Грибы аспергилл

Плесневые грибы — это грибные организмы, способные образовывать характерный налет или плесень на различном субстрате (почве, органических остатках).

Такие грибы становятся причиной порчи доброкачественных продуктов: хлеба, овощей, ягод, фруктов и др.

Большая часть таких грибов является сапрофитами. Некоторые из них — возбудители инфекционных заболеваний животных и человека.

К примеру, плесневый гриб трихофитон — причина появления стригущего лишая у человека и животных.

Самые распространенные виды плесневых грибов — аспергилл, пеницилл и мукор.

Характеристика мукора

Гриб мукор, за которым скрывается белая, головчатая или хлебная плесень, является сапрофитным плесневым грибом: он образует пушистый налет на пищевых продуктах, кормах, конском навозе, поверхности почвы и т. д.

Чем отличается мицелий мукора от мицелия пеницилла, к примеру? Мукор одноклеточный, так как мицелий гриба, пронизывающий субстрат, является большой ветвистой клеткой с многочисленными ядрами. У гриба мукора есть два способа размножения: половой и бесполый. И они имеют разное значение.

Бесполое спороношение играет наиболее важную роль в распространении и сохранении плесени мукор. Если условия благоприятные, то такое размножение осуществляется равномерно на протяжении всей жизни гриба.

Как происходит бесполый процесс размножения:

• вначале белая плесень мукора представлена пушистым налетом;
• потом этот налет становится черным, а на отростках гифов (спорангиеносцах), которые направлены вверх вертикально, формируются черные округлые спорангии. Внутри этих спорангиев развиваются неподвижные одноклеточные споры черного цвета;
• когда оболочка спорангия разрывается, воздушные потоки разносят мелкие легкие споры. Когда споры попадают на благоприятный субстрат, то прорастают и формируют новые мицелии.

К половому процессу размножения грибы прибегают только тогда, когда питательный субстрат истощается.

При половом размножении содержимое двух специализированных клеток — гаметангиев — сливается, образуя зигоспору. После периода покоя она прорастает.

Характеристика аспергилла

Аспергилл черный отличается наличием многоклеточного мицелия. У плодоносного гифа (конидиеносца), расположенного на верхушке, есть утолщение с палочкообразными выростами. От этих выростов в процессе отшнуровывается цепочка спор.

Важно отметить, что образование плодовых тел происходит очень редко.

Характеристика пеницилла

Гриб пеницилл является сапрофитом, образующим мицелий — зеленую или сизоватую плесень — на влажное сене, продуктах питания, остатках растительного характера и т.д.

Пеницилл многоклеточный. Сильно разветвленные многоклеточные гифы формируют грибницу пенициллов. Если размножение бесполое, то на поверхности мицелия формируются конидиеносцы. Они представляют собой направленные вертикально вверх отростки, верхушки которых похожи на кисточки. От этих отростков отсоединяется множество легких и мелких спор — конидий.

Половой способ размножения практически не характерен для грибов пенициллов. В результате такого размножения на мицелии образуются микроскопические круглые плодовые тела: внутри них формируются споры.

Говоря о значении плесневых грибов, стоит отметить, что отдельные виды пенециллов вырабатывают и выделяют в окружающую среду специфическое вещество — антибиотик пенициллин. Английский ученый А. Флеминг первым показал бактерицидные качества гриба пенициллина. Это вещество используется в лечении абсцессов, инфекционных ран, пневмонии, менингита и прочих заболеваний, которые вызывают болезнетворные микроорганизмы.

В пищевой промышленности некоторые виды пенецилов используются в производстве таких видов сыра как камамбер, рокфор, бри.

Правильное название гриба — пеницилл, а не пенницил или пенициллум (такие названия встречаются довольно часто).

Особенности строения плесневелого грибка

Строение аспергилл имеет поразительное сходство со структурой другого плесневелого организма – пеницилла.

Строение вегетативного тела (грибницы) аспергиллия представляет собой ветвистое тело мицелия, ширина которого от 4 до 6 микрометров. Мицелии отличаются прочным закреплением на субстрате. Конидиеносцы (имеют всего одну клетку, хотя встречаются и с перегородками), разветвляются от стержневой области грибницы. На верхней части кондиеносцев, в виде цепочки также расположены одноклеточные конидии.

Верхушка самого кондиеносца грибка аспергилла под микроскопом напоминает вздутый пузырь или наконечник лейки, из которого льется вода, что и способствовало другому названию плесневелого организма – леечный гриб (более точное название звучит иначе – косматая голова).

Налет самой плесени, которую мы видим в разных местах, располагает точно таким же цветом, как и уже созревшие конидии на самом мицелии. Зрелые мицелии отделяются от материнской грибницы и перемешаются в другое место, подходящее для их жизни, на котором начинают расти, образуя новый грибковый организм. Так происходит их бесполое размножение.

Однако для некоторых видов плесневелого организма свойствен и половой способ размножения, например, Aspergillus fumigatus.

Морфология аспергилл

Таксономия

Гриб аспергилл принадлежит к роду высших плесневых грибов Aspergillus, классу Ascomycetes, семейству Aspergillaceae. К роду Aspergillus относится несколько сотен видов, различающихся по строению конидий.

История

Гриб аспергилл впервые каталогизирован итальянским биологом и священником Пьером Антонио Микели в 1729 году. Название Aspergillum род этих грибов получил из-за их сходства с формой кропила для святой воды — аспергилл. Грибы изучаются постоянно физиологами, биохимиками и генетиками, так как не только причиняют вред человеку и животным, но и имеют весьма существенное практическое значение. Они успешно применяются в промышленности из-за способности продуцировать целый ряд полезных для человека веществ и ферментов.

Строение аспергилл

• Вегетативное тело гриба аспергиллус (грибница) представлено мицелием. Он сильный, очень ветвистый, крепко закреплен на субстрате, шириной 4 — 6 мкм. В некоторых случаях развивается обильный воздушный мицелий (склероций). Иногда он бесцветный, иногда ярко окрашен.
• Мицелий состоит из разветвленных гиф с перегородками. Гифы (паутина) имеют размер от 7 до 10 мкм. Их основная функция заключается в поглощении питательных веществ.
• От опорных клеток мицелия вверх отходят конидиеносцы. У разных видов грибов они имеют разные размеры, могут иметь перегородки, иногда ветвятся. У большинства грибов рода Аспергилл конидиеносцы бесцветны. У А.nidulans и A.ochraceus они имеют коричневую или желтоватую окраску, гладкие или шиповатые.
• На верхушке конидиеносец вздувается пузырь, имеющий округлую или вытянутую форму.
• Радиально от пузыря размещаются стеригмы и флажковые клетки (фиалиды). Из их узкого горлышка выходят одна за другой одноклеточные конидии (экзоспоры), располагающиеся цепочкой. Каждый из вида Аспергилл имеет присущее только ему строение конидий, на основании чего основана межвидовая дифференцировка грибов. Окрашивание конидий происходит постепенно, начиная от фиалид. Зрелые конидии окрашены более интенсивно. Конидии в своей массе придают колониям плесени определенную окраску — черную, зеленую, желтую или сероватую. Под микроскопом можно увидеть, что верхушка конидиеносцев с конидиями похожа на лейку, из отверстий которой льются струйки воды. Отсюда второе русское название гриба — «леечный» гриб или «косматая голова».
• Споры Аспергиллус имеют размер от 2 до 3,5 мкм. Именно они проникают в организм человека через дыхательные пути, с пищей или поражают поврежденные кожные покровы. Прорастание спор происходит при температуре 35 °С.

Рис. 5. Схема строения Аспергилл. 1 — конидии (экзоспоры). 2 — стеригмы. 3 — пузырь (вздутие конидиеносца).

Рис. 6. Под микроскопом отчетливо видны нити мицелия и органы плодоношения — конидиеносцы, характерное их вздутие (пузырь) и конидии (споры).

Размножение

По мере созревания конидии отваливаются и переносятся в новые места, где при условии наличия благоприятных условий прорастают и образуют мицелий. Этот путь размножения называется бесполым и присущ большинству видов Аспергилл. Некоторые виды грибов этого вида (A.fumigatus, A.flavus, A.lentulus и A.terreus) развиваются половым путем (спороношение). В колониях таких грибов видны шарики маленьких размеров (аксоспоры), видимые невооруженным глазом, часто желтого цвета. Это клейстотеции (плодовые тела).

Рис. 7. Плодовые тела (фото слева). Высвобождение аксоспор (фото справа).

Культивирование

Аспергиллы хорошо растут на разных питательных средах. На среде Сабуро (агар Сабуро) образуют пушистые колонии, плоские, вначале белого цвета, а далее разные виды аспергиллус приобретают свою специфическую окраску, что связано со спороношением и метаболитами гриба.

Рис. 8. Колонии A.niger (аспергилл черный) имеют коричневую, шоколадную или черную окраску.

Рис. 9. Органы плодоношения A.niger (аспергилл черный).

Рис. 10. Колонии A.fumigatus округлые, шерстистые, мицелий белый воздушный. Конидии придают колониям нежно-голубоватую окраску.

Рис. 11. А.fumigatus. Цепочки конидий на конидиеносце образуют плотную колонку.

Рис. 12. А.flavus-oryzae. Колонии имеют желтовато-зеленую окраску. Конидиеносцы на вздутии у некоторых видов несут только филиады или профилиады.

Устойчивость аспергилл

Представители рода Аспергилл растут везде, где присутствует высокая осмотическая концентрация сахара, соли и др. Формалин и карболовая кислоты используются в качестве дезинфицирующих средств.

Аспергиллез у человека

Возбудитель аспергиллеза вызывает грибковые поражения (микозы) любых тканей, куда попадает с вдыхаемым воздухом или током крови. Аллергический аспергиллез способен послужить причиной развития бронхиальной астмы, атопического альвеолита.

Чаще других заболеваний Aspergillusпровоцирует аспергиллез:
· бронхолегочный;
· околоносовых пазух;
· кожи;
· глаз;
· костей;
· слизистых ротоглотки.

Инвазивный аспергиллез возникает при снижении иммунитета и неблагоприятных условиях после трансплантации органов, хирургических операций, у ВИЧ-инфицированных больных. Грибковое поражение встречается редко, лишь в 5% случаев.

Исключительно редко наблюдается поражение нервной системы, сердца, брюшины, костного мозга. К самым частым грибковым поражениям аспергиллами относят поражение бронхов, легких, околоносовых пазух.

Аспергиллез — симптомы

Бронхолегочный аспергиллез начинается с общей слабости, першения в горле, кашля. Развитие болезни определяется реактивностью иммунной системы, и может протекать, как острое или хроническое заболевание.

При острой форме грибковой инфекции признаки аспергиллеза проявляются:
1. Высокой температурой с повторными ознобами.
2. Кашлем со слизисто-гнойной мокротой с зеленовато-серыми комками грибного мицелия.
3. Ночным потом.
4. Одышкой, болью в груди.
5. Потерей веса.
6. Изменением формулы крови (повышены эозинофилы, СОЭ, лейкоциты).

Показатель лейкоцитов при острой форме бронхолегочного аспергиллеза доходит до 20×10 9 /л, что в 5 раз превышает норму.

Аспергиллез легких, протекающий в хронической форме, сопровождается абсцессами, бронхоэктазом, каверной. На поражение грибковой инфекцией указывает появление запаха плесени при дыхании, выделение зеленых комочков плесени в мокроте.

При вдыхании зараженного аспергиллами воздуха может развиться аспергиллез пазух, уха, гортани. После контакта с зараженными предметами возникает поражение кожи, ногтей.

Аспергиллы способны провоцировать аспергиллез уха, который бывает наружным, когда поражается ушная раковина, и внутренним. Наружный аспергиллез характеризуется появлением плотного налета на стенках слухового прохода.

Если налет попытаться счистить механически, то после его удаления остаются кровоточащие ранки. Признаком плесневого заражения уха может служить выделение из слухового наружного прохода серой или зеленоватой жидкости.

Если грибковая инфекция достигает барабанной перепонки, возникает мирингит, сопровождающийся снижением слуха.

Тяжелее всего протекает септическая форма грибковой инфекции. Болезнь возникает при заражении аспергиллами больного, страдающего СПИДом, онкологическим заболеванием.

Из-за несостоятельности иммунной системы, плесневой микоз способен поражать любые органы, вызывая апергиллез пищеварительной системы, органов дыхания, головного мозга. Септическая форма считается наиболее опасной для людей пожилого возраста.