Аспергилл систематика. Грибы рода Aspergillus описание и клиническое значение
Аспергиллез — заболевание, которое вызывается грибками семейства Aspergillus и характеризуется поражением различных органов и систем организма, однако чаще всего страдает бронхолегочная система.
Болезнь протекает, как правило, хронически с различными аллергическими реакциями или токсическими проявлениями. Возбудитель аспергиллеза достаточно сильно распространен в окружающей среде – они есть и в земле, и в воде, и в воздухе, способен размножаться и в человеческом организме, и у животных.
В связи с тем, что первый удар принимает респираторная система, то главные симптомы аспергиллеза начинают проявляться как раз со стороны органов дыхания. Иногда грибок попадает в организм с кровью и лимфой, быстро распространяясь по всем органам. Такой тип заболевания характеризуется высоким уровнем летальности – около 80%.
Что это такое?
Аспергиллез - это микоз, вызываемый некоторыми видами плесневых грибков типа Aspergillus. Аспергиллез протекает с множественными хроническими токсико-аллергическими проявлениями.
Если человек заболевает аспергиллезом, то чаще всего он подвергается заражению бронхолегочной системы и придаточных пазух. В некоторых случаях аспергиллез влияет на кожу, зрительную и центральную нервную систему.
Причины аспергиллёза
Возбудители болезни принадлежат к роду Aspergillus, а в патологии человека наибольшее значение имеют A. Flavus и A. Niger, но могут встречаться и другие виды, например, A. Nidulans или A. Fumigatus. Можно сказать, что морфологически такие виды грибов состоят из однотипного мицелия, имеющего ширину 4-6 мкм. Аспергиллы, как правило, обладают достаточно большой биохимической активностью, благодаря чему могут образовывать различные ферменты.
Возбудители аспергиллёза легких имеют широкое распространение в природе. Чаще всего их можно обнаружить в сене, муке, почве и зерне, а также в пыли. В организм возбудитель обычно попадает с пылью через воздух. Аэрогенным путём он попадает на слизистые оболочки, расположенные на верхних дыхательных путях. Вполне возможно инфицирование и через кожу, которая зачастую изменяется иным патологическим процессом.
Снижение иммунной защиты организма играет ведущую роль в развитии аспергиллёза. Данная болезнь может быть осложнена различными патологическими процессами кожи, внутренних органов и слизистых оболочек.
Классификация
Аспергиллез различается по локализации своих патологических процессов:
- бронхолегочный (в том числе аспергиллез легких);
- аспергиллез лор-органов;
- аспергиллез кожи, глаз и костей;
- септический, или генерализованный аспергиллез.
В зависимости от путей инфицирования грибками, различают несколько видов аспергиллеза:
- эндогенный (аутоинфекция);
- экзогенный (воздушно-капельный или алиментарный путь передачи);
- трансплацентарный (вертикальный пути заражения);
Согласно статистике, примерно 90 процентов всех случаев заболевания аспергиллезом приходится на первичное заражение респираторного тракта, а также легких. Около пяти процентов - на заражение придаточных пазух носа. Кроме того, вовлечение в патологический процесс других человеческих органов диагностируется почти у пяти процентов людей, подверженных инфицированию.
Аспергиллез легких
Аспергиллез легких является очень серьезным диагнозом. Так как из-за развития заболевания, которое вызвали плесневые грибы-аспергиллы, в легких человека начинают формироваться аспергилломы, то есть опухолевидные образования, которые состоят из плотно сплетенных грибков. Еще встречаются и такие осложнения, как эндокардиты, аспергиллезные плевриты, отиты, менингоэнцефалиты и другие.
Однако в любой момент аспергиллома может вызвать грозное осложнение – это легочное кровотечение, которое может быть массивным и профузным. И в этом случае альтернатива хирургического лечения отсутствует. Лечение аспергиллеза консервативными методами возможно при поражениях грибком слизистых оболочек или кожи.
Симптомы аспергиллеза у человека
Поскольку первый удар на себя принимает респираторная система, то основные симптомы аспергиллеза у человека начинают проявляться именно со стороны органов дыхания. В трети случаев грибок проникает в организм с током крови и лимфы и разносится по всем органам. При таком типе аспергиллеза высокая летальность – около восьмидесяти процентов. Наиболее редкий – кожный аспергиллез.
Если грибок обосновался на поверхности и не проник в слизистую, как это бывает при трахеобронхите, аспергилломе, то больные отмечают у себя следующие симптомы: хронический кашель с отделением мокроты, иногда с кровью при натужном кашле. Чаще всего в таких случаях есть патологии со стороны легких.
В ответ на проникновение спор организм ткани человека вырабатывают определенные воспалительные реакции. Наиболее распространены два типа воспалений – серозно-десквамативное и фиброзно-гнойное. При серозно-десквамативном воспалении аспергилла вызывает отшелушивание эпителия, оболочек желудка, легких с выделением экссудата (плазмы с элементами крови). При втором типе – фиброзно-гнойном – аспергилла вызывает выделение экссудата с фибрином (свернувшимся белком крови) и гнойным компонентом. Наиболее тяжелая реакция на аспергиллез – образование гранулем в легких.
В ином случае аспергиллез дает острую картину – в легких образуется плотный инфильтрат, который распадается. С током крови происходит инфицирование и других органов. При начале острого аспергиллеза характерно явление нейтропении, которое выражается во внезапной слабости, носовом кровотечении, повышении температуры, резком ознобе, сильном выпотевании, тахикардии, резком понижении давления. В этом случае в крови обнаруживается снижение нейтрофилов, которые затрудняют организму давать воспалительный ответ на очаг аспергиллеза. Поэтому при нейтропении диагностировать аспергиллез часто не удается – все показатели казалось бы в норме. Однако по опыту врачи знают, что это может сигнализировать о начинающемся аспергиллезе, поэтому назначаются дополнительные исследования. Чаще всего аспергиллы поселяются на пазухах носа. При этом появляются красные очаги, после распада тканей они теряют свою окраску, а потом чернеют. Этот процесс очень стремителен – обычно перекидывается на глазницы, ткани лица, в сторону головного мозга. Типичные симптомы в этом состоянии – заложенность, боль в области носоглотки, носовых пазух, распухание слизистой оболочки. Пазухи наполнены гноем, но они не прорываются.
Часто аллергический аспергиллез присоединяется к бронхиальной астме. При этом пациенты отмечают астматические приступы, в крови увеличены эозинофилы, темные области на рентгеновском исследовании, наличие антител в сыворотке (галактоман). Для уточнения диагноза берется анализ мокроты. У более чем половины больных при посеве обнаруживают аспергиллу. В этом случае делают вторичный посев для уточнения диагноза (поскольку конидии могли и случайно попасть).
Диагностика
Аспергиллез у взрослых требует тщательной и комплексной диагностики, которая, прежде всего, необходима для выявления разновидности и степени тяжести протекания такой болезни.
Первым этапом установления правильного диагноза занимается тот клиницист, к которому обратился человек, основываясь на преобладающем симптоме. Врачу необходимо:
- ознакомиться с историей болезни и анамнезом жизни пациента – это может указать на некоторые этиологические факторы;
- провести детальный опрос пациента – для выяснения первого времени появления и степени интенсивности выражения симптоматики. Это даст возможность определить клиницисту тяжесть течения болезни;
- выполнить тщательный физикальный осмотр, который в зависимости от ситуации может включать в себя офтальмологический осмотр глаз, пальпацию передней стенки брюшной полости, изучение состояния кожного покрова и ногтевых пластин, а также прослушивание лёгких при помощи фонендоскопа.
Инструментальная диагностика аспергиллеза включает в себя осуществление:
- рентгенографии грудной клетки;
- биопсии;
- бронхоскопии;
- спирометрии;
Лабораторные обследования также будут отличаться в зависимости от характера протекания инфекции. В большинстве случаев, они включают в себя:
- изучение отделяемого из носовых пазух или наружного слухового прохода;
- микроскопическое исследование каловых масс;
- общий анализ крови – может указать на протекание аллергического или воспалительного процесса;
- анализ мокроты, выделяемой при кашле – для выявления частичек аспергилл;
- биохимию крови;
- соскоб с кожного покрова или ногтевых пластин;
- отпечаток с поверхности роговицы;
Подобные мероприятия помогут не только поставить правильный диагноз, но и провести дифференциальную диагностику подобного недуга.
Лечение аспергиллеза
Вне зависимости от типа аспергиллеза у человека, лечение является весьма трудоемкой задачей. Химиотерапия и антибактериальные средства не приводят к ожидаемому эффекту, как, впрочем, и все остальные известные врачам методики борьбы с инфекционными заболеваниями.
По этой причине в последние годы при постановке диагноза аспергиллез, лечение строится на использовании хирургических методов. Больным проводится лобэктомия с резекцией пораженных органов. Если операция проводилось компетентным специалистом с соблюдением всех установленных процедур – вмешательство переносится без осложнений и дает хорошие прогнозы на будущее.
При запущенных формах аспергиллеза легких хирургическое лечение используется совместно с консервативными методами. Больным аспергиллезом назначают амфотерицин В, оксациллин, нистатин, эритромицин, антибиотики тетрациклиновой группы. Одновременно с этим человек принимает витамины. Также больным аспергиллезом рекомендовано общеукрепляющее лечение.
При использовании антимикотических препаратов количество антител в крови резко возрастает, но к концу лечения оно приходит в норму. Если аспергиллез легких приводит к поражениям кожи и слизистых оболочек, больным рекомендованы противомикозные и противовоспалительные средства.
Прогноз и профилактика
Наиболее благоприятное течение отмечается при аспергиллезе кожи и слизистых оболочек. Летальность от легочных форм микоза составляет 20-35%, а у лиц с иммунодефицитом – до 50%. Септическая форма аспергиллеза имеет неблагоприятный прогноз.
К мерам, позволяющим предупредить заражение аспергиллезом, относятся мероприятия по улучшению санитарно-гигиенических условий: борьба с пылью на производстве, ношение работниками мельниц, зернохранилищ, овощехранилищ, ткацких предприятий индивидуальных средств защиты (респираторов), улучшение вентиляции цехов и складов, регулярное микологическое обследование лиц из групп риска.
Aspergillus niger относится к классу сумчатых грибов (Ascomycetes), семейству аспергилловых (Aspergillaceae), роду Aspergillus, который в настоящее время насчитывает свыше 120 видов. Тело гриба (рис. 4) состоит из бесцветных, сильно разветвленных и переплетенных между собой тонких нитей -- гиф, образующих мицелий (грибницу). Гифы септированы -- разделены поперечными перегородками (септами) на клетки. Диаметр гиф от 3 до 6 мкм.
Рис 1.
Для аспергиллов характерен поверхностный стелющийся рост, однако при достаточной аэрации и строгом соблюдении асептики они могут размножаться и в толще твердой и в глубине жидкой среды.
При поверхностном росте возвышаются органы плодоношения -- конидиеносцы, которые отходят от особых опорных клеток мицелия. Конидиеносцы представляют собой утолщенные неветвящиеся несептированные, сильно зернистые на вид гифы длиной до 2000 мкм и более. На концах конидиеносцев появляется перетяжка без перегородки, выделяющая "пузырек" будущей головки. Пузырек округляется, увеличивается до 400 мкм, на его поверхности вырастают радиально расположенные продолговатые одно- или двухрядные клетки -- стеригмы. На свободных концах стеригм размещаются цепочками более мелкие клетки -- конидии. Такое строение головки внешне похоже на наконечник лейки, из отверстий которого льются струйки воды. Отсюда русское название аспергилла -- леечный гриб. Однако точный перевод термина аспергилл -- "косматая голова".
Конидии -- покоящиеся клетки, с минимальным содержанием воды, шаровидной или элипсовидной формы, средним размером в поперечнике 4 мкм. Поверхность конидий -- гладкая, бугристая или шиповатая, черная (откуда и название этого гриба niger) или коричневая с различными оттенками. Окраска конидий определяет цвет всей конидиеносящей поверхности. Число конидий на каждой головке достигает 10 тысяч.
Зрелые конидии очень легко отделяются от головок током воздуха или струей воды. Попав в жидкую питательную среду, они сначала набухают, а затем прорастают, образуя одновременно один или два проростка (гифы), на твердой среде прорастают при наличии капельно-жидкой влаги, почти не набухая. Гифа растет на свободном конце; удлиняясь, дает боковые отростки, которые в свою очередь также удлиняются, ветвятся, переплетаются между собой, образуя колонии, видимые невооруженным глазом. Через 16--20 ч в центральной гифе начинают появляться обособленные клетки, из которых вырастают конидиеносцы. Образование зрелых конидий заканчивается через 3--4 суток.
Рассмотренный способ размножения A. niger называется бесполым. Вообще же аспергиллы могут размножаться и половым путем -- посредством асков, образующихся в плодовых телах. Однако развитие плодовых тел A. niger прекращается на самой ранней стадии и недоразвитые плодовые тела превращаются в плотные скопления сплетенных гиф (склероции). Многие штаммы A. niger склероции не образуют. Гриб может размножаться и вегетативным путем -- отделившиеся от гиф частицы способны самостоятельно расти и образовывать новый мицелий.
На фото, полученном при помощи электронного сканирующего микроскопа, запечатлены конидиеносец и споры желтого аспергилла (Aspergillus flavus ) - одного из самых распространенных видов микроскопических высших плесневых грибов рода Aspergillus . Род Aspergillus принадлежит к аскомицетам (Ascomycota), или сумчатым грибам. Конидиеносец покрыт бутылковидными клетками фиалидами , от «горлышка» которых отделяются конидиоспоры, или конидии . Такой форме конидиеносцев этот род грибов и обязан своим названием: итальянскому ботанику и микологу, а по совместительству священнику Пьеру Антонио Микели они напомнили под микроскопом кропило (лат. аspergillus) - приспособление для разбрызгивания святой воды во время богослужения.
Конидиеносец производит споры, возникающие без редукционного деления, но у многих видов аспергиллов известна также и половая стадия с настоящими плодовыми телами , правда маленькими и просто устроенными. Они похожи на матрешки: замкнутые шары с асками (плодовыми сумками) внутри, которые, в свою очередь, содержат аскоспоры . Такой замкнутый тип плодового тела называется клейстотеций . Чередование половой и бесполой стадий жизненного цикла характерно для высших грибов , то есть грибов, имеющих дикариотическую стадию.
Споры разных аспергиллов окружают нас 24 часа в сутки, они присутствуют в воздухе, которым мы дышим, и в продуктах, которые мы едим. Неудивительно, что эти грибы играют важную роль в жизни людей, принося как пользу, так и значительный вред. Виды рода Aspergillus - одни из самых востребованных в современном биотехнологическом производстве благодаря тому, что они продуцируют ряд ценных метаболитов. А поскольку аспергиллы легко культивировать в больших биореакторах, то эти метаболиты можно получать в огромных количествах. Например, пищевой консервант лимонная кислота в основном производится в биореакторах из сахара промышленными штаммами аспергилла черного (A. niger ), хотя впервые она была выделена из незрелых лимонов. Дело в том, что ее производство в промышленных масштабах из цитрусовых нерентабельно, так же как и синтез химическим путем.
К сожалению, не все виды аспергиллов столь дружелюбны к человеку. Тот же A. flavus выделяет вторичные метаболиты афлатоксины - сильные гепатоканцерогены , ставшие известными в середине прошлого века, когда в Великобритании неожиданно погибли десятки тысяч индюшек: они отравились арахисом, пораженным A. flavus . Интересно, что гурманы одного из африканских племен группы банту в Мозамбике специально хранят продукты в таких условиях, чтобы на них развивался A. flavus , потому что он выделяет специфические вещества, придающие пище уникальный вкус. Правда, постоянное потребление малых доз афлатоксинов повышает риск развития рака печени у членов племени в возрасте до 40 лет.
Некоторые виды аспергиллов могут вызывать микозы , особенно часто развивающиеся у пациентов с иммунодефицитами. Чаще всего за это ответственен аспергилл дымящий (A. fumigatus ). Иногда микоз может маскироваться под обычный синусит , с насморком и температурой, что затрудняет постановку правильного диагноза и, как следствие, назначение адекватного лечения. Попадая в легкие человека с иммунодефицитом, гриб часто вызывает аспергиллёз легких. В особо запущенных случаях может даже образоваться аспергиллезная мицетома - опухолеподобное новообразование, состоящее в основном из мицелия A. fumigatus и остатков погибших клеток легкого. Такие мицетомы могут достигать 9 см в диаметре.
В заключении отметим, что часто, в том числе в научно-популярных источниках, когда речь идет о микозах, употребляют неудачное с точки зрения микологов и бактериологов слово «грибок», называя им как заболевание, так и сам гриб. Этот термин может запутать читателя, поскольку действительно существует группа бактерий под названием лучистые грибки, или актиномицеты , которые не имеют никакого отношения ни к грибами, ни даже к эукариотом.
Рост и распространение
Аспергиллы относят к грибам дейтеромицетам , не имеющим половой стадии развития. С появлением данных анализа ДНК стало более вероятно, что все члены рода аспергилл близкородственны аскомицетам , и их следует считать представителями аскомицетов. Представители рода обладают способностью расти везде, где присутствует высокая осмотическая концентрация (крепкие растворы сахара, соли и т. д.), и очень устойчивы к воздействиям внешней среды. Аспергиллы - высокоаэробные виды, и их можно обнаружить почти во всех богатых кислородом средах, где они обычно растут как плесень на поверхности субстрата, как следствие высокого обогащения кислородом. Как правило, грибы растут на богатых углеродом субстратах, таких как моносахариды (к примеру, глюкоза) и полисахариды (например, амилоза). Виды аспергилл являются распространённым заражающим фактором крахмалистых продуктов (таких, как хлеб и картофель) и растут внутри либо на поверхности многих растений и деревьев.
Помимо роста на источниках углерода, многие виды рода аспергилл демонстрируют олиготрофность , то есть способность к росту в обеднённых питательными веществами средах, либо в условиях совершенного отсутствия ключевых питательных веществ. Главным примером этого является A. niger - его можно обнаружить растущим на влажных стенах как основной компонент ложной мучнистой росы - милдью (англ. ) .
Значение для человека
Виды аспергилл важны с медицинской и коммерческой точки зрения. Отдельные виды могут инфицировать человека и других животных. Некоторые инфекции, найденные на животных, изучались годами; в то время как другие виды, найденные на животных, описывались как новые и специфические для исследуемого заболевания. Иные были известны как уже использующиеся названия для организмов, таких как сапрофиты . Более 60 видов аспергилл являются существенными медицинскими патогенами. Существует целый ряд заболеваний человека, таких как инфекция наружного уха, поражения кожи и изъязвления, классифицируемые как мицетомы .
Другие виды важны в промышленности при изготовлении ферментативных препаратов. К примеру, спиртные напитки, такие как японская саке , предпочитают делать из риса или других крахмалистых ингредиентов (таких как маниока), вместо винограда или солодового ячменя. Типичные микроорганизмы, использующиеся для производства спирта, такие как дрожжевые грибки рода сахаромицеты , не могут ферментировать крахмал. Поэтому для расщепления крахмала на более простые сахара используется плесень кодзи (например, Aspergillus oryzae ). Aspergillus oryzae , Aspergillus sojae , Aspergillus tamari используются для приготовления соевого соуса , а также различных видов соевой пасты - мисо , твенджана и других.
Грибы Aspergillus находят широкое применение для определения содержания неорганических катионов и анионов. Представители рода Аспергиллы также являются источниками натуральных веществ, которые могут быть использованы в производстве медикаментов для лечения различных заболеваний человека . Возможно, самое обширное применение имеет Aspergillus niger , как основной источник лимонной кислоты . Этот организм обеспечивает 99 % объёма мирового производства лимонной кислоты - это более 1,4 миллиона тонн в год. A. niger также часто используется для получения истинных (нативных) и инородных ферментов , включая глюкозооксидазу и лизоцим белка куриных яиц. В таких случаях культуру редко выращивают на твёрдом субстрате (хотя в Японии эта практика ещё распространена). Чаще её выращивают как глубинную культуру в биореакторе . При таком способе можно жёстко контролировать важные параметры и достичь максимальной продуктивности. Этот процесс также сильно облегчает отделение целевого химиката или фермента от питательной среды и, следовательно, намного более рентабелен.
Исследования
Половая репродукция
Из 250 видов аспергилл около 64 % не имеют известной половой стадии. Тем не менее, становится всё более ясно, что многие из этих видов, вероятно, имеют пока что неидентифицированную половую стадию. Половое размножение у грибков происходит двумя фундаментально различающимися способами. Это ауткроссинг (перекрёстное скрещивание) у гетероталломных (англ. ) грибков, в процессе которого две разные особи обмениваются ядрами, и самооплодотворение у гомоталломных (англ. ) грибков, где оба ядра происходят от одной и той же особи. В последние годы половые циклы были обнаружены у большого числа видов, ранее считавшихся бесполыми. Эти открытия отражают сосредоточенность современных эмпирических исследований на видах, имеющих конкретное отношение к человеку. Некоторые виды, для которых недавно подтверждено половое размножение, описаны ниже.
Эти результаты исследований видов Аспергилл согласуются с данными, накопленными при изучении других видов эукариот , и свидетельствуют о вероятном наличии полового поведения у общего предка всех эукариот. A. nidulans - гомоталломный грибок, способный к самооплодотворению. Самооплодотворение затрагивает активацию тех же путей полового размножения, что и у видов, скрещивающихся ауткроссингом. Имеется в виду не то, что самооплодотворение проходит необходимые стадии, характерные для ауткроссинга, а то, что вместо этого требуется активация этих механизмов в пределах единственного представителя вида. Подавляющее большинство видов Аспергилл , демонстрирующих половые циклы, по природе гомоталломно (самооплодотворяющиеся). Такое наблюдение предполагает, что в целом виды Аспергилл могут поддерживать половое размножение, даже несмотря на низкий уровень генетического разнообразия потомства как следствие гомоталломного самооплодотворения. A. fumigatus - гомоталломный (размножающийся ауткроссингом) грибок, который встречается в зонах, значительно различающихся климатом и условиями среды. Этот вид также демонстрирует низкую степень изменчивости и в пределах географических регионов, и в масштабах планеты, вновь наводя на мысль, что половое размножение - в данном случае размножение ауткроссингом - может сохраняться даже при низкой степени генетической изменчивости.
Геномика
Одновременная публикация трёх рукописей на тему генома Аспергилл в журнале «Nature » в декабре 2005 года сделала этот род ведущим объектом для исследований по сравнительной геномике среди мицеллярных (нитевидных) грибков. Как и большинство геномных проектов, эти усилия предпринимались крупными центрами по секвенированию совместно с соответствующими научными сообществами. К примеру, Институт изучения генома (TIGR) () работал с сообществом по изучению A. fumigatus . A. nidulans был секвенирован в Институте Илай и Эдиты Л. Брэд () A. oryzae был секвенирован в Японии в Национальном институте передовой промышленности и технологий. Объединённый институт генома () Министерства Энергетики опубликовал секвенированные данные по геному штамма A. niger , использующегося для производства лимонной кислоты. TIGR, теперь переименованный в Институт Вентера () , в настоящее время возглавляет проект генома вида A. flavus . Размеры секвенированных геномов видов Аспергилл колеблются в пределах 29,3 Мб у A. fumigatus и 37,1 Мб у A. oryzae , в то время как количество предсказанных генов варьируется от ~9926 у A. fumigatus до ~12,071 у A. oryzae . Размер генома у ферменто-продуцирующего штамма A. niger среднего размера и составляет 33,9 Мб.
Патогены
Некоторые виды аспергилл вызывают серьёзные заболевания у людей и животных. Наиболее часто патогенность проявляют виды A. fumigatus и A. flavus , производящие афлатоксины , которые одновременно являются и токсинами, и гепатоканцерогенами . Они могут заражать пищу, например, орехи, семена и зерно. Распространёнными возбудителями различных аллергических заболеваний являются виды A. fumigatus и Aspergillus clavatus (англ. ) . Другие виды важны как патогены сельскохозяйственных культур. Представители вида Аспергиллы вызывают заболевания у многих зерновых, особенно у кукурузы ; некоторые синтезируют микотоксины , включая афлатоксин.
Аспергиллёз
- Аллергический бронхолёгочный аспергиллёз, поражающий больных с респираторными инфекциями, такими, как бронхиальная астма , муковисцидоз (кистозный фиброз), и синусит
- Острый инвазивный аспергиллёз - форма аспергиллёза, при которой грибки прорастают в окружающие ткани, более часто случается у людей с ослабленной иммунной системой , например на фоне СПИДа или обусловленной курсом химиотерапии
- Рассеянный инвазивный аспергиллёз - инфекция, широко распространившаяся в организме
- Аспергиллома - шаровидное грибковое образование, которое может сформироваться в пазухах и полостях, например, в лёгких .
Чаще всего грибок проникает внутрь через дыхательные пути и рот и может поражать как дыхательную систему , так и центральную нервную систему , пищеварительный тракт , кожу, органы чувств и половую систему. Аспергиллёзный менингит или энцефалит в большинстве случаев заканчивается летальным исходом. Встречаются также грибковые поражения селезенки , почек и костей аспергиллами, однако большей частью они вызваны вторичной инфекцией . Аспергиллёз дыхательных путей часто диагностируют у птиц и известны определённые виды аспергилл , заражающие насекомых .
См. также
Примечания
- Geiser D. M. Sexual structures in Aspergillus: morphology, importance and genomics. (англ.) // Medical mycology. - 2009. - Vol. 47 Suppl 1. - P. 21-26. - DOI :10.1080/13693780802139859 . - PMID 18608901 . [исправить]
- lenta.ru - Плесневые грибы оказались способны к сексу , (англ.)
- Bennett JW. An Overview of the Genus Aspergillus // Aspergillus : Molecular Biology and Genomics. - Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-53-0 .
- Thom C, Church M. The Aspergilli. Baltimore: The Williams & Wilkins Company, 1926.
- Bibliographic data: US6069146 (A) ― 2000-05-30 (неопр.) . The EPO. - Патент на Halimide . Проверено 27 июля 2014.
- ПОЛИТ.РУ \ ИССЛЕДОВАНИЯ \ Многоликая плесень («Наука и жизнь»//2009. № 10)
- Культура Aspergillus niger - продуцент лимонной кислоты Архивировано 5 марта 2011 года.
- Wortman J. R. , Gilsenan J. M. , Joardar V. , Deegan J. , Clutterbuck J. , Andersen M. R. , Archer D. , Bencina M. , Braus G. , Coutinho P. , von Döhren H. , Doonan J. , Driessen A. J. , Durek P. , Espeso E. , Fekete E. , Flipphi M. , Estrada C. G. , Geysens S. , Goldman G. , de Groot P. W. , Hansen K. , Harris S. D. , Heinekamp T. , Helmstaedt K. , Henrissat B. , Hofmann G. , Homan T. , Horio T. , Horiuchi H. , James S. , Jones M. , Karaffa L. , Karányi Z. , Kato M. , Keller N. , Kelly D. E. , Kiel J. A. , Kim J. M. , van der Klei I. J. , Klis F. M. , Kovalchuk A. , Krasevec N. , Kubicek C. P. , Liu B. , Maccabe A. , Meyer V. , Mirabito P. , Miskei M. , Mos M. , Mullins J. , Nelson D. R. , Nielsen J. , Oakley B. R. , Osmani S. A. , Pakula T. , Paszewski A. , Paulsen I. , Pilsyk S. , Pócsi I. , Punt P. J. , Ram A. F. , Ren Q. , Robellet X. , Robson G. , Seiboth B. , van Solingen P. , Specht T. , Sun J. , Taheri-Talesh N. , Takeshita N. , Ussery D. , vanKuyk PA , Visser H. , van de Vondervoort P. J. , de Vries R. P. , Walton J. , Xiang X. , Xiong Y. , Zeng A. P. , Brandt B. W. , Cornell M. J. , van den Hondel C. A. , Visser J. , Oliver S. G. , Turner G. The 2008 update of the Aspergillus nidulans genome annotation: a community effort. (англ.) // Fungal genetics and biology: FG & B. - 2009. - Vol. 46 Suppl 1. - P. 2-13. - DOI :10.1016/j.fgb.2008.12.003 . - PMID 19146970 . [исправить]
- Descriptions - Aspergillus Comparative (неопр.) . Broad Institute. Проверено 15 октября 2009. Архивировано 22 ноября 2009 года.
- Dyer P. S. , O"Gorman C. M. A fungal sexual revolution: Aspergillus and Penicillium show the way. (англ.) // Current opinion in microbiology. - 2011. - Vol. 14, no. 6 . - P. 649-654. - DOI :10.1016/j.mib.2011.10.001 . - PMID 22032932 . [исправить]
- O"Gorman C. M. , Fuller H. , Dyer P. S. Discovery of a sexual cycle in the opportunistic fungal pathogen Aspergillus fumigatus. (англ.) // Nature. - 2009. - Vol. 457, no. 7228 . - P. 471-474. - DOI :10.1038/nature07528 . - PMID 19043401 . [исправить]
- Horn BW, Moore GG, Carbone I (2009). “Sexual reproduction in Aspergillus flavus” . Mycologia . 101 (3): 423-9. DOI :10.3852/09-011 . PMID .
- Swilaiman SS, O"Gorman CM, Balajee SA, Dyer PS (July 2013). “Discovery of a sexual cycle in Aspergillus lentulus, a close relative of A. fumigatus” . Eukaryotic Cell . 12 (7): 962-9. DOI :10.1128/EC.00040-13 . PMC . PMID .
- Arabatzis M, Velegraki A (2013). “Sexual reproduction in the opportunistic human pathogen Aspergillus terreus” . Mycologia . 105 (1): 71-9. DOI :10.3852/11-426 . PMID .
- Malik SB, Pightling AW, Stefaniak LM, Schurko AM, Logsdon JM (2008). “An expanded inventory of conserved meiotic genes provides evidence for sex in Trichomonas vaginalis” . PLoS ONE . 3 (8): e2879.
Определение, токсономическая принадлежность грибов
В воздухе споры грибов этого рода присутствуют практически постоянно: ежедневно каждый из нас вдыхает около нескольких сотен спор, которые не вызывают каких-либо заболеваний у человека с нормальной иммунной системой. Иногда грибы рода Aspergillus могут встречаться в ротоглотке здорового человека.
Как уже было описано выше, споры грибов могут присутствовать в воздухе помещений, в том числе, они могут быть в воздухе больниц, что может стать фактором риска внутрибольничного заражения стационарного пациента с ослабленной иммунной системой.
Ряд представителей грибов применяются в промышленности для получения органических кислот, антибиотиков, витаминов, ферментов, для промышленного изготовления некоторых пищевых продуктов .
Описание внешнего вида
Внешне при микроскопическом исследовании грибы рода Aspergillus представляют собой грибы, состоящие из однотипного мицелия, шириной 4- 6 микрометров, на котором иногда присутствуют “головки” с конидиями.
Специфической бактериологической питательной средой для выращивания колоний грибов этого рода является так называемая среда Сабуро. На ней грибы образуют плоские колонии, сначала белые, слегка пушистые, которые впоследствии принимают синеватую, желтоватую, коричневую и другую окраску в зависимости от вида. Поверхность их становится мучнистой .
Клиническое значение
Особенностью данного рода грибов является способность вызывать не только аллергические заболевания, но и инфекционные поражения.
По частоте развития специфических инфекционных заболеваний грибы рода Aspergillus занимают второе место после дрожжеподобных грибов рода Candida .
Предрасполагающими факторами к развитию аспергиллезных инфекций являются иммунодефициты, в том числе вторичные иммунодефициты на фоне приема высоких доз системных глюкокортикостероидов, для которых исследованы клеточные и молекулярные механизмы возникновения повышенной уязвимости органов и тканей к спорам гриба, а также хронические легочные заболевания .
Аспергиллы могут поражать любые органы и ткани.
К клиническим проявлениям можно отнести следующие формы:
- бронхолегочный аспергиллез и его разновидности: инфекционно-аллергический бронхолегочный аспергиллез, гнойный бронхит, хроническая аспергиллема, инвазивный легочный аспергиллез, хронический некротизирующий легочный аспергиллез;
- генерализованный (септический) аспергиллез, возникающий у иммунокомпрометированных людей (например при ВИЧ-инфекции) и имеющий высокую частоту летальных исходов;
- аспергиллез ЛОР-органов: наружный и средний отиты, риносинусит, аспергиллез гортани;
- аспергиллез глаза;
- аспергиллез кожи в виде в виде эритематозных чешуек и папул, в более тяжелых случаях - некротических поражений подкожной жировой клетчатки;
- аспергиллез костей;
- прочие формы аспергиллеза (поражение слизистых рта, гениталий, микотоксикозы) .
Наиболее часто встречающиеся поражения органов дыхания возникают на фоне хронических заболеваний легких:
- бронхиальная астма, муковисцидоз - для аллергического бронхолегочного аспергиллеза;
- предсуществующие полости в легких (туберкулезные каверны, полости у больных с саркоидозом или другими заболеваниями, споровождающимися образованием полостей) - для аспергиллемы;
- хроническая обструктивная болезнь легких на фоне ее лечения глюкокортикостероидами - для некротизирующего легочного аспергиллеза.
Факторами риска возникновения инвазивного легочного аспергиллеза, помимо перечисленных выше, являются вторичные иммунодефицитные состояния, на фоне , лечения иммунодепрессантами, ВИЧ-инфекции, декомпенсированного сахарного диабета, массивного лечения антибиотиками и других факторов .
Однако у людей с нормальной иммунной системой также могут возникать инфекции органов дыхания, вызванные грибами рода Aspergillus, на фоне повышенной экспозиции спор гриба.
При массивном вдыхании спор этих грибов у здоровых людей может возникнуть острая пневмония, которая обычно разрешается самостоятельно
Профессиональными факторами риска возникновения хронических заболеваний, вызванных спорами грибов рода Aspergillus, является работа в сфере сельского хозяйства, на ткацких фабриках и бумагопрядильных предприятиях .
Для грибов рода Aspergillus это заболевание имеет название «легкое работающих с солодом» в связи с высокой частотой профессионально обусловленных случаев заболеваний у данных работников .
Также некоторые представители грибов этого рода могут выделять ядовитые вещества - афлатоксин, охратоксин и стеригматоцистин, которые при хронической экспозиции вызывают проявления микотоксикозов - токсический гепатит, заболевания почек и даже .
Однако основной особенностью грибов рода Aspergillus, отличающих их от представителей других родов плесневых грибов, является способность вызывать специфические инфекционные заболевания.
Основные аллергены и факторы патогенности грибов
Атопические заболевания, связанные с сенсибилизацией к аллергенам грибов рода Aspergillus связаны с наличием у них аллергенов, на которые вырабатываются иммуноглобулины класса E.
Количество основных аллергенов различается в зависимости от вида и у Aspergillus fumigatus достигает 19. Основные из них - это Asp f 1-риботоксин, Asp f 3-пероксисомальный белок, Asp f 5-металлопротеаза и ряд других аллергенов, большинство из которых являются белками с ферментативной активностью .
Выделение в окружающую среду протеолитическиx, сахаролитических и липолитических ферментов является фактором, определяющим способность вызывать активный инфекционный процесс, проявлять инвазивный рост, например, прорастать в стенку бронха до базальной мембраны при инвазивном бронхолегочном аспергиллезе.
Другим фактором вирулентности (способности вызывать инфекционное заболевание) грибов являются ряд механизмов защиты от фагоцитоза (поглощения эффекторными клетками врожденного иммунитета).
В последнее время интенсивно изучается способность к образованию защитной пленки грибом Aspergillus fumigatus, которая позволяет клеткам гриба прикрепляться к клеткам организма хозяина, обеспечивает защиту от эффекторных механизмов иммунитета и даже от современных противогрибковых лекарственных препаратов .
Выше были указан ряд токсических веществ, выделяемых некоторыми представителями грибов этого рода.
Методы выявления грибов и диагностики заболеваний, вызванных грибами
Определение принадлежности спор грибов в пробах воздуха к представителям рода Aspergillus основывается на микроскопии спор, бактериологических исследованиях (определение способности к росту на специальной питательной среде, внешний вид колоний) .
В связи с высокой частотой аллергических заболеваний и тяжелым течение специфических инфекций, вызываемых этими грибами, часто отсутствием у них специфических клинических признаков и сложностью дифференциальной диагностики, большое значение имеет специфическая .
Атопическую сенсибилизацию к аллергенам этих грибов выявляют посредством кожных тестов и выявлением специфических иммуноглобулинов E к аллергенам этих грибов, антител других классов при специфических инфекционных процессах .
При инфекциях органов дыхания, вызванных грибами, для выявления фрагментов гриба применяют микроскопию мокроты и материала, полученного в ходе бронхо-альвеолярного лаважа при бронхоскопии, выявление ДНК грибов в названных выше материалах с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР-исследования) .) в условиях массивного контакта с домашней пылью, контакта с очагами повышенной влажности при уборке необходимо не только аллергикам с сенсибилизацией к аллергенам плесневых грибов, но и всем пациентам с бронхиальной астмой.