Aspergillus niger лечение. Род Аспергилл (Aspergillus)
Изобретение относится к биотехнологии. Штамм Aspergillus oryzae RCAM01135 - продуцент протеолитических и амилолитических ферментов - обладает способностью продуцировать протеолитические и амилолитические ферменты. Депонирован в ГНУ ВНИИСХМ под регистрационным номером RCAM01135. Может быть использован при получении различных пищевых продуктов (ферментированных приправ, добавок, напитков). Изобретение позволяет повысить скорость роста и интенсивность спорообразования. 4 табл., 2 пр.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к получению штамма - продуцента протеолитических и амилолитических ферментов, и может быть применено для гидролиза растительных и животных субстратов в пищевой промышленности, бродильных производствах, сельском хозяйстве.
Известно, что мицелиальный гриб Aspergillus oryzae имеет широкое применение в пищевой промышленности, так как не обладает патогенными свойствами. Биосинтез протеаз и амилаз, характерный для представителей Aspergillus oryzae, используется, например, при изготовлении некоторых пищевых продуктов (ферментированных приправ, ферментированных напитков), когда требуется гидролиз белков и углеводов (RU 2361914 , 2009, RU 2187947 , 2002).
Известен штамм Aspergillus oryzae ВКПМ F-369, обладающий способностью продуцировать комплекс протеаз, проявляющих максимальную активность в кислой и слабокислой зоне pH, -амилазу. Однако основным недостатком этого штамма является отсутствие синтеза сопутствующих гидролаз, а также длительный период роста и развития микромицета; штамм интенсивно продуцирует -амилазу и протеазу на жидких средах лишь на четвертые - пятые сутки (SU 1440922, 1988).
Известен штамм Aspergillus oryzae ВКПМ F-683, продуцирующий комплекс кислых и слабокислых протеаз, -амилазы и сопутствующих ксиланаз, глюканаз и цитаз. Известно, что при глубинном культивировании данный штамм продуцирует целый комплекс высокоактивных ферментов. Получаемые ферментные комплексы применяются в пищевой промышленности.
Однако применение штамма является ограниченным из-за недостаточно высокой скорости роста и особых требований к питательным средам, так как он растет на средах с содержанием сухих веществ не более 18% (RU 2070921 , 1996).
Задача изобретения состоит в получении штамма Aspergillus oryzae, продуцирующего протеазы и -амилазу, обладающего высокой скоростью роста, преимущественно при твердофазном культивировании.
В качестве изобретения предлагается новый штамм микромицета Aspergillus oryzae 37-53, полученный методом многоступенчатой селекции и мутагенеза, депонированный в ГНУ ВНИИ сельскохозяйственной микробиологии в Ведомственной коллекции полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения Россельхозакадемии (RCAM) под регистрационным номером RCAM01135. Штамм является продуцентом протеаз и -амилазы, обладает высокой скоростью роста, преимущественно при твердофазном культивировании, и интенсивным спорообразованием.
Техническим результатом изобретения является более высокая скорость роста предлагаемого штамма Aspergillus oryzae RCAM01135.
В частности, на средах с соевым шротом максимумы протелитической и амилолитической активностей проявляются на третьи сутки культивирования, и интенсивность спорообразования была самой высокой также на третьи сутки. Это позволяет рассматривать заявленный штамм как перспективное средство для использования в пищевой промышленности для переработки сельскохозяйственного сырья, например сои, с целью получения различных пищевых вкусоароматических добавок, в бродильном производстве, хлебопекарной промышленности.
Штамм Aspergillus oryzae RCAM01135 характеризуется следующими культурально-морфологическими и физиолого-биохимическими признаками.
Культурально-морфологические признаки:
а) характер роста (опушение, край колонии). Колонии пушистые, округлой формы, края ровные, мицелий белый, спорообразующий, цвет колонии от оливкового до темно-зеленого. Вегетативный мицелий септированный, хорошо разветвленный с крупными вздутиями, толщина гиф 6-12 мкм; конидии формируются экзогенно, поверхность конидии гладкая, форма округлая, диаметр спор 5-6 мкм; образует конидиальные головки с одноярусными стеригмами;
б) размер колонии (при определенном времени инкубации). На 3 сутки роста на сусло-агаре диаметр колонии 50×51 мм;
в) воздушный мицелий (наличие, цвет, особенности спороношения). С обильным спороношением темно-зеленого цвета. По краю колонии белый пушистый мицелий 3 мм;
г) цвет субстратного мицелия. Белый;
д) цвет обратной стороны колонии. Светло-коричневый;
е) другие признаки (пигмент, экссудат и т.д.). Пигменты не выделяются, экссудат отсутствует;
ж) изменения культуры по мере старения. Цвет колонии с возрастом темнеет, становится буро-зеленым;
з) поведение на других средах. На среде Чапека с глюкозой: на 3 сутки роста цвет колонии - зеленый, поверхность гладкая; диаметр колонии 32×34 мм.
По исследованиям морфологических признаков культуры проведена идентификация штамма в соответствии с определителем мицелиальных грибов (Билай В.И., Коваль Э.С. Аспергиллы. Определитель. - Киев: Наук. Думка, 1988, - 204 с.).
Физиолого-биохимические признаки
Отношение к кислороду - аэроб. Оптимальная температура роста - 28-30°C. Максимальная температура - 50°C. Минимальная температура - 18°C. Оптимальное значение pH для роста гриба - 5,5. Рост гриба отмечается в диапазоне pH от 2,5 до 10,0.
В качестве источника углерода гриб использует крахмал, глюкозу, сахарозу, ксилозу, мальтозу, маннит, глицерин и лактозу. Ассимилирует нитраты, аммонийный и аминный азот, белки. Штамм не патогенный. В режиме глубинного и твердофазного культивирования была установлена способность к синтезу ферментов амилолитического и протеолитического действия.
Штамм хранится на агаризованном солодовом сусле 8% CB; pH среды - естественный; температура хранения +20-25°C.
Глубинное и твердофазное культивировстие штамма Aspergillus oryzae RCAM01135
Глубинное культивирование штамма Aspergillus oryzae 37-53 осуществляли на различных комплексных естественных средах, составленных с учетом физиологических потребностей продуцента. При конструировании питательных сред принимали во внимание то обстоятельство, что для синтеза протеаз и -амилазы благоприятны крахмал, белки, поэтому основными компонентами среды являлось зерновое сырье. В качестве источника фосфорного питания для микромицета применяли фосфорнокислый калий. Таким образом, для глубинного культивирования штамма Aspergillus oryzae RCAM01135 были использованы питательные среды следующего состава, %:
1. Ячменная мука - 3,0, пшеничные отруби - 3,0, крахмал - 2,0, KH 2 PO 4 - 1,5;
2. Пшеничная мука - 6,0, пшеничные отруби - 2,0, KH 2 PO 4 - 1,5%;
3. Соевая мука - 6,0, ячменная мука - 5,0, KH 2 PO 4 - 1,5;
4. Соевая мука - 6,0, пшеничные отруби - 2,0, KH 2 PO 4 - 1,5;
Культивирование штамма Aspergillus oryzae RCAM01135 осуществляли в колбах Эрленмейера объемом 750 см 3 , содержащих 50 см 3 стерильной питательной среды, на круговой качалке с числом оборотов 220 об/мин при температуре 30°C. Полученные результаты представлены в табл.1.
Таблица 1 | ||||||
Глубинное культивирование гриба Asp.oryzae RCAM01135 на натуральных питательных средах | ||||||
№ среды | Сутки | Рост (густота, цвет КЖ) | pH | РСВ, % | Ферм, акт-сть, ед./см 3 | |
ПС | АС | |||||
1 | 1 | ++бежевая каша | 4,74 | 4,0 | - | - |
2 | +хаки (желтоватая) каша | 4,8 | 2,8 | 1,5 | 0,64 | |
3 | +хаки (желтоватая) жижа | 5,36 | 2,2 | 1,8 | 0,82 | |
2 | 1 | ++++бежевая каша | 5,09 | 3,0 | - | - |
2 | ++хаки (желтоватая) каша | 5,42 | 2,0 | 1,3 | 0,93 | |
3 | ++хаки светлая жижа | 5,6 | 2,2 | 1,5 | 1,10 | |
3 | 1 | +++++очень густая бежевая каша | 5,69 | 5,0 | - | - |
2 | темная бежевая каша | 7,6 | 5,0 | 0,05 | 0,35 | |
3 | ++++хаки темная каша | 8,46 | 5,4 | 0,03 | 0,56 | |
4 | 1 | +++++густая бежевая каша | 7,10 | 5,0 | - | - |
2 | темная бежевая каша | 8,33 | 4,9 | 0,06 | 0,35 | |
3 | +++хаки темная каша | 8,73 | 5,4 | 0,02 | 0,12 |
Как видно из таблицы 1, селекционированный штамм Aspergillus oryzae RCAM01135 на питательных средах, содержащих ячменную или пшеничную муку, а также пшеничные отруби (среды № 1 и 2), проявлял способность к синтезу протеаз и -амилазы: общая протеолитическая активность на 3-и сутки культивирования составила 1,5-1,8 ед. ПС/см 3 , амилолитическая 0,82-1,10 ед. АС/см 3 . На средах, в состав которых входила соеваая мука (среды № 3 и 4), уровень активности синтезируемых ферментов снижался в 2-3 раза.
Твердофазное культивирование штамма Aspergillus oryzae RCAM01135 осуществляли на пшеничных отрубях с влажностью 52,4% и на соевом шроте с влажностью 51,8% при температуре 30°C в стационарных условиях. Полученные результаты представлены в табл.2.
Таблица 2 | |||||
Поверхностное культивирование гриба A.oryzae RCAM01135 на различных средах | |||||
Среда для культивирова | Характеристика роста гриба, сутки | Ферментативная активность, ед./г | |||
2 | 4 | 7 | ПС | АС | |
Отруби | Белый мицелий, начало спорообразования, цвет спор зеленый | Обильное спорообразование, споры пылят, цвет зеленый с оливковым оттенком | Без изменений | 43,5 | 9,0 |
Соевый шрот | 1 | 2 | 3 | 41,0 | 12,0 |
Белый мицелий | Обильное спорообразование, цвет спор зеленый с оливковым оттенком | Обильное спорообразование, споры оливкового цвета |
Результаты глубинного и твердофазного культивирования подтверждают биосинтетическую способность селекционированного штамма Aspergillus oryzae RCAM01135 по отношению к протеолитическим и амилолитическим ферментам, что характерно грибам рода Aspergillus вида oryzae.
Таким образом, полученный штамм хорошо развивается на жидких и твердых питательных средах, синтезирует ферменты протеолитического и амилолитического действия и идентифицирован как мицелиальный гриб Aspergillus oryzae.
Культивирование штамма Aspergillus oryzae RCAM01135 на средах с соевым шротом
Наработку экспериментальных образцов селекционированной культуры Aspergillus oryzae RCAM01135 осуществляли на среде с соевым шротом и на соевом шроте с добавлением 10% перловки с разной влажностью в течение 3-х суток при 30°C (табл.3).
Таблица 3 | ||||
Биохимическая характеристика экспериментальных образцов гриба A.oryzae RCAM01135 | ||||
Среда для культивирова | Влажность поверхн. культуры, % | Биохимические показатели гриба | ||
Белок по Кьельдалю, % а.с.в. | Белок по Лоури, мг/г а.с.в. | мг%/г а.с.в. |
||
Соевый шрот | 58,7 | 43,0 | 35,0 | 317,0 |
Соевый шрот +10% перловки | 51,3 | 41,0 | 52,8 | 309,7 |
62,4 | 44,3 | 58,3 | 322,5 |
Экспериментальные образцы гриба A.oryzae RCAM01135 были получены в результате ускоренного роста микромицета при поверхностном культивировании на соевом шроте, обогащены белком, аминным азотом и могут быть использованы для дальнейшей переработки в производстве продуктов ферментации сои.
Селекционированный штамм Aspergillus oryzae RCAM01135 и наработанные экспериментальные образцы гриба A.oryzae RCAM01135 были исследованы в Испытательной лаборатории технохимического контроля и арбитражных методов анализа ГНУ ВНИИПБТ Россельхоакадемии.
Результаты испытаний по идентификации ГМИ показали, что в чистой культуре микромицета Aspergillus oryzae RCAM01135 трансгенные последовательности отсутствуют (протокол испытаний от 23 марта 2012 г.).
При анализе тяжелых металлов в экспериментальных образцах гриба A. oryzae RCAM01135 было установлено, что их содержание не превышает предельно допустимых концентраций (протокол от 18 апреля 2012 г.). В таблице 4 приведены результаты анализа по содержанию тяжелых металлов в субстрате - соевом шроте и в поверхностной культуре гриба A.oryzae RCAM01135. Аналогичные результаты получены во всех исследуемых экспериментальных образцах.
Таблица 4 | ||||
Содержание тяжелых металлов в поверхностной культуре гриба A.oryzae RCAM01135 | ||||
Анализируемый объект | Содержание тяжелых металлов, мг/кг | |||
Свинец Pb | Мышьяк As | Кадмий Cd | Ртуть Hg | |
Соевый шрот | 0,0052 | 0,0034 | 0,0027 | 0,0009 |
(ПДК для сои) 1 (1 СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов») | 0,5 | 0,3 | 0,1 | 0,02 |
Поверхностная культура гриба A.oryzae 37-53 | 0,0065 | 0,0047 | 0,0029 | 0,0014 |
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Штамм микромицета Aspergillus oryzae, депонированный в ГНУ ВНИИСХМ (Ведомственная коллекция полезных микроорганизмов сельскохозяйственного назначения - RCAM) под регистрационным номером RCAM01135, - продуцент протеолитических и амилолитических ферментов для использования в пищевой промышленности.
Знакомый нам по пугающему названию «черная плесень». Обнаружить целые колонии этого удивительного адаптирующегося организма можно прямо у себя дома - в подвале, в темном сыром углу, в старой книге.
Морфология Aspergillus niger подразумевает несколько штаммов черной плесени, избирающей местом своего обитания помещения, пищевые продукты или даже организм человека.
Благоприятная среда для черной плесени
Споры плесени присутствуют повсеместно, нет их только в обстановке полной стерильности или вакуума. Частицы, отделившиеся от мицелия, витают в воздухе и начинают активно размножаться везде, где спора сможет зацепиться и остаться незамеченной.
Сама плесневая единица образована из двух нитеобразных тел, одно из которых создает вегетативное образование, а другое тянется вверх и, созревая, дает жизнь новым спорам.
Благоприятные факторы, способствующие хорошей приживаемости Aspergillus niger:
- отсутствие притока и оттока свежего воздуха; при этом создается душная, насыщенная испарениями атмосфера, которая является идеальной для возникновения множественных колоний плесени;
- влажность, приближенная к 100%, - это одно из самых распространенных условий, при котором можно обнаружить Aspergillus niger;
- резкие температурные скачки, располагающие к образованию пара и конденсата;
Кроме того, одним из факторов является недостаточная герметичность упаковок с продуктами.
Штаммы Aspergillus niger
Ни один вид плесени не похож на другой, если рассматривать структуру грибов под микроскопом. Выразительный и пугающий вид черной плесени заметно отличает ее от светлых пушистых шариков Aspergillus другой разновидности, которые кажутся менее опасными, но это заблуждение. Черным может быть мицелий сразу нескольких штаммов, в зависимости от периодов созревания гриба, вида охваченной поверхности и скорости распространения колонии.
Существуют такие штаммы Aspergillus niger:
- Цвет мицелия светлый, черными являются только вызревшие споры. Живет такой грибок в темных сырых углах жилых и нежилых помещений и является причиной болезни аспергиллёза.
- Phoma - относится к 4-ой группе патогенности. У них, наоборот, вегетативное тело представляет собой черную кляксу с белой опушкой созревших спор.
- Следующий вид всегда имеет насыщенный темный цвет. Отделившиеся споры охотно селятся в пищеварительном тракте человека и вызывают интоксикацию и выраженную аллергическую реакцию.
- Есть вид устрашающего темного цвета и с редкой живучестью, но в то же время почти не опасный для здоровья человека.
- Среди разновидностей черной плесени - и грибы пенициллинового ряда, зачастую выращиваемые в сложных адаптивных условиях для получения ценного вещества, на базе которого изготавливаются антибиотики.
- Мицелий следующего вида напоминает пятна осклизлого налета, возникающие на долго лежащих овощах, фруктах, орехах.
Так что Aspergillus nigeria - это не только привычная для нас субстанция глубокого траурного цвета. Прятаться зловещий грибок может и под вполне безобидным белым пушком.
Заражение грибами Aspergillus niger человека
Аспергиллёз - это следствие вдыхания человеком свободно перемещающихся в воздухе спор черной плесени. Чаще всего атакам грибка подвергаются люди, чья профессиональная деятельность связана с условиями, в которых плесень чувствует себя наиболее комфортно. Это зерноперерабатывающие, пекарские производства, цехи по выдержке готовых сыров, ткацкие и прядильные фабрики.
Человек здоровый может дышать пораженным спорами воздухом без опасности для себя, но ослабленная иммунная защита, перенесенные или актуальные болезни бронхов, легких, носоглоточных пазух делают организм уязвимым. Исходя из исходного штамма гриба, подселившегося во влажной среде организма, развивается и конкретный вид аспергиллёза.
Заражение грибом Aspergillus niger может произойти и другими способами:
- через продукты питания;
- через ранки, микротрещины на эпидермисе или слизистых оболочках.
Иногда успешному проникновению способствует перенесенная лучевая терапия и длительная терапия антибиотиками.
Симптомы
Несмотря на то что споры грибка способны закрепиться на любом органе, наиболее частой зоной их поражения становится насыщенная кислородом легочная ткань. Зараженный человек испытывает все симптомы острого бронхита:
- сильный кашель с цвета, иногда - с наличием кровянистых сгустков;
- постоянная усталость, слабость, общее снижение активности;
- потеря массы тела.
Лечение, не соответствующее устранению причины заболевания, приводит к развитию легочного микоза. Эта стадия поражения легких характеризуется ухудшением состояния больного. Появляются:
- тяжелый мокрый кашель со стабильным мокротным отделением;
- озноб;
- боль в груди;
- одышка;
Если на этом этапе болезни произвести исследование биологического материала (мокроты), то в выделениях находят споры Aspergillus.
Аспергиллез органов слуха и носоглотки, может напоминать по алгоритму протекания ринит, синусит, отит, фарингит, тонзиллит. Отличительными признаками поражения грибом лор-органов считаются:
- шелушение наружного слухового прохода и зуд в этой области;
- ухудшение слуха;
- гиперемия.
Заражение аспергиллезом глаз маскируется под:
- блефарит;
- дакриоцистит;
- конъюнктивит.
Отсутствие правильного лечения приводит к осложнениям в виде частичной или полной потери зрения.
Итак, уже примерно понятно, что за грибы Aspergillus niger. На руках (что проявляется в первую очередь поражением ногтевой пластины) они тоже могут поселиться. Признаки данного заражения сложно спутать с другими видами нарушений в организме. Они следующие:
- возникновение темных чешуек;
- зуд вокруг ногтя;
- инфильтрация;
- тяжелый запах, исходящий от ногтя.
Со временем, если не использовать комплексную терапию, окончательно изменяется цвет ногтя на изжелто-коричневый или зелено-коричневый, пластина утолщается и приобретает пористую структуру.
Диагностика
Биологическими материалами для исследования при подозрении на Aspergillus выступают образцы, взятые из предполагаемой зоны поражения. При кожном поражении это соскобы с эпителия или ногтя, при поражении легких - мокротные выделения. Для определения грибка могут потребоваться также клинический анализ крови и мочи.
Иногда выделить культуру возможно только через серологические пробы и культуральное исследование. Не исключено, что при сильных поражениях эпидермиса врач настоит на проведении кожно-аллергических тестов.
Только после подтверждения аспергиллеза и установления его формы пациент направляется к узкопрофильному специалисту для назначения лечения.
Традиционное лечение аспергиллеза
Местное лечение Aspergillus niger осуществляется в комплексе с препаратами антифунгального направления: амфотерицином В, вориконазолом, флуцитозином, итраконазолом. Методика употребления средств - ингаляционным способом, внутривенно или перорально, оговаривается с врачом исходя из характера и степени поражения организма.
Средствами для местного применения служат антисептики и противогрибковые средства. Лечение кожного аспергиллеза - самое благоприятное по прогнозам, но только при условии, что больным будет пройден полный терапевтический курс, длящийся от месяца до трех.
В запущенной или сложной форме дает высокий процент летальности - до 50%. Фактором, отягчающим состояние больного и ухудшающим прогноз, становится ослабленный иммунитет.
Угрожающая жизни форма заболевания может потребовать нахождения больного в стационаре, но, как правило, терапия проводится в домашних условиях с периодической сдачей контрольных анализов. Лечение Aspergillus nigeria народными средствами недопустимо!
Аспергиллез у детей
Как и у взрослых, Aspergillus niger у детей развивается в нескольких формах:
- аллергический бронхолегочный аспергиллез;
- аспергиллёзный бронхит;
- аспергиллёзная пневмония.
Общие симптомы, которыми аспиргеллез маскируется под бронхиальные и острые респираторные заболевания, - это одышка, кашель с отхождением мокроты, боли в грудине. Иногда симптоматика сопровождается повышением температуры.
Распознается Aspergillus по характеру мокроты, имеющей гнилостный или грязно-серый цвет, в запущенной стадии - с кровяной примесью.
Из букета признаков, адресованных врачу в виде жалобы на здоровье, педиатр должен составить общую киническую картину и назначить диагностику, в которую входят лабораторные исследования крови и мокроты, а также проводятся кожные тесты. После подтверждения присутствия аспергилл в биологическом материале могут понадобиться уточняющие обследования или пробы, призванные определить степень поражения организма:
- компьютерная томография;
- спирометрия;
- бронхоскопия;
- биопсия.
Обследования проводятся быстро, чтобы не допустить главного осложнения - сепсиса, при котором грибы по крови распространяются на здоровые органы.
Лечение аспергиллеза у детей
Госпитализируют ребенка сразу после установления диагноза. С первого дня в организм пациента начинают вводиться противогрибковые препараты, подавляющие распространение аспергиллы. Прием иммуномодуляторов - важный момент при лечении Aspergillus nigeria у детей, так как именно ослабление в защитной реакции организма привело к аспергиллезу.
В редких случаях прибегают к оперативному лечению - тогда, когда спасти пораженный участок легкого не удается и принимается решение его удалить. Показанием к такому кардинальному действию становится начавшееся кровотечение из опухоли, появившейся при образовании аспергилломы, - особо сложной формы аспергиллеза.
Профилактика
Черную плесень чаще всего обнаруживают жители старых домов или угловых квартир в многоэтажках, поэтому в помещениях такого типа осмотр стен должен проводиться как можно внимательнее. Aspergillus любит прятаться за отставшими обоями, кафельной плиткой, в забившейся вентиляции. Как минимум раз в три месяца, нужно производить генеральную уборку санитарного узла с использованием антибактериальных средств и затирок.
Нельзя допускать сырости в подвале дома, появления залежей гниющих овощей. Деревянные полки, перекрытия в сырых помещениях недопустимы. Если в доме есть участок стены, регулярно покрывающийся плесенью, несмотря на все меры, требуется обратить внимание на целостность стены в этом месте.
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.
Каждый хоть раз в жизни встречал черную плесень в подвалах, сырых углах комнаты, на стенах, горшках домашних растений и старых книгах. Научное название этого грибка – Аspergillus niger. При сниженном иммунитете человека или животного плесень попадает в организм через воздух и может повлечь серьезные заболевания. В данной статье мы расскажем, что представляет этот грибок, и как предупредить заражение.
Аspergillus niger – это грибки, способные прижиться и разрастаться в колонию при температурном режиме свыше 40⁰С. Они захватывают значительную территорию в очень короткий срок – до 3-х суток . Свое название грибок получил благодаря характерному темно-серому и черному цвету, который указывает на созревание конидий. Они являют собой микроскопические образования на верхушке конидиальной головки грибка.
Морфологически Аспергиллус нигер представлен несколькими штаммами, которые обитают в сырых помещениях, пищевых продуктах и даже организме человека. Таким образом, грибок распространен повсеместно, кроме вакуума и в условиях полной стерильности. Частицы аспергилла, отделившиеся от мицелия, находятся в открытом пространстве. Размножение грибка происходит в том случае, когда спора прикрепляется и остается незамеченной. Ее строение состоит из 2-х нитеобразных тел: одно является вегетативным образованием, а второе дает жизнь новым спорам при созревании.
К благоприятным факторам, которые способствуют развитию грибковой инфекции, относятся:
- отсутствие вентиляции в помещениях;
- душные и плохо проветриваемые комнаты;
- резкие скачки температуры воздуха;
- наличие конденсата в помещениях;
- недостаточная герметичность пищевых упаковок.
Применение в промышленности
Начиная с 1920-х годов штаммы Аspergillus niger начали применять для изготовления лимонной кислоты из сахаристых веществ. В процессе производства продукта в реакторе, объем которого составляет 300 куб.м., образуется 15 тонн клеточной массы аспергилл. Затем эта биомасса сжигается.
Из клеточной стенки грибков добывают глюкозооксидазу, используемую в тест-полосках для определения уровня сахара в крови. Пероксид водорода, будучи продуктом реакции D-глюкозы с глюкозооксидазой, окисляет вещество, изменяя при этом цвет.
Ферменты Аspergillus niger целлюлазы, пектиназы и гемицеллюлазы широко используют при производстве фруктовых соков и пюре. Это увеличивает эффективность переработки сырья. Также они применяются на целлюлозно-бумажных фабриках и при изготовлении моющих средств.
Аspergillus niger является источником фермента глюкоамилазы, которая расщепляет крахмал. Ее используют при производстве мальтозы и мальтозных сиропов. Добываемая из грибка ксиланаза применяется пекарями, т. к. улучшает равномерность и пористость выпечки .
Попадание в организм человека
Самым распространенным способом попадания Аспергилла черного в организм человека является вдыхание воздуха со спорами. Наиболее часто заражению грибковой инфекцией подвергаются люди, чей род деятельности связан:
- с зернопереработкой;
- с пекарским ремеслом;
- с прядением;
- с изготовлением сыров.
Зачастую инфицирование грибком Aspergillus niger происходит такими способами:
- через продукты питания;
- сквозь слизистую оболочку;
- через микротрещины и раны на коже.
Увеличивает шансы проникновения грибка длительное лечение антибиотическими средствами и лучевая терапия.
Симптомы и сдача анализов
Несмотря на то что является самым распространенным среди патогенных микроорганизмов в своем роде, Аspergillus niger также поражает многие органы.
Через некоторое время у человека развивается сильный кашель с отделением грязно-белой мокроты. Иногда в ней наблюдаются сгустки крови. Также у больного возникают признаки интоксикации организма: вялость, быстрая утомляемость, понижение работоспособности, потеря массы тела. Неэффективное лечение приводит к появлению легочного микоза. Такое состояние сопровождается тяжелым мокрым кашлем, лихорадкой, болью в грудине и одышкой. При исследовании мокроты выявляются споры аспергилл.
При попадании Аspergillus niger ВКПМ F1331 в глазные яблоки наблюдаются симптомы блефарита, конъюнктивита и дакриоцистита. Безрезультативная терапия вызывает частичную или полную потерю зрения.
Если происходит заражение кожного покрова рук и ногтей, наблюдаются такие симптомы, как шелушение, зуд, неприятный запах, инфильтрация. При бездействии цвет ногтя постепенно изменяется от желто-коричневого до зеленовато-коричневого. Кроме того, ногтевая пластина утолщается, а ее структура становится пористой.
Диагностика заболевания включает инструментальные (КТ, рентген) и лабораторные методы (анализ мокроты, мочи, серологические тесты). При подтверждении диагноза надо срочно начинать лечение.
Как вывести Aspergillus niger
Чтобы избавиться от грибка, необходимо подойти к его лечению комплексно. Зачастую специалист назначает ряд лекарственных средств:
- Микозные препараты против аспергиллеза нигер – Амфотерицин В, Вориконазол, Флуцитозин и Итраконазол. Средства выпускаются в разных формах (ингаляции, перорально или внутривенно).
- Лекарства местного применения – противогрибковые мази и антисептики. В основном используются при кожном аспергиллезе.
В запущенной форме легочной аспергиллез приводит к летальному исходу в 50% случаев.
Обработка помещений
Как правило, черная плесень характерна для старых сырых и угловых квартир в многоэтажных домах. Поэтому осмотр таких помещений играет важную роль в профилактике заболевания.
Гриб Аspergillus niger обитает за обоями, в вентиляции и на стыках плитки. Чтобы не заразиться аспергиллезом, соблюдайте следующие правила:
- Проводите генеральную уборку санузла с применением антибактериальных средств как минимум раз в 3 месяца.
- Не допускайте появление сырости в подвальных помещениях, а также залежах гниющих овощей.
- Не устанавливайте деревянные полки и перекрытия в сырых домах.
- Если черная плесень появляется на стене, необходимо задуматься о ее целостности и утеплении.
Однако это не единственный грибок, с которым человек сталкивается каждый день. Как выявить и не заразиться им, читайте в нашем отдельном материале.
Аспергиллез - болезнь человека, микоз, вызываемая отдельными видами плесневых грибов рода Aspergillus и проявляющая себя преимущественно вовлечением системы органов дыхания в результате аллергической перестройки или деструктивного инфекционного процесса, при определенных условиях выходящего за рамки этой системы с развитием диссеминации и специфическим поражением других органов.
Аспергиллез - первый по частоте микоз легких. Аспергиллы встречаются повсеместно. Их выделяют из почвы, воздуха и даже серных источников и дистиллированной воды.
Источниками аспергилл являются вентиляционные, душевые системы, старые подушки и книги, кондиционеры, ингаляторы, увлажнители воздуха, строительно-ремонтные работы, почва комнатных растений, пищевые продукты (овощи, орехи, молотый черный перец, чай в пакетиках и пр.), гниющая трава, сено и др. Болезнь часто встречается у мукомолов и у откормщиков голубей, т.к. голуби болеют аспергиллезом чаще других птиц.
Регионы с высоким содержанием спор аспергилл в окружающей среде – Судан и Саудовская Аравия. В воздухе жилых помещений обычно определяются более высокие концентрации спор аспергилл, чем на открытом воздухе. Больные сахарным диабетом подвержены поражению аспергиллами независимо от региона. Заболевание неконтагиозно и не передается от человека к человеку.
Наиболее уязвимой зоной заражения возбудителями аспергиллеза является респираторный тракт, а легкие и околоносовые пазухи – основными местами поражения. Диссеминация наблюдается в 30% случаев, а кожные поражения развиваются менее чем у 5% больных. Летальность при диссеминированном аспергиллезе достигает 80%. После трансплантации органов инвазивный трахеобронхиальный и легочный аспергиллез развивается почти у каждого пятого пациента и более чем у половины из них заканчивается летально. В реанимационных отделениях хирургических клиник, у больных СПИДом, при применении кортикостероидных препаратов больными хроническими заболеваниями легких встречается у 4% больных.
Среди инвазивных аспергиллезных инфекций на первое место (90% поражений) следует поставить аспергиллез легких – тяжелое заболевание с первичным поражением легких и, нередко, придаточных пазух носа (у 5-10% больных), гортани, трахеи и бронхов, с возможной диссеминацией в кожу и внутренние органы. В ЦНС распространяется в виде единичных/множественных абсцессов головного мозга, менингита, эпидурального абсцесса или субарахноидального кровотечения; отмечают также миокардит, перикардит, эндокардит, остеомиелит и дискит, перитонит, эзофагит; первичный аспергиллезный гранулематоз лимфоузлов, кожи и уха, эндофтальмит, аспергиллез наружного слухового прохода, мастоидит. Кроме того, аспергиллы могут быть причиной возникновения бронхиальной астмы и аллергического бронхолегочного аспергиллеза, а также способствовать развитию экзогенного аллергического альвеолита, иногда сочетающегося с IgE-зависимой бронхиальной астмой (при работе с гнилым сеном, ячменем и др.).
Аллергический бронхолегочный аспергиллез (АБЛА) – состояние, при котором развивается состояние гиперчувствительности легких, индуцируемое преимущественно A. fumigatus, или хроническое воспалительное заболевание легких у иммунокомпетентных лиц, обусловленное комбинированной аллергической реакцией I, III и IV типов в ответ на постоянную экспозицию антигенов Aspergillus (эндогенную или экзогенную). В Соединенных Штатах АБЛА наблюдается у 7-14% больных бронхиальной астмой, постоянно получающих лечение кортикостероидами. У многих пациентов с муковисцидозом отмечается колонизация дыхательных путей аспергиллами и примерно у 7% этих больных развивается АБЛА.
Что провоцирует / Причины Аспергиллеза:
Наиболее часто вызывает патологию A. fumigatus, реже – A. flavus, A. niger, A. terreus, A. nidulans, A. clavatus. Перечисленные виды могут быть резистентными к амфотерицину В (особенно A. terreus, A. nidulans), но чувствительными к вориконазолу. A. clavatus и A. niger могут быть причиной аллергических состояний, A. flavus – обычным патогеном для людей. A. niger нередко выступает причиной отомикоза и, наряду с A. terreus, колонизирует открытые полости тела человека.
Больные АБЛА являются атопиками и имеют генетически детерминированный Т-клеточный ответ.
Патогенез (что происходит?) во время Аспергиллеза:
Заражение происходит у лиц из групп риска при ингаляции конидий, а также при их попадании на раневую поверхность и с пищей. При наличии благоприятных условиях происходит колонизация слизистой бронхов Aspergilla с возможным развитием массивной их вегетации и инвазии в бронхи и легочную ткань, часто – с прорастанием сосудов, формированием воспалительных изменений и гранулем, что приводит к развитию некротизирующего воспаления, кровотечений, пневмоторакса. При инвазии плесневых грибов в ткани организма микроскопически различают разные типы тканевых реакций, а именно – серозно-десквамативную, фибринозно-гнойную, а также различные виды продуктивных реакций, вплоть до образования туберкулоидных гранулем.
Наиболее часто преморбидным фоном для развития аспергиллеза являются:
- применение системных кортикостероидных препаратов в дозе более 5 мг в сутки (при коллагенозах, включая анкилозирующий спондилит, ревматоидный артрит, синдром Рейно), что приводит к дисфункции макрофагов и угнетению Т-лимфоцитов;
- цитостатическая химиотерапия, приводящая к нейтропении в крови (менее 0,5х109) (при онкогематологических заболеваниях, трансплантации органов);
- длительный агранулоцитоз при лейкозах, апластическая анемия, хронический гранулематоз и др.;
- дисфункция гранулоцитов (хроническая гранулематозная болезнь, синдром Чедиак-Хигаши и др.);
- сахарный диабет;
- уменьшение клиренса грибковых спор при заболеваниях легких: хроническая обструктивная болезнь легких, муковисцидоз, бронхоэктазы и кисты легкого, нарушения легочной архитектоники (кистозная гипоплазия легкого, легочный фиброз), туберкулез, саркоидоз, гранулематозные болезни легких, состояния после резекции легкого и др.;
- хронический перитонеальный диализ (с развитием перитонита и последующей диссеминацией в другие органы);
- ожоговые раны, оперативные вмешательства, травмы;
- постановка венозных катетеров (с возможной местной контаминацией кожи), самоклеющихся повязок в области постановки катетеров;
- алкоголизм с нарушением функции печени;
- кахексия и тяжелые хронические заболевания;
- злокачественные новообразования;
- интенсивная и длительная антибиотикотерапия;
- ВИЧ-инфицирование и СПИД;
- сочетание этих факторов.
Обобщая все состояния, при которых определяются и/или играют роль аспергиллы, можно выделить носительство/колонизацию, инвазию и аллергическое состояние, при этом микосенсибилизация и аллергия могут приобретать доминирующий самостоятельный характер. Для пациентов с дефектами иммунной системы аспергиллезное носительство/колонизация очень опасны и легко могут перейти в инвазию и диссеминацию.
К группе риска развития микогенной аллергии относят лиц с бронхиальной астмой, хроническим бронхитом, особенно среди людей, связанных с грибами по роду профессиональной деятельности (птицеводов, животноводов, рабочих микробиологических предприятий, работников аптек, библиотек, сборщиков грибов и др.).
Симптомы Аспергиллеза:
Аспергиллез разнообразен по клиническим проявлениям, что определяется иммунным статусом больного. У иммунокомпетентных лиц аспергиллез может протекать бессимптомно – в виде носительства, колонизации, аспергилломы. При углублении иммунных нарушений он может трансформироваться в инвазивную форму, которая, в зависимости от степени дефектов иммунитета, имеет хроническое, подострое или острое течение, причем, чем более выражена иммунологическая недостаточность, тем более острый характер течения болезни.
Для острого инвазивного аспергиллеза носовых пазух (у иммунокомпроментированных) характерно проникновение патогена в слизистую оболочку с образованием участков некроза. Неинвазивный аспергиллез придаточных пазух носа – сравнительно редкое заболевание у иммунокомпетентных лиц. Проявляется обычно в одной пазухе в виде шаровидного грибкового образования (аспергиллемы), и в такой форме может оставаться в течение месяцев или лет. Хронический субклинический инвазивный аспергиллез носовых синусов возникает реже, развивается у иммунокомпетентных лиц в синусах, протекает годами и представляет хроническое фиброзирующее гранулематозное воспаление с медленным распространением на орбиты, кости черепа, мозг. Возбудителем его обычно является A. flavus (в отличие от A. fumigatus – наиболее частого возбудителя аспергиллеза у иммунокомпроментированных лиц). Данную форму аспергиллеза, как правило, связывают с большим содержанием конидий A. flavus в окружающей среде, особенно – в странах с жарким сухим климатом тропических и пустынных регионов.
У молодых иммунокомпетентных лиц с заложенностью носа и длительными эпизодами аллергического ринита, астматическим состоянием, головными болями, полипами в носу не исключается аллергический грибковый синусит. В запущенных случаях возможны эрозивные повреждения решетчатых костей черепа.
Аспергиллема легких часто рассматривается как доброкачественная сапрофитная колонизация и развивается у лиц с неблагоприятным преморбидным фоном и нарушенными функциями легких (фиброз легких, кисты, каверны при саркоидозе, туберкулезе, эмфиземе, гипоплазии, гистоплазмозе). Аспергиллема легких определяется как находящийся в полости легкого или бронхоэктазе подвижный конгломерат переплетенных аспергиллезных гиф, покрытый фибрином, слизью и клеточными элементами (по степени затемнения соответствует жидкости), располагающийся внутри овальной или сферической капсулы, отделяясь от нее воздушной прослойкой, с утолщением плевры. При начинающейся инвазии микромицетов в легочную ткань может отмечаться кровохарканье – характерный симптом аспергиллемы, который возникает в связи с повреждением сосудов из-за действия эндотоксинов и протеолитических ферментов, развития тромбозов и прорастания мицелия в сосудистые стенки, а также образования участков некроза. Кровохарканье может служить причиной асфиксии, кровотечения, приводящих к смерти примерно 26% больных с аспергиллемой. Может приводить к формированию инвазивного и хронического некротизирующего аспергиллеза на фоне грибково-бактериальной mixt-инфекции.
На рентгенограмме легких аспергиллема легких выглядит как круглое образование, иногда подвижное, расположенное внутри сферической или овальной капсулы и отделенное от стенки этой капсулы воздушной прослойкой различной формы и размера. По интенсивности затемнения при рентгенографии аспергиллема соответствует жидкости. При периферическом ее расположении характерно утолщение плевры. Дополнительным диагностическим критерием для установления диагноза является постановка реакции преципитации, которая при аспергиллеме обладает 95% чувствительностью (кроме пациентов, получающих кортикостероидные препараты).
Аспергиллез легких не имеет патогномоничных черт. Диагноз установить трудно.
Хронический некротический легочный аспергиллез (ХНЛА) – хроническая или подострая инфекция, наиболее часто диагностируемая у иммунокомпетентных больных с нарушением местной защиты при наличии факторов риска, изменяющих общий иммунный статус. По клиническим проявлениям ХНЛА представляет собой пограничную форму между инвазивным аспергиллезом легких, проявляющимся пневмонией, и аспергиллемой.
Предположительный механизм формирования ХНЛА: у больных с умеренно выраженной иммуносупрессией после вдыхания спор и проникновения их в мелкие бронхи возникает локальное повреждение бронхиальной стенки микромицетами с последующей инвазией микромицетов в легочную паренхиму, что сопровождается некрозом тканей, тромбозами, флебитами, артериитами, воспалительной реакцией. При этом некротизированная ткань и грибные элементы секвестрируются в новообразовавшуюся полость. Плесневые грибы обладают также способностью сквозного роста сквозь ткани и, при отсутствии адекватного лечения, они проникают через стенки в полость других альвеол и сосуды.
Описаны следующие клинические формы ХНЛА:
- Локальные инвазивные поражения бронхов
, возможно, с бронхоэктазами и с некротическим гранулематозным бронхитом, с кашицеобразной или плотной мокротой зеленовато-коричневого или серого цвета, возможно – с образованиями, обтурирующими бронх, представляющими собой фиксированный к стенке бронха грибной конгломерат, по составу сходный с аспергиллемой, который может приводить к образованию ателектазов. К этой форме относится аспергиллез культи бронха после перенесенной пульмонэктомии по поводу злокачественных новообразований в легких, который может возникнуть через несколько лет после операции. Возможно, любой случай ХНЛА начинается с локального повреждения бронхиальной стенки и либо остается локальным процессом, либо прогрессирует, переходя в пневмонию.
- Хронический диссеминированный («милиарный») аспергиллез
с четко ограниченными очагами некротического аспергиллезного инвазивного процесса, связан с массивной ингаляцией спор аспергилл.
- Хроническая деструктивная пневмония
, при которой определяются прогрессирующие, различной локализации и размера, часто – верхнедолевые легочные инфильтраты с полостями, сочетающиеся с истончением плевры. Эту форму аспергиллеза ранее называли «псевдотуберкулезом» из-за клинической схожести с туберкулезом. При наличии такой формы всегда следует исключить сопутствующий гистоплазмоз, хроническую гранулематозную болезнь, ВИЧ-инфекцию.
У таких больных могут наблюдаться кашель с мокротой, лихорадка, боли в грудной клетке, потеря в весе, кровохарканье (у 10% больных). Однако, обычно не отмечается выраженной интоксикации и лихорадки (в отличие от острых инвазивных поражений бронхов, например, у больных с нейтропенией), что обусловлено менее выраженной степенью иммуносупрессии. Пневмония при ХНЛА не имеет той скорости развития, какая наблюдается при остром инвазивном аспергиллезе, и, в то же время, не всегда имеет четкую картину аспергиллемы. При рентгенографии определяются не изменяющиеся во времени или прогрессирующие полостные инфильтраты с мицетомой внутри или без нее, сочетающиеся с истончением плевры, а также очаговая диссеминация.
ХНЛА – наиболее редкая и трудно диагностируемая форма аспергиллеза.
Острый инвазивный аспергиллез
описан у иммунокомпроментированных больных, протекает тяжело, характеризуется следующими признаками :
- стойкая лихорадка или возврат ее на фоне терапии антибиотиками широкого спектра действия;
- появление новых или прогрессирование старых инфильтратов в легочной ткани на фоне антибактериальной терапии;
- выраженные «плевральные» боли в грудной клетке;
- клинические признаки пневмонии – «непродуктивный кашель», мокрота с прожилками крови, могут быть легочное кровотечение, боли в грудной клетке при дыхании, при аускультации возможны хрипы, шум трения плевры;
- признаки синусита с деструкцией костной ткани, определяемые при рентгенологическом или компьютерном исследованиях; периорбитальная боль и отек, носовое кровотечение;
- макулопапулезные очаги на коже с некрозом;
- обнаружение мицелия грибов при цитологическом или гистологическом исследованиях;
- выделение культуры аспергилл при посевах из полости носа, мокроты, бронхоальвеолярной жидкости, крови и иных субстратов.
Острый легочный аспергиллез может протекать в виде:
- геморрагического инфаркта;
- прогрессирующей некротизирующей пневмонии;
- эндобронхиальной инфекции.
При рентгенографии легких выявляются субплеврально расположенные очаговые округлые тени или треугольные тени, основанием соединенные с плеврой; при прогрессировании болезни характерно появление полостей. При компьютерной томографии легких определяется наличие очагов округлой формы, окруженных венчиком («ореол», симптом нимба или венчика – «halo sign») меньшей плотности, что, по сути, является отеком или кровоизлиянием вокруг ишемического очага и отмечается чаще в первые 10 дней. Так называемый «симптом полумесяца» или «серпа» («air crescent sign») виден позднее и отражает формирование некроза в связи с миграцией в очаги поражения нейтрофилов и развитием воспалительной реакции. Однако, схожие признаки обнаруживаются при других патологиях.
У иммунокомпроментированных пациентов возможно развитие локализованного аспергиллеза гортани, трахеи и бронхов.
Аспергиллезные трахеобронхиты являются более редким проявлением острого инвазивного аспергиллеза. Могут наблюдаться последовательно: неспецифическое покраснение слизистой, сначала со слизистыми пробками, затем может определяться фибринозный эндобронхит, диффузные геморрагические изменения слизистой, иногда – псевдомембранозные опухолевидные образования, которые могут содержать грануляционную ткань и гифы и обуславливать обструкцию верхних дыхательных путей. Иногда наблюдается обильная секреция. Колонизация и поражение бронхов является первым этапом развития острого аспергиллеза легких. Клинически при этом может наблюдаться лихорадка, одышка, кашель, сухие хрипы, слабость, усталость, часто – похудание, разной степени обструкция дыхательных путей.
Аллергический бронхолегочный аспергиллез (АБЛА). Известны следующие классические критерии АБЛА:
- наличие диагноза бронхиальной астмы/муковисцидоза;
- персистирующие и транзиторные инфильтраты в легких;
- положительные кожные пробы с антигеном A. fumigatus;
- эозинофилия периферической крови (больше 500 в мм3);
- определение преципитирующих антител и специфических IgG и IgE к A. fumigatus;
- высокий уровень общего иммуноглобулина Е (более 1000 нг/мл);
- выделение культуры A. fumigatus из мокроты или промывных вод бронхов;
- наличие центральных бронхоэктазов.
Снижение жизненной емкости легких наблюдается у 60% больных с АБЛА, эозинофилия периферической крови – у 80%, центральные, или проксимальные мешотчатые бронхоэктазы, особенно в верхних долях, имеют 80% больных. Показано, что бронхоэктазы могут возникать вследствие выделения микромицетами и эозинофилами протеолитических энзимов. В бронхоэктатических полостях, в свою очередь, могут развиваться колонии грибов, которые становятся постоянным источником антигенов.
Легочные инфильтраты регистрируются примерно у 85% больных. Так, типичным рентгенологическим признаком АБЛА являются непостоянные одно- или двухсторонние участки уплотнения в легких, преимущественно в верхних отделах, что обусловлено обструкцией бронхов слизистыми пробками. Бронх, заполненный слизью, на рентгенограмме дает затемнение в виде ленты или пальца перчатки. Такие тени характерны для заболевания. Они могут меняться после откашливания слизистой пробки. На снимках могут наблюдаться кольцевидные или параллельные тени («трамвайные рельсы»), которые представляют собой воспаленные бронхи. Но часто не наблюдается никаких изменений. При прогрессировании АБЛА развивается фиброз легких («сотовые легкие»).
Диагноз АБЛА должен предполагаться у всех пациентов с гормонозависимой бронхиальной астмой, муковисцидозом, при сочетании бронхиальной астмы с вышеописанными рентгенологическими признаками.
P.A. Greenberger с соавт. (1986) выделили 5 стадий течения АБЛА
.
I стадия – острая (инфильтраты в легких, высокий уровень общего IgE, эозинофилия крови);
II стадия – ремиссия (отсутствуют инфильтраты в легких, уровень IgE несколько ниже, эозинофилии может не быть);
III стадия – обострение (показатели соответствуют острой стадии);
IV стадия – кортикостероиднозависимая бронхиальная астма;
V стадия – фиброз («сотовые легкие»).
Пусковым механизмом формирования АБЛА, вероятно, является острая респираторная инфекция (ОРЗ, грипп, пневмония, острый бронхит), проявляющаяся повышением температуры тела, отхождением своеобразной коричневой, серой или белой мокроты с мукоидными пробками, что отмечено в анамнезе у всех больных АБЛА, а также ингалирование спор грибов Aspergillus spp. в критическом количестве.
Разновидностью АБЛА могут быть классические формы аллергического альвеолита: «легкое фермера», «легкое мойщика сыра», «легкое рабочего, занятого получением солода» в пивоваренном производстве, у дровосеков и т.д.
Диагностика Аспергиллеза:
При выявлении аспергилл в мокроте иммунокомпетентных лиц выяснить:
- наличие профвредности в анамнезе;
- характер производственных и жилищных условий;
- присутствие симптомов сахарного диабета;
- состояние носоглотки;
- давность и частота лечения антибиотиками по поводу других заболеваний;
- наличие хронических неспецифических заболеваний легких, длительность обострения, наличие и характер противовоспалительной базисной терапии.
При выявлении аспергилл в мокроте иммунокомпроментированных лиц выяснить:
- количество и характер предшествующей антибиотикотерапии, кортикостероидных и химиотерапевтических средств;
- уровень CD4+ лимфоцитов в крови, количество нейтрофильных гранулоцитов в крови;
- наличие грибковых поражений других органов (ЛОР-патология, ЦНС и др.).
Повторное выделение культур Aspergillus из мокроты/БАС у иммунокомпетентных лиц чаще отражает наличие колонизации дыхательных путей. В случаях неясных инфильтратов в легких у иммунокомпроментированных больных при отсутствии эффекта от антибактериальной терапии, выделение Аspergillus в мокроте должно рассматриваться как этиологический момент и требовать проведения специфической терапии. Если за 7 дней интенсивной антифунгальной терапии динамики нет, то диагноз может считаться неподтвержденным.
Повторное определение антигенемии (галактоманнана) и обнаружение рентгенологического «симптома венчика» у больных из группы риска считается эквивалентным биопсии с обнаружением мицелия вне зависимости от выделения или не выделения чистой культуры Aspergillus.
Лабораторные исследования
Обязательные
- Микроскопия (мокроты/БАС, биоптата и др.) на наличие аспергилл:
- микроскопия неокрашенных препаратов методом висячей или раздавленной капли.
- микроскопия окрашенных препаратов (гематоксилин-эозином, импрегнация по Гоморри-Грокотту, калькофлуором белым и др.).
- Культуральная диагностика с повторными исследованиями материала (для исключения ложноположительных результатов):
- посев материала на среду Сабуро, Чапека-Докса (аспергиллы редко обнаруживаются в крови, костном мозге и спинномозговой жидкости) – у иммунокомпроментированных лиц выявление культуры аспергилл, вероятнее всего, указывает на инвазивный аспергиллез.
- Серологическая диагностика:
- с определением галактоманнанового антигена A. fumigatus в сыворотке крови, спинномозговой жидкости, моче и др.:
с помощью радиоиммунологического метода (RIA-Radioimmunoassay);
ELISA-метода (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) (истинно положительные результаты определения галактоманнана более вероятны при его высоком титре у взрослых пациентов, а ложноположительные – у детей).
- Определение специфических антител в сыворотке крови:
IgG (при диагностике хронического некротизирующего аспергиллеза, аспергилломы);
IgG, IgE (диагностика АБЛА).
- Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) – для определения фрагментов нуклеиновых кислот аспергилл или продуктов их обмена, например, гликана и маннита (возможно до 25% ложноположительных результатов) (дополнительная диагностика).
При наличии показаний
- С целью установления диагноза: гистологическое исследование биопсийного материала с окрашиванием гематоксилином-эозином, импрегнацией по Гомори-Грокотту, калькофлуором белым, Грибли, Мак-Манусу и пр.
- Диагностика интенсивности экзогенного поступления микромицета: выявление секреторного IgA к антигенам грибов и микотоксинам в слюне.
Инструментальные и другие методы диагностики
Обязательные
- Рентгенографическое исследование и компьютерная рентгенография органов грудной клетки с целью установления наличия поражения легких.
- Бронхоскопия с получением бронхоальвеолярного смыва для микроскопического и культурального исследования.
При наличии показаний
- Для получения материала с целью культуральной и гистологической диагностики – биопсия очагов поражения.
Консультации специалистов
Обязательные
- Отоларинголог – для исключения грибкового поражения ЛОР-органов.
Лечение Аспергиллеза:
Фармакотерапия
В связи с низкой эффективностью лечения инвазивного аспергиллеза, составляющей в среднем 35% (при лечении препаратами амфотерицина В), у иммунокомпроментированных пациентов при подозрении на аспергиллез еще до получения лабораторных доказательств часто возникает необходимость в проведении эмпирической антифунгальной терапии. Противоаспергиллезное лечение необходимо проводить одновременно с нормализацией иммунного статуса пациента (с устранением нейтропении, CD4+ лимфоцитопении), а также лечением кровохарканья.
Дозировка антифунгальных препаратов и длительность лечения определяются индивидуально.
При инвазивном аспергиллезе препаратами выбора являются: Вориконазол (J02AC03) (сначала – 6 мг/кг, затем – 4 мг/кг 2 раза в сутки, и позднее – 200 мг дважды в день в оральной форме) и Амфотерицин В (J02AA01) (1,0-1,5 мг/кг/сут) или его формы – (J02AA01) (3-5 мг/кг/сут), (J02AA01) (0,25-1,0-1,5 мг/кг/сут) и др.
К препаратам второго ряда относится Итраконазол (J02AC02) (дозировка при приеме per os – 400-600 мг/день в течение 4 суток, затем – 200 мг два раза в сутки; внутривенно – по 200 мг два раза в день, затем – по 200 мг). Предпочтительно его использование у пациентов с меньшей иммуносупрессией. Также применяют Каспофунгин (J02AX04), сначала по 70 мг один раз в день, затем – по 50 мг в день внутривенно. Он эффективен при отсутствии эффекта других антифунгальных средств.
При поражении мозга перечисленные препараты применяются в комбинации с флуцитозином (J02AX01) (150 мг/кг в сутки), проникающим в спинномозговую жидкость.
После стабилизации до стойкого купирования клинических, лабораторных и инструментальных признаков (как правило, не менее 3 месяцев) показан Итраконазол (J02AC02) 400-600 мг/кг/сут.
Флуконазол (J02AC01) не активен при действии на Aspergillus spp.
Короткие курсы оральных кортикостероидных препаратов при лечении АБЛА (преднизолон по 0,5-1 мг/кг/день) устраняют закупорку бронхов слизью у больных АБЛА. Потребление кортикостероидных препаратов и количество обострений у больных АБЛА может уменьшиться при проведении профилактического лечения итраконазолом (200 мг дважды в день). Итраконазол может также использоваться при лечении обострений АБЛА.
Хирургические процедуры
Обязательные
Пациенты с кровотечением при наличии аспергилломы нуждаются в лобэктомии. При низкой функции легких производится перевязка или эмболизация бронхиальной артерии (применяется как временная мера). Системная терапия неэффективна при эндобронхиальном и полостном аспергиллезе. Производится хирургическое иссечения очага или выскабливание пораженных участков. Хирургическое вмешательство показано также при центрально расположенном очаге инвазивного аспергиллеза вблизи средостения, когда возможно массивное кровотечение.
При лечении аспергиллемы хирургическое вмешательство может проводиться под защитой внутривенного применения амфотерицина В или введении их в полость (в количестве 10-20 мг амфотерицина В в 10-20 мл дистиллированной воды). Нередки серьезные послеоперационные осложнения (жизнеугрожающие легочные кровотечения). Поэтому принятие решения о хирургическом вмешательстве является весьма трудным: резекция аспергиллемы возможна только у пациентов с массивным легочным кровохарканьем и адекватными функциями легких. Есть немногочисленные данные, что при лечении аспергиллемы определенную эффективность проявляет итраконазол.
Критерии эффективности и продолжительность лечения
Длительность лечения аспергиллеза строго не ограничена, поскольку эффект терапии, выражающийся в ликвидации лихорадки и положительной клинико-рентгенологической динамике, зависит от состояния иммунной системы, фоновых заболеваний, наличия mixt-инфекции (бактериально-грибковой). Продолжительность лечения индивидуальна и составляет от 7 дней до 12 месяцев.
Профилактика Аспергиллеза:
Первичная профилактика
для больных с резко выраженным иммунодефицитом – проведение мероприятий, направленных на предупреждение поступления конидий аспергилл в воздух, что достигается при использовании дорогих помещений или камер с ламинарными потоками воздуха, или устройстве различных шлюзов между помещениями и воздушных фильтров.
Так как в почве создаются благоприятные условия для развития плесневых грибов, в палатах больных с пониженным иммунитетом не следует помещать комнатные растения. При первых проявлениях заболевания больного следует изолировать, удалить комнатные цветы, проконтролировать воздуховоды, кондиционеры и сырые поверхности. При выявлении аспергилл поверхности следует обработать дезинфекционными препаратами.
Профилактика рецидивов
. Для иммунокомпроментированных лиц – запрещение земляных, сельскохозяйственных работ, контактов с животными, ограничение пребывания в пыльных и влажных местах, запрещение потребления несвежих и заплесневелых продуктов, сыров и пр.
К каким докторам следует обращаться если у Вас Аспергиллез:
Вас что-то беспокоит? Вы хотите узнать более детальную информацию о Аспергиллеза, ее причинах, симптомах, методах лечения и профилактики, ходе течения болезни и соблюдении диеты после нее? Или же Вам необходим осмотр? Вы можете записаться на прием к доктору – клиника Euro lab всегда к Вашим услугам! Лучшие врачи осмотрят Вас, изучат внешние признаки и помогут определить болезнь по симптомам, проконсультируют Вас и окажут необходимую помощь и поставят диагноз. Вы также можете вызвать врача на дом . Клиника Euro lab открыта для Вас круглосуточно.
Как обратиться в клинику:
Телефон нашей клиники в Киеве: (+38 044) 206-20-00 (многоканальный). Секретарь клиники подберет Вам удобный день и час визита к врачу. Наши координаты и схема проезда указаны . Посмотрите детальнее о всех услугах клиники на ее .
(+38 044) 206-20-00
Если Вами ранее были выполнены какие-либо исследования, обязательно возьмите их результаты на консультацию к врачу. Если исследования выполнены не были, мы сделаем все необходимое в нашей клинике или у наших коллег в других клиниках.
У Вас? Необходимо очень тщательно подходить к состоянию Вашего здоровья в целом. Люди уделяют недостаточно внимания симптомам заболеваний и не осознают, что эти болезни могут быть жизненно опасными. Есть много болезней, которые по началу никак не проявляют себя в нашем организме, но в итоге оказывается, что, к сожалению, их уже лечить слишком поздно. Каждое заболевание имеет свои определенные признаки, характерные внешние проявления – так называемые симптомы болезни . Определение симптомов – первый шаг в диагностике заболеваний в целом. Для этого просто необходимо по несколько раз в год проходить обследование у врача , чтобы не только предотвратить страшную болезнь, но и поддерживать здоровый дух в теле и организме в целом.
Если Вы хотите задать вопрос врачу – воспользуйтесь разделом онлайн консультации , возможно Вы найдете там ответы на свои вопросы и прочитаете советы по уходу за собой . Если Вас интересуют отзывы о клиниках и врачах – попробуйте найти нужную Вам информацию в разделе . Также зарегистрируйтесь на медицинском портале Euro lab , чтобы быть постоянно в курсе последних новостей и обновлений информации на сайте, которые будут автоматически высылаться Вам на почту.
- Правила препинания. Пунктуационная норма. Значение пунктуации в русском языке. Виды знаков препинания, которые есть в русском языке
- Пьесы на немецком языке для детей - Немецкий язык онлайн - Start Deutsch Сценарий детских пьес на немецком языке
- Запятые при обращении и междометии
- Знаки препинания при обращении