БСЭ1/Гниение

ГНИЕНИЕ, термин, прилагаемый в просторечии к различным превращениям, происходящим под влиянием микроорганизмов в самых разнообразных объектах. Так, гововорят о гниении дерева, сена, плодов, мяса и т. д. Как научн. термин Г. имеет более ограниченное значение, обнимая лишь бактериальные процессы разложения сложных азотистых соединений, относящихся к группе белков; но и здесь нет полного согласия и единообразия в ближайшем определении понятия Г. В наст. время большинством авторов принимается определение, предложенное Пастёром (1863), по мнению к-рого термин Г. должен обнимать лишь анаэробные процессы разложения белковых веществ, т. е. процессы, протекающие без участия кислорода воздуха. Так. обр. понятие Г. отожествляется с понятием брожения (см.) белковых веществ. Такие процессы могут частично осуществляться при разложении белковых веществ не только в анаэробных условиях, но и в присутствии воздуха под влиянием аэробных организмов; однако, расчленить превращения с участием и без участия кислорода, при сложности разыгрывающихся процессов, не всегда легко. Процесс разложения белков микроорганизмами как в аэробных, так и в анаэробных условиях всегда начинается с расщепления белковой молекулы под влиянием выделяемых микроорганизмами протеолитических ферментов на входящие в ее состав простейшие комплексы через альбумозы и пептоны до аминокислот (см. Белки, Аминокислоты). Последние подвергаются дальнейшему превращению с отщеплением аминной группы в виде аммиака и карбоксильной — в виде углекислоты или муравьиной кислоты, причем образуются соответствующие кислоты или амины.

Так, путем восстановительного дезаминирования (с участием в реакции водорода) из соответствующих аминокислот жирного ряда образуются такие жирные кислоты, как уксусная, пропионовая, изовалериановая, изокапроновая, янтарная и так далее, и из аминокислот ароматического ряда — ароматические кислоты: фенилпропионовая, оксифенилпропионовая, индопропионовая. Путем отщепления от карбоксильной группы углекислоты (или муравьиной кислоты при участии в реакции водорода) возникают соответствующие амины — метиламин, изобутиламин, изоамиламин, фенилэтиламин и оксифенилэтиламин. Из диаминокислот этим путем образуются диамины, как путресцин и кадаверин, и из двуосновных аминокислот, аспарагиновой и глютаминовой, — одноосновные аминокислоты — β-аланин и γ-аминомасляная. Отщепление аммиака и углекислоты может осуществляться комбинированно. Этим путем объясняется расщепление гликоколя на метан, аммиак и углекислоту и образование из глютаминовой кислоты масляной.

Продукты всех указанных выше превращений претерпевают дальнейшее упрощение при участии окислительных процессов, которые могут осуществляться не только в аэробных условиях за счет кислорода воздуха, но и в анаэробных, как сопряженные реакции в связи с отмеченными выше восстановительными процессами и с процессом освобождения водорода в газообразном состоянии. При участии окислительных превращений освобождающиеся от аминной группы путем дезаминирования кислоты постепенно переходят в более простые продукты. Так изопропионовая кислота превращается в изовалериановую и масляную, фенилпропионовая — в фенилуксусную, оксифенилпропионовая — через оксифенилуксусную в крезол и фенол, индолпропионовая — через индолуксусную в скатол и индол. С двумя последними продуктами связано то характерное зловоние, которое обычно развивается при гниении белковых веществ. Те же только-что указанные превращения лежат вероятно в основе перехода освобождающегося при первичн. распаде белковой молекулы и содержащего серу цистеина через тиогликолевую кислоту в метилмеркаптан и сероводород. Помимо указанных выше кислот, при превращении аминокислот микроорганизмами образуются и оксикислоты.

Направление превращений при Г. зависит как от характера участвующих в нем организмов, так и от условий среды. Существенно влияние реакции, от к-рой зависит относительное накопление кислот или аминов. При значительном сдвиге реакции в кислую сторону Г. прекращается совершенно. — Вопрос об ядовитых продуктах, появляющихся в трупах и в несвежем мясе или рыбе, остается еще недостаточно выясненным. Установлено лишь, что ядовитое действие в данном случае не может быть отнесено, как это принималось раньше, на счет таких птомаинов, как путресцин и кадаверин. Возможно, что образование ядовитых веществ совершенно не связано с гниением белков, и они обязаны своим происхождением другим веществам, например лецитинам, из которых при разложении их микроорганизмами может образоваться сильно ядовитый нейрин (производное холина).

Что касается участвующих в Г. микроорганизмов, то они могут быть весьма разнообразны, и нет возможности с полной определенностью отграничить группу гнилостных организмов. Имеются бактерии, совершенно не относящиеся к типичным гнилостным, но способные образовать из белков обычные при их Г. продукты (например холерный вибрион образует путресцин и кадаверин). К наиболее распространенным гнилостным бактериям относится бесспоровая палочка Bacterium vulgare, или Proteus vulgaris, развивающаяся как в присутствии кислорода, так и без него. Из облигатно анаэробных (см. Анаэробиоз) гнилостных бактерий наибольшую роль при гниении играет образующая споры палочка Bacillus putrificus.

Уже при типичном Г., наряду с более сложными продуктами, как кислоты, амины, фенолы, скатол, индол и др., образуются и такие простые вещества, как углекислота, аммиак, сероводород, водород, метан. В случае разложения белковых веществ при обильном доступе кислорода окислительные процессы настолько выступают на первый план, что накопления характерных для типичного Г. зловонных веществ совершенно не наблюдается, и в конечном итоге под влиянием различных микроорганизмов все продукты разложения подвергаются полному окислению. Так, при разложении белков в почве этот процесс минерализации завершается превращением углерода в углекислоту, водорода — в воду, серы — в серную кислоту и азота (через аммиак) в азотную.

Процессы гниения имеющие широчайшее распространение, занимают большое место в круговороте материи в природе, именно в круговороте азота (см. Азот, III): благодаря Г. происходит разложение трупов животных, мертвых растений, всевозможных отбросов, чем устраняется возможность накопления их; благодаря же распаду сложных белковых веществ, входящих в состав тканей животных и растений и их отбросов, происходит превращение белков в простейшие вещества (азотную и азотистую кислоты, CO2, серную и фосфорную кислоты), которые служат затем растениям в качестве материала для синтеза сложных органическ. веществ и построения тканей (на этом основано использование перегноя и навоза в качестве удобрения). — Как нормальное явление процессы Г. имеют место в кишечнике животных (гл. обр. в толстых кишках), флора к-рого богата гнилостными бактериями; здесь Г. подвергаются остатки пищи, а также вещества, выделяемые стенкой кишечника. Однако, здесь процессы Г. обычно протекают в известных границах благодаря наличию в кишечнике большого количества друг. видов бактерий, препятствующих чрезмерному размножению гнилостных бактерий (известный, рекомендованный Мечниковым способ подавления гнилостных процессов в кишечнике путем питания простоквашей основан на изменении флоры кишечника путем введения в него молочнокислых бактерий — антагонистов гнилостных микробов). Продукты Г., всасываясь из кишечника, частью задерживаются печенью, где разрушаются или переводятся в неядовитые для организма соединения, частью же проходят далее через организм и выводятся почками неизмененными. Моменты, вызывающие задержку фекальных масс в кишечнике (запоры, непроходимость кишок, воспаления брюшины), обусловливает усиление процессов Г. в кишечнике, что может вызвать отравление организма всасываемыми продуктами Г. — Как патологическое явление Г. может иметь место и в др. органах и тканях организма: в желудке — при недостаче свободной соляной кислоты, при гангрене тканей, при гнилостном распаде опухолей, и др. — Т. к. белковые вещества занимают большое место в пищевом режиме человека и легко подвергаются Г., то разработано много способов, предохраняющих пищевые вещества от Г. Способы эти, определяемые природой возбудителей Г. и условиями их развития (определенной t°, влажностью, отсутствием кислой среды), заключаются в 1) стерилизации (см.) продуктов, 2) сохранении их при низкой t° (см. Холодильное дело), 3) погружении их в растворы уксусной или молочн. кислоты (см. Маринады), 4) засолке или копчении, 5) высушивании их и 6) прибавлении антисептических средств (см.). — В технике процессы Г. используются во многих производствах: в кожевенном деле (освобождение кож от волосоносного слоя), в льняном деле — при мочке льна, в писчебумажном деле, в сыроварении, при биологической очистке (см.) сточных вод.

Лит.: Омелянский В., Основы микробиологии, М. — Л., 1926; Сербинов И., Общая микробиология (Златогоров С., Учение о микроорганизмах, ч. 1, П., 1916); Мечников И., Этюды оптимизма, Москва, 1917; его же, Этюды о природе человека, М., 1925; Handbuch der technischen Mykologie, hrsg. von F . Lafar, B. III, p. 85—128, Jena, 1904—06; Guggenheim M., Die biogenen Amine, Berlin, 1924; его же, Biogene Amine, Handbuch der biologischen Arbeitsmethoden, hrsg. von d. Abderhalden, Abt. 1, Teil 7, B. — W., 1923; Mоltke O., Bac. proteus vulgaris, Copenhagen, 1927; Macé E., Traité pratique de bactériologie, v . II, p. 45—60, Paris, 1913.