Grzyb Aspergillus (Aspergillus) należy do rodzaju wyższych grzybów pleśniowych tlenowych. Obecnie istnieje około 200 gatunków tych grzybów. Są szeroko rozpowszechnione na wszystkich kontynentach, we wszystkich krajach świata. Grzyby z rodzaju Aspergillus powodują u człowieka groźne choroby (grzybice), ale jednocześnie wiele z nich ma bardzo duże znaczenie praktyczne i z powodzeniem wykorzystuje się je w przemyśle ze względu na zdolność do wytwarzania szeregu substancji i enzymów. Aspergillus jest przedmiotem dokładnych badań fizjologów, biochemików i genetyków od kilku stuleci.
Ryż. 1. Aspergillus rośnie w postaci pleśni na powierzchni wielu podłoży. Wykorzystują substancje organiczne, aby zapewnić im funkcje życiowe.
Epidemiologia aspergilozy
Aspergillus jest szeroko rozpowszechniony w przyrodzie. Za regiony o najwyższym poziomie zarodników w środowisku uważa się Arabię Saudyjską i Sudan. Zakażenie grzybami następuje poprzez wdychanie ich zarodników; czasami patogeny dostają się do organizmu człowieka wraz z pożywieniem, czasami przez uszkodzoną skórę. Aspergillus to tlenowce. Do procesów syntezy energii wymagają dostępu do wolnego tlenu cząsteczkowego.Grzyby z rodzaju Aspergillus są saprofitami. Używają wyłącznie substancji organicznych, aby zapewnić im funkcje życiowe. Dobrze rosną w wilgotnych środowiskach (obszary podmokłe i górna próchnica) oraz w pomieszczeniach zamkniętych.
Zwykle Aspergillus rośnie w postaci pleśni na powierzchni wielu substratów: wewnątrz i na powierzchni gnijących drzew, górnych warstw obornika, roślin (trawa, siano), na powierzchni gnijących warzyw, różnych pasz, winogron, orzeszków ziemnych, dżemów , orzechy, mielony czarny pieprz, herbata itp. opakowania. Szczególnie dużo ich jest na produktach zawierających substancje skrobiowe (ziemniaki, zboża, mąka, pieczywo). Niektóre gatunki Aspergillus wytwarzają aflatoksynę, która powoduje poważne zatrucie.
Grzyby mogą rosnąć w środowiskach zubożonych w składniki odżywcze. Zatem A. niger (czarny aspergillus) dobrze rośnie na ścianach wilgotnych pomieszczeń.
Grzyby znajdują się w kurzu pomieszczeń, w których przetwarzane są skóry i wełna, konopie i konopie. Atakują kłębki, włókna i skórę bawełny.
Źródłem grzybów są prysznice i systemy wentylacyjne, klimatyzatory, nawilżacze, książki, buty, poduszki, gleba roślin domowych, materiały budowlane i tekstylia.
Ptaki i zwierzęta hodowlane mogą stać się źródłem Aspergillus. Na aspergilozę chorują krowy, psy, koty, owce, konie, króliki, pszczoły, gołębie, kurczaki, gęsi i indyki.
Aspergiloza najczęściej występuje u młynarzy, osób opiekujących się gołębiami, pracowników rolnych oraz pracowników tkactwa i przędzalni papieru. Na tę chorobę podatne są osoby z osłabionym układem odpornościowym, chorzy na cukrzycę i osoby po przeszczepie, a także osoby z atopią IgE-zależną (nadwrażliwością typu I) na zarodniki grzybów.
Ryż. 2.A. niger (Aspergillus czarny) dobrze rośnie na ścianach wilgotnych pomieszczeń.
Ryż. 3. Aspergillus dobrze rośnie na podłożach bogatych w składniki odżywcze.
Grzyb Aspergillus należy do rodzaju wyższych grzybów pleśniowych Aspergillus, klasy Ascomycetes, rodziny Aspergillaceae. Rodzaj Aspergillus obejmuje kilkaset gatunków różniących się budową konidiów.
Fabuła
Grzyb Aspergillus został po raz pierwszy skatalogowany przez włoskiego biologa i księdza Pier Antonio Micheli w 1729 roku. Rodzaj tych grzybów otrzymał nazwę Aspergillum ze względu na ich podobieństwo do kształtu kropidła wody święconej - Aspergillus. Grzyby są stale badane przez fizjologów, biochemików i genetyków, ponieważ nie tylko wyrządzają szkody ludziom i zwierzętom, ale mają także bardzo duże znaczenie praktyczne. Są z powodzeniem stosowane w przemyśle ze względu na zdolność do wytwarzania szeregu substancji i enzymów przydatnych dla człowieka.
Struktura Aspergillus
Ciało wegetatywne grzyba aspergillus (grzybnia) przedstawione grzybnia. Jest mocny, bardzo rozgałęziony, mocno przylega do podłoża, ma szerokość 4 - 6 mikronów. W niektórych przypadkach rozwija się obfita grzybnia powietrzna (sklerotium). Czasem jest bezbarwny, czasem jaskrawy.
Grzybnia składa się z rozgałęzionych gif z partycjami. Strzępki (wstęga) mają wielkość od 7 do 10 mikronów. Ich główną funkcją jest wchłanianie składników odżywczych.
Rozciągają się w górę od komórek podporowych grzybni konidiofory. W różnych rodzajach grzybów mają one różną wielkość, mogą mieć przegrody, a czasem rozgałęzienia. U większości grzybów z rodzaju Aspergillus konidiofory są bezbarwne.U A.nidulans i A.ochraceus są one brązowe lub żółtawe, gładkie lub kolczaste.
Konidiofor jest spuchnięty na wierzchołku bańkamający okrągły lub wydłużony kształt.
Umieszczone promieniowo od bańki sterigmy i komórki flagowe (fialidy). Organizmy jednokomórkowe wyłaniają się jeden po drugim z ich wąskiej szyi. konidia (egzospory), ułożone w łańcuch. Każdy gatunek Aspergillus ma unikalną dla siebie strukturę konidialną, na podstawie której opiera się międzygatunkowe różnicowanie grzybów. Barwienie konidiów następuje stopniowo, zaczynając od fialid. Dojrzałe konidia są intensywniej zabarwione. Konidia w swojej masie nadają koloniom pleśni określony kolor - czarny, zielony, żółty lub szarawy. Pod mikroskopem widać, że wierzchołek konidioforów z konidiami wygląda jak konewka, z otworów, z których wypływają strumienie wody. Stąd druga rosyjska nazwa grzyba - grzyb „leichny” lub „kudłata głowa”.
Zarodniki Aspergillus mają wielkość od 2 do 3,5 mikrona. Dostają się do organizmu człowieka przez drogi oddechowe, z pożywieniem lub wpływają na uszkodzoną skórę. Kiełkowanie zarodników następuje w temperaturze 35°C.
Ryż. 6. Pod mikroskopem wyraźnie widoczne są nici grzybni i organy owocujące - konidiofory, ich charakterystyczny obrzęk (pęcherz) i konidia (zarodniki).
Reprodukcja
W miarę dojrzewania konidia opadają i są przenoszone w nowe miejsca, gdzie przy sprzyjających warunkach kiełkują i tworzą grzybnię. Ten sposób rozmnażania nazywa się bezpłciowym i jest charakterystyczny dla większości gatunków Aspergillus.Niektóre rodzaje grzybów tego gatunku (A. fumigatus, A. flavus, A. lentulus i A. terreus) rozwijają się płciowo (sporulacja). W koloniach takich grzybów gołym okiem widoczne są małe kuleczki (aksospory), często koloru żółtego. Są to kleistotecja (owocniki).
Ryż. 7. Owocniki (zdjęcie po lewej). Uwalnianie aksospor (zdjęcie po prawej).
Uprawa
Aspergillus dobrze rośnie na różnych pożywkach. Na podłożu Sabourauda (agar Sabourauda) tworzą puszyste kolonie, płaskie, początkowo białe, a następnie różne typy aspergillus uzyskują swój specyficzny kolor, który jest związany ze sporulacją i metabolitami grzyba.
Ryż. 8. Kolonie A. niger (Aspergillus nigra) są koloru brązowego, czekoladowego lub czarnego.
Ryż. 9. Organy owocujące A. niger (Aspergillus nigra).
Ryż. 10. Kolonie A. fumigatus to okrągła, wełnista, biała grzybnia powietrzna. Konidia nadają koloniom delikatny niebieskawy kolor.
Ryż. 11. A. fumigatus. Łańcuchy konidiów na konidioforze tworzą gęstą kolumnę.
Ryż. 12. A.flavus-oryzae. Kolonie są żółtawo-zielone. U niektórych gatunków konidiofory na obrzękach mają jedynie filiady lub profilady.
Odporność na Aspergillus
Przedstawiciele rodzaju Aspergillus rosną wszędzie tam, gdzie występuje wysokie osmotyczne stężenie cukru, soli itp. Jako środki dezynfekcyjne stosuje się formaldehyd i kwas karbolowy.
Aspergillus powoduje chorobę (grzybicę) aspergilozę u ludzi, ptaków i zwierząt. Głównymi gatunkami chorobotwórczymi dla człowieka są A.fumigatus i A.niger, inne gatunki - A.flavus, A.nidulans, A.terreus i A.clavatus są mniej powszechne. Te gatunki Aspergillus rosną w normalnej temperaturze ciała, czego nie obserwuje się u wszystkich innych gatunków.
Aspergillus niger (czarny aspergillus)
Aspergillus nigra jest również znany jako czarna pleśń. Głównym siedliskiem tego gatunku grzybów są miejsca wilgotne - gleba, książki, nawilżacze, klimatyzatory, fugi płytek, pralki itp. Grzyby powodują choroby sadzonek bawełny, orzeszków ziemnych i sorgo w Sudanie i Indiach. Spleśniała pasza zawierająca Aspergillus nigra jest toksyczna dla zwierząt.
Aspergillus czarny najczęściej atakuje drogi oddechowe, rzadziej serce i centralny układ nerwowy, jest przyczyną otomykozy, aspergillus (zakażenie kolonii grzybów w jamie płuc) i mycete (zaatakowanie grzybów zatok).
Aspergillus fumigatus
Grzyby rosną w glebie, oborniku, kompoście, paszach i atakują zboża, wełnę i bawełnę. Aspergillus fumigatus jest przyczyną ciężkich grzybic u ludzi i zwierząt. Grzyby atakują wiele narządów wewnętrznych, w tym układ oddechowy, powodując rozwój alergicznej aspergilozy oskrzelowo-płucnej. Aspergillus fumigatus wytwarza toksynę.
Aspergillus flavus
Grzyby z gatunku Aspergillus flavus infekują rośliny, owady, zwierzęta i ludzi. Sadzonki bawełny cierpią na nie. Grzyby tego gatunku powodują paraliż pszczół i choroby jedwabników. U ludzi Aspergillus flavus często atakuje płuca i różne narządy wewnętrzne i jest przyczyną otomykozy. Grzyby wydzielają aflatoksynę, która gromadzi się w orzeszkach ziemnych, nasionach lnu i bawełny, rybach i wątrobie. Po spożyciu dochodzi do ciężkiego zatrucia u ludzi i zwierząt. Naukowcy ustalili, że ona (toksyna) ma działanie rakotwórcze.
Ryż. 13. Na zdjęciu po lewej stronie otomykoza (uszkodzenie kanału słuchowego), po prawej infekcja grzybicza skóry stopy.
Rozpoznanie aspergilozy opiera się na danych z dochodzenia epidemiologicznego, obrazie klinicznym choroby, metodach badań mikroskopowych i kulturowych, biopsji, reakcjach serologicznych i testach alergicznych, metodach badań instrumentalnych i radiologicznych. Do metody badań mikrobiologicznych wykorzystuje się plwocinę pacjenta, wodę z popłuczyn oskrzeli, wydzielinę ropną, materiał pobrany z biopsji, zeskrobki ze skóry i paznokci oraz kał.
Rozpoznanie aspergilozy opiera się na danych z dochodzenia epidemiologicznego, obrazie klinicznym choroby, metodach badań mikroskopowych i kulturowych, biopsji, reakcjach serologicznych i testach alergicznych, metodach badań instrumentalnych i radiologicznych. Do metody badań mikrobiologicznych wykorzystuje się plwocinę pacjenta, wodę z popłuczyn oskrzeli, wydzielinę ropną, materiał pobrany z biopsji, zeskrobki ze skóry i paznokci oraz kał.
Ryż. 14. Grzybnia i organy owocujące Aspergillus pod mikroskopem.
Cechy diagnozowania aspergilozy
Wykrycie i izolacja Aspergillus nie nastręcza żadnych szczególnych trudności, ale prawidłowa diagnoza zależy od prawidłowej interpretacji wyników badań, ponieważ grzyby mogą być naprawdę przyczyną choroby lub być banalnym zanieczyszczeniem, które przedostało się do badanych próbek z zewnątrz . Rozpoznanie aspergilozy można najprawdopodobniej postawić na podstawie danych klinicznych i wyników badań mikrobiologicznych materiału biologicznego; w przypadku aspergilozy oskrzelowo-płucnej ostateczne rozpoznanie stawia się po biopsji płuca.Uzupełnieniem badań mikologicznych są reakcje serologiczne oraz alergiczne testy skórne i inhalacyjne.
W przypadku aspergilozy otwartych tkanek i jam, a także w plwocinie i popłuczynach oskrzeli, aspergillus jest często nieobecny lub występuje jako izolowany objaw. Grzyby są saprofitami i są szeroko rozpowszechnione w środowisku w postaci zarodników. Są przedstawicielami normalnej flory ludzkiej. Ich rozmnażanie jest ograniczone przez dobrą odporność. W takich przypadkach zaleca się wykonanie powtarzane badania (mikroskopia i hodowla).
Inwazyjna aspergiloza jest ciężką postacią choroby, dlatego należy szukać patogenów tak aktywny, jak to możliwe. Najbardziej informatywnymi objawami aspergilozy są powtarzające się dodatnie wyniki posiewów (co najmniej 5 kolonii w 1 ml pożywki), wzrost ich liczby w czasie oraz dodatnie reakcje serologiczne.
U osób z obniżoną odpornością, u których leczenie przeciwbakteryjne nie daje efektu, a w plwocinie stwierdza się Aspergillus, zaleca się leczenie próbne. Uzyskanie dodatniej dynamiki w trakcie 7-dniowej terapii przeciwgrzybiczej przemawia za grzybiczą etiologią choroby.
Dane epidemiologiczne
Dochodzenie epidemiologiczne powinno ustalić:
obecność ryzyka zawodowego;
warunki produkcji i życia;
obecność współistniejącej patologii;
jak często i jak długo przyjmowano antybiotyki, kortykosteroidy i leki stosowane w chemioterapii;
czy wystąpił efekt terapii przeciwbakteryjnej;
obecność chorób grzybiczych innych narządów.
Metody badań laboratoryjnych
Mikroskopia
Badanie mikroskopowe może ujawnić nici grzybni grzybów, organy owocujące (konidia), sterygmaty i łańcuchy konidiów (zarodników). W tym celu stosuje się metody mikroskopii preparatów niezabarwionych metodą kropli rozdrobnionej lub wiszącej oraz mikroskopię preparatów wybarwionych. Preparaty barwi się hematoksyliną-eozyną, bielą calcofluorową, impregnacją według Gomorry-Grocott itp.).
Ryż. 15. Zdjęcie przedstawia pod mikroskopem skupiska strzępek, konidioforów i konidiów (zarodników) grzybów Aspergillus.
Ryż. 16. Skupiska grzybni grzyba Aspergillus pod mikroskopem (barwienie srebrem metenaminą według Gomoriego).
Izolacja kultury grzyba Aspergillus
Grzyby dobrze rosną na różnych pożywkach. Na początku wzrostu wszystkie rodzaje grzybów wyglądają tak samo. Kolonie są płaskie, puszyste, białe. Ponadto, w zależności od koloru zarodników i metabolitów, kolonie różnych typów grzybów przyjmują swój własny, specyficzny kolor. W miarę starzenia się kolonii nabierają pudrowej struktury.
Ze względu na fakt, że grzyby wytwarzają aflatoksyny, wyizolowane kultury bada się pod kątem toksyczności na świnkach morskich lub królikach.
Ryż. 17. Na zdjęciu kolonia A. niger.
Biopsja
Badanie materiału biopsyjnego pozwala na prawidłowe rozpoznanie aspergilozy. Materiał biopsyjny jest badany histologicznie. Barwienie odbywa się za pomocą hematoksyliny-eozyny, bieli calcofluorowej, impregnacji według Gomory-Grocott, McManus, Gribley itp.
Ryż. 18. Badanie histologiczne ujawnia nici grzybni grzybów i narządów owocujących - konidiofory i konidia (zarodniki).
Diagnostyka serologiczna
Diagnostyka serologiczna aspergilozy opiera się na wykryciu antygenu galaktomannanowego Aspergillus fumigatus w surowicy krwi, moczu, płynie mózgowo-rdzeniowym itp.Diagnostyka serologiczna obejmuje również oznaczenie swoistych przeciwciał IgG i IgE. W 90% przypadków u pacjentów z aspergilozą stwierdza się przeciwciała wytrącające. Przeciwciała w surowicy krwi powstają przeciwko wszystkim typom Aspergillus, dlatego badanie to należy przeprowadzić z antygenami różnych typów grzybów. Intensywność pobierania grzybów pleśniowych z zewnątrz określa się poprzez wykrycie w ślinie wydzielniczych IgA na antygeny grzybowe i mikotoksyny.
Reakcja łańcuchowa polimerazy
Reakcja łańcuchowa polimerazy jest obecnie stosowana jako technika eksperymentalna.
Testy alergiczne
Do diagnostyki aspergilozy wykorzystuje się testy alergiczne skórne i inhalacyjne z konkretnym alergenem.
Instrumentalne metody badawcze
Wśród instrumentalnych metod badawczych do diagnozowania aspergilozy stosuje się bronchoskopię, rino- i otoskopię. Bronchoskopię wykonuje się w celu uwidocznienia procesu patologicznego, pobrania popłuczyn oskrzelowo-pęcherzykowych (płukania) i materiału biopsyjnego do późniejszego badania mikrobiologicznego.
Ryż. 19. Otoskopia. Zdjęcie przedstawia obraz aspergilozy przewodu słuchowego zewnętrznego.
Ryż. 20. Endoskopia oskrzeli. Zdjęcie przedstawia obraz aspergilozy oskrzelowej.
Ryż. 21. Endoskopia zatok przynosowych. Na zdjęciu po lewej stronie widać aspergilloma w zatoce klinowej. Zdjęcie po prawej stronie przedstawia obraz grzybiczego zapalenia zatok.
Metody badań rentgenowskich
Do diagnozowania aspergilozy wykorzystuje się zdjęcia rentgenowskie, tomografię komputerową (CT) i rezonans magnetyczny (MRI).
Ryż. 22. Rentgen płuc. Po lewej stronie nieinwazyjna aspergiloza górnego płata prawego płuca. Po prawej stronie inwazyjna aspergiloza. Rozległe obustronne zmiany tkanki płucnej.
Ryż. 23.Tomografia komputerowa. W tkance płucnej widoczne są obszary nacieku oraz jama (zdjęcie po lewej). Liczne obszary infiltracji i zagłębień rozpadu (zdjęcie po prawej).
Ryż. 24. Rezonans magnetyczny. W prawej zatoce szczękowej wykryto tworzenie się masy (aspergilloma).
Diagnostyka różnicowa
Aspergiloza jest podobna do wielu chorób grzybiczych i niegrzybiczych.
Aspergilozę jamy ustnej należy odróżnić od mucorozy i zakażenia pseudomonas. Wrzody podniebienia twardego imitują gruźlicę, kiłę, trąd, ziarniniakowatość Wegenera, toczeń rumieniowaty układowy, chorobę Leśniowskiego-Crohna, guzkowe zapalenie tętnic, sarkoidozę i raka.
Aspergiloza oskrzelowo-płucna w początkowym okresie rozwoju choroby imituje ostre infekcje dróg oddechowych, zapalenie oskrzeli lub zapalenie płuc.
Przebieg przewlekłej aspergilozy płucnej jest podobny do gruźlicy, sarkoidozy, kandydozy, mukowiscydozy i nowotworu.
Niszczące formy aspergilozy oskrzelowo-płucnej należy odróżnić od przewlekłej choroby ziarniniakowej, gruźlicy, histoplazmozy i zakażenia wirusem HIV.
Aspergilozę skórną należy odróżnić od sporotrychozy i erytrodermii łojotokowej.
Aspergiloza paznokci jest podobna do zakażenia rubromykozą, epidermofitozą i pseudomonas.
Powszechna aspergiloza, która występuje z uszkodzeniem skóry twarzy i błony śluzowej nosa, jest podobna do chorób takich jak gruźlica, kiła i rak.
Zapalenie zatok Aspergillus jest czasami mylone z migreną.
Aspergilozę oka i oczodołu należy odróżnić od nowotworu (najczęściej czerniaka) i promienicy.
Pierwotna profilaktyka aspergilozy ma na celu wyeliminowanie przyczyn i stanów powodujących chorobę.Obejmują one:
Uszczelnianie procesów technologicznych związanych z wykorzystaniem grzybów enzymatycznych i zanieczyszczonych surowców.
Zwalczanie urazów i zapylenia w branżach o dużym zanieczyszczeniu Aspergillus, poddawanie się regularnym badaniom lekarskim pracowników, kontrola środowiska mykologicznego. Noszenie masek oddechowych jest obowiązkowe dla pracowników w obiektach takich jak młyny, magazyny zboża, magazyny warzyw oraz przędzalnie i tkalnie, zakłady przetwórstwa bawełny, fabryki łyków, zakłady produkujące kwas cytrynowy i rozbiory czerwonej papryki.
Zapobieganie zakażeniom grzybiczym u osób z niedoborami odporności, u których podejmuje się działania zapobiegające rozprzestrzenianiu się zarodników Aspergillus w środowisku. Osiąga się to poprzez stosowanie komór z laminarnym przepływem powietrza, instalowanie filtrów powietrza i śluz pomiędzy pomieszczeniami w miejscach pobytu takich pacjentów oraz ich regularne badania mikologiczne.
Do dezynfekcji szkła laboratoryjnego i instrumentów medycznych zaleca się stosowanie 5% roztworu fenolu, chloraminy, Lysolu, 10% roztworu formaldehydu, 0,1% roztworu sublimatu oraz detergentów syntetycznych. Autoklawowanie przeprowadza się w temperaturze 120C przez 30 minut, gotować przez 15 - 2 minuty.
W przypadku zidentyfikowania pacjenta należy pozbyć się roślin domowych w domu, zdezynfekować wszystkie mokre miejsca i powierzchnie, klimatyzatory i kanały wentylacyjne.
Osoby z obniżoną odpornością nie powinny być dopuszczane do pracy w rolnictwie, a ich przebywanie w miejscach wilgotnych i zakurzonych powinno być ograniczone. Osobom takim surowo zabrania się spożywania spleśniałych potraw, w tym serów.
