features of forest communities fungi in the Voronezh Region

Full Text

Введение

Грибы являются неотъемлемой частью биогеоценоза, осуществляя в нем функции деструкторов органических остатков, симбионтов с автотрофным компонентом и паразитов, обеспечивая биологический круговорот веществ и энергии в природе [1, с. 3].

Большинство представителей грибных организмов обладают фармацевтическими свойствами. В ряде зарубежных стран разрабатывают препараты на основе веществ, синтезируемых из плодовых тел макромицетов. За последние десятилетия обнаружен и идентифицирован целый ряд антибиотических веществ, выделены в промышленных масштабах витамины, полисахариды, экстракты, антиоксидантные и биологически активные вещества. На сегодняшний день данная проблема является актуальной, так как большинство современных препаратов являются искусственно синтезированными и накапливаемыми в печени, почках и ряде других органов, нанося существенный вред здоровью. Органическая составляющая грибов обладает большой степенью усвояемости организмом человека, что свидетельствует о наименьшем отрицательном влиянии на организм [2, с. 454–456; 3, с. 68].

В настоящее время лекарственным грибам Воронежской области посвящены лишь отдельные публикации [3; с. 68–72; 4, с. 248–252; 5, с. 142–143], поэтому проводимое авторами исследование важно на современном уровне.

Цель и объекты исследования

Целью работы является изучение видового разнообразия и фармацевтических особенностей грибов лесных сообществ Воронежской области.

Объектом исследования служили грибы, произрастающие в лесных ценозах Воронежской области, характеризующиеся различными типами трофической специализации, категорией пищевой ценности и фармацевтическими особенностями.

Материал и методы исследования

Сбор материала (плодовых тел грибов) в полевых условиях проводился в течение всего бесснежного периода 2018–2021 гг. в ходе маршрутно-рекогносцировочного обследования лесных сообществ Воронежской области.

В ходе обследования осматривались живые, сухостойные и валежные стволы деревьев, ветви и пни хвойных и лиственных пород, почва и лиственный опад в различных лесных фракциях. Каждый собранный образец гриба помещался в бумажный пакет с указанием «черновой» полевой этикетки, включающей данные о названии гриба, местообитании, местонахождении, даты сбора, ФИО коллектора. После сбора и камеральной обработки материала каждый образец помещается в «чистовой» бумажный пакет (или зип-пакет), приводилась «чистовая» этикетка, а затем размещался в коробку в гербарном шкафу для дальнейшего хранения. При этом данные с гербарных этикеток заносились в Базу данных микологической коллекции кафедры ботаники и микологии Воронежского государственного университета.

Для определения грибов использовался стереоскопический микроскоп МБС-10, микроскопирование органов спороношения производилось при помощи микроскопа Биомед-1. Идентификация грибов лесных сообществ Воронежской области, в том числе видов, обладающих фармакологическими свойствами, осуществлялась с помощью определителей и монографий [6, с. 28–283; 7, с. 15–288; 8, с. 54–253; 9, с. 6–214; 10, с. 6–156; 11, с. 23–266; 12, с. 23–250; 13, с. 20–186]. Для определения трофической структуры микобиоты использовалась шкала трофических групп, предложенная А.Е. Коваленко [14, с. 300–314]. Названия таксонов грибов приводятся в соответствии с данными Интернет-ресурса https://www.mycobank.org (по состоянию на 11.10.2021). Лекарственные (фармацевтические) свойства выявленных грибов Воронежской области устанавливались на основе литературных данных [15, с. 18–113; 16, с. 20–114; 17, с. 7–46; 18, с. 67–554; 19, с. 38–380]. Состав биологически активных веществ, содержащихся в плодовых телах грибов, устанавливались по Филипповой [15, с. 18–113] и Вишневскому [18, с. 67–554; 19, с. 38–380].

Результаты исследования и их обсуждение

В результате проведенного микологического исследования обнаружен 171 вид грибов, встречающихся на различных субстратах, относящихся к 2 отделам Ascomycota и Basidiomycota, 7 классам, 19 порядкам, 58 семействам и 106 родам.

Большинство выявленных видов относится к порядку Agaricales (81 вид; 47,4%). Данный порядок представлен 21 семейством (36,2% от общего числа семейств) и 49 родами (46,2% от общего числа родов). Порядок Russulales представлен 23 видами (13,5%) с 4 семействами (6,9%) и 5 родами (4,7%), Polyporales (21; 12,3%), включающий 6 семейств (10,3%) и 16 родами (15,1%), Boletales (19; 11,1%) в виде 6 семейств (10,3%) и 12 родов (11,3%), Hymenochaetales и Pezizales (4; 2,3%), представленные 1 (1,7%), 3 (5,2%) семействами и 3 родами (2,8%), Cantharellales, Xylariales (3; 1,8%), состоящие из 1 (1,7%), 2 (3,4%) семейств, 3 (2,8%), 2 (1,9%) родов, Auriculariales, Helotiales, Hypocreales, Tremellales (2; 1,2%), представленные 2 (3,4%), 1 (1,7%) семействами, 2 (1,9%), 1 (0,9%) родами. Порядки Dacrymecetales, Geastrales, Gloeophyllales, Gomphales, Phallales, Thelephorales, Ustilaginales состоят из 1 семейства (1,7%), 1 рода (0,9%) и 1 вида (0,6%) (рис. 1).

 

Рисунок 1 – Таксономическая структура выявленных видов лекарственных грибов Воронежской области

 

На территории Воронежской области выявленные виды грибов по типу питания и трофической принадлежности распределяются следующим образом:

1. Сапротрофы – SA (85; 49,7%): А) Подгруппа моносапротрофов (Ms) – 53 (31,0%), которые представлены 3-мя трофическими группами: 1) ксилосапротрофы (Le) – 26 (15,2%); 2) гумусовые сапротрофы (Hu) – 21 (12,3%); 3) подстилочные сапротрофы (St) – 6 (3,5%); Б) Подгруппа полисапротрофов (Ps) – 32 (18,7%), представленная 11-ю группами: 1) Ps [Hu / Lh] – 1 (0,6%); 2) Ps [Lei / Lep] – 7 (4,1%); 3) Ps [Hu / Le] – 2 (1,2%); 4) Ps [Lep / Lh] – 5 (2,9%); 5) Ps [Hu / St] – 7 (4,1%); 6) Ps [Le / St] – 2 (1,2%); 7) Ps [Lh / Lei / Hu / St] – 1 (0,6%); 8) Ps [Le / Co] – 2 (1,2%); 9) Ps [Hu / Ex] – 2 (1,2%); 10) Ps [St / Hu / Fd] – 1 (0,6%); 11) Ps [Le / Lh] – 2 (1,2%).
2. Симбиотрофы (микоризообразователи) (Mr) – 53 (31,0%).
3. Паразиты (PA) – 3 (1,8%).
4. Грибы со смешанным типом питания (Pt) – 30 (17,5%): 1) Pt [Lei / P] = факультативные ксилопаразиты – 9 (5,3%); 2) Pt [P / Le] = факультативные ксилосапротрофы – 7 (4,1%); 3) Pt [Hu / Mr] – 7 (4,1%); 4) Pt [Lep / Lh / Mr] – 1 (0,6%); Pt [Lei / Lh / P] – 6 (3,5%).

Среди выявленных видов лекарственных грибов Воронежской области преобладают сапротрофы (85 видов), представленные моно- (53) и полисапротрофами (32). Большая доля обнаруженных видов обладает смешанным типом питания (30). Грибы, образующие микоризу с древесными растениями (симбиотрофами), представлены 53 таксонами. Наименьшее число относилось к группе облигатных паразитов (3).

При определении категории грибов (классификации по питательным и вкусовым качествам) обнаруженные лекарственные грибы можно разделить на четыре категории пищевой ценности [4; с. 248–252]. Подавляющее число видов относят к съедобным (92; 53,8% от общего числа видов). Меньшим числом представлены таксоны, принадлежащие к несъедобным (51; 29,8%), ядовитым (16; 9,4%) и условно-съедобные (12; 7,0%).

На основе литературы проанализировано действие биологически активных веществ, входящих в состав плодовых тел, обнаруженных на анализируемых территориях видов грибов с фармацевтическими свойствами [2, с. 68–72; 5, с. 142–143].

Большинство видов микобиоты Воронежской области могут применяться для лечения онкологических заболеваний (108 видов; 63,2% от числа фармацевтически важных видов), 89 таксонов (52,0%) – для получения веществ, обладающих антибактериальной активностью, 49 (28,7%) – обладают противовирусной активностью, 36 (21,1%) – иммуностимулирующими свойствами, 28 (16,4%) – противовоспалительным действием, 22 (12,7%) – антиоксидантной активностью. Для лечения заболеваний, связанных с нарушением нервной деятельности, применимы 19 видов макромицетов (11,1%), желудочно-кишечного тракта – 18 (10,5%), сердечно-сосудистой системы – 17 (9,9%), печени – 15 (8,8%). При гипертонии и болезнях почек могут использоваться плодовые тела 12 грибов (7,0%), при заболеваниях сахарным диабетом, стрессах, депрессии и алкоголизме – 11 (6,4%), противогрибковой активностью обладают 10 видов (5,8%), при нарушениях уровня холестерина в крови применяется 9 таксонов (5,8%), при болезнях легких – 8 (4,7%), при нарушении зрения и заболеваниях мочеполовой системы – 6 (3,5%), при химиотерапии и выводе радионуклидов – 5 (2,9%), антипаразитарной активностью обладают 4 вида (2,3%).

Чаще всего в качестве источника выделения полезных веществ выступают плодовые тела (158 видов грибов; 92,4%), в меньшей степени используются мицелий (22; 12,9%) и культуральная жидкость (10; 5,8%) (рис. 2). В фармакологическом плане обычно используются настои (139; 81,3%) и вытяжка (29; 17,0%), полученные из плодовых тел лекарственных грибов, реже – порошок (27; 15,8%), мази (5; 2,9%) и млечный сок (1; 0,6%) (рис. 3).

 

Рисунок 2 – Источники выделения полезных веществ из лекарственных грибов лесных сообществ Воронежской области

 

Рисунок 3 – Заготовка из грибов для лекарственных целей

 

В результате проведенного исследования установлено, что выявленные виды ядовитых лекарственных грибов Воронежской области содержат 23 разнотипных токсинов, приводящих к заболеваниям различной этиологии (рис. 4).

 

Рисунок 4 – Распределение видов ядовитых лекарственных грибов в соответствии с содержащимися токсинами в их плодовых телах

 

Как видно из рис. 4, подавляющее число таксонов ядовитых лекарственных грибов в плодовых телах содержат α-аманитин, гризмалин, иботеновая кислота, кординарин, мускарин, мусцимол, фаллоидин (3; 18,8%), мусказон, орелланин, стирил-пирон (2; 12,5%), буфотенин, гельвелловая кислота, гиомитрин, порелланин, термолабилен, устилагин, устилагиновая кислота, фитотоксин, эрготаминин, эргозинин, эргокристинин, эргокриптинин (1; 6,3%). У Agaricus xanthodermus в плодовом теле содержатся неустановленные действующие вещества (6,3%).

В результате проведенного микологического исследования установлено, что в аптеках города Воронежа можно встретить 15 лекарственных препаратов и биологически активных добавок, полученных из грибов лесных сообществ Воронежской области [5; с. 142–143]. К ним можно отнести – Бефунгин (из Inonotus obliquus), Велмен (из I. obliquus), Санавирон (из Ganoderma lucidum), Микотон (из Fomes fomentarius), Ти-сан (из Trametes versicolor), Тройчатка (из Lentinula edodes), Фунго-ши, Веселка (из Ithyphallus impudicus), Чаговит (из I. obliquus), Чагалюкс (из I. obliquus), Шиитаке (из L. edodes), экстракт (порошок) Траметы разноцветной (из Tr. versicolor), экстракт Трутовика разноцветного (из Tr. versicolor), Ансс (из L. edodes), Immune Renew (из Tr. versicolor), Reishi (из G. lucidum). Выявленные средства активно применяются при лечении широкого спектра заболеваний различной этиологии.

Заключение

Таким образом, в ходе исследования было установлено, что на территории лесных сообществ Воронежской области встречаются в основном лекарственные грибы, характеризующиеся сапротрофным типом питания и относящиеся к категории съедобных. Подавляющее большинство обнаруженных видов обладают противораковой и антибактериальной активностью. В качестве источника выделения полезных веществ и биологически активных добавок чаще всего используют плодовые тела и мицелий. Установлены виды ядовитых грибов, которые вызывают пищевые отравления у местных жителей. Такая картина может быть связана с тремя основными причинами: малая информированность населения, сложность в идентификации ядовитых грибов и несвоевременное обращение к врачу. Детальный анализ видового состава и лекарственных свойств грибов в будущем существенно расширит картину медицинского применения микобиоты лесных ценозов Воронежской области как альтернативы химическим лекарственным препаратам.

About the authors

Anastasia Maksimovna Shtern

Voronezh State University

Email: nsh1999@bk.ru

master student of Botany and Mycology Department

Russian Federation, Voronezh

Gavriil Mikhailovich Melkumov

Voronezh State University

Author for correspondence.
Email: agaricbim86@mail.ru

candidate of biological sciences, associate professor of Botany and Mycology Department

Russian Federation, Voronezh

References

Supplementary files