МИКОЛОГИЯ «ОБЩАЯ И ЧАСТНАЯ МИКОЛОГИЯ»

МИКОЛОГИЯ «ОБЩАЯ И ЧАСТНАЯ МИКОЛОГИЯ»

Строение и классификация грибов

ГРИБЫ Грибы относятся к домену « Eukarya » , царству Fungi (Мусо t а, Мусе tes ). Недавно грибы и простейшие разделены на самостоятельные царства: царство Е umycota (настоящие грибы), царство Сhromista и царство Рrotozoa. Грибы — многоклеточные или одноклеточные нефотосинтезирующие (бесхлорофильные) эукариотические микроорганизмы с клеточной стенкой. Широко распространены в природе, особенно в почве. Грибы имеют ядро с ядерной оболочкой, цитоплазму с органеллами, цитоплазматическую мембрану и многослойную, ригидную клеточную стенку, состоящую из нескольких типов полисахаридов (маннанов, глюканов, целлюлозы, хитина), а также белка, липидов и др. Некоторые грибы образуют капсулу. Цитоплазматическая мембрана содержит гликопротеины, фосфолипиды и эргостеролы (в отличие от холестерина — главного стерола тканей млекопитающих). Грибы красятся по Граму положительно (многие дрожжи) или отрицательно (гифы плесневых грибов). Формы грибов. Различают гифальные и дрожжевые формы грибов.

Деление на дрожжи (Blastomycetes) и плесени (Hyphomycetes) основано на двух различиях. n Культуральные особенности. Колонии дрожжей похожи на бактериальные — гладкие, пастообразные, вырастают через 24— 48 ч. n Рост плесеней известен всем из «бытовых» наблюдений. Это пушистые, часто пигментированные колонии, созревающие медленнее дрожжей. Споры, символизирующие зрелость плесневых колоний, обычно появляются через 4— 7 дней. n Организация клеток в колониях. Дрожжи — в основном изолированные клетки круглой или овальной формы размером 3— 10 мкм. Колония дрожжей представляет скопление огромного числа клеток разной величины (результат почкования). Все дрожжи в этом отношении одинаковы, и их видовая дифференцировка строится главным образом на особенностях метаболического профиля. n Плесени образуют мицелий, который состоит из беспорядочного переплетения тонких нитей гиф. Отсюда другое название плесеней — нитчатые, или филаментозные грибы. Это структурная основа, тело гриба, или таллус. n Гифы представляют собой трубки, наполненные клеточным содержимым. Обычно по ходу они имеют перегородки — признак «высших грибов» . Такой мицелий называют «септированным» . Плесени, у которых мицелий несептирован, по сути представляют единую гигантскую многоядерную клетку. Их называют «ценоцитными» , или «низшими грибами» . n Плесени (особенно высшие) отвечают понятию «многоклеточность» . Кроме формального сходства с многоклеточными организмами, это справедливо и потому, что разные отделы мицелия выполняют неодинаковые функции, т. е. гифальные клетки в известной мере специализированы. Подобно растениям у мицелия есть «корни» (ризоиды), которые закрепляют плесень на поддерживающем субстрате и «кормят» ее тело. Эта часть называется «субстратным» , или «вегетативным мицелием» . Остальная (надсубстратная) часть называется «воздушным» , или «репродуктивным мицелием» , так как на нем созревают репродуктивные клетки — споры (конидии). n Цикл развития (онтогенез) плесневых грибов можно представить в виде принципиальной схемы: спора гифа мицелий спора.

Колонии гифальных (плесневых) грибов.

Колонии Candida albicans.

Структура плесневых грибов n Септированные гифы под большим увеличением Conidia Conidiophore (spores) n . Структура, рост и Aerial hyphae жизненный цикл типичной Subsurface плесени

Диморфизм грибов Многие грибы характеризуются диморфизмом — способностью к гифальному (мицелиальному) или дрожжеподобному росту, в зависимости от условий культивирования. Например, в инфицированном организме они растут в виде дрожжеподобных клеток (дрожжевая фаза), а на питательных средах образуют гифы и мицелий. Такая реакция связана с температурным фактором: при комнатной температуре образуется мицелий, а при 37°С (при температуре тела человека) — дрожжеподобные клетки. Размножение грибов

Диморфизм Blastomyces dermatitidis: а — рост в культуре при 37°С; б — рост в культуре при 20°С

Candida albicans (24 часовая культура, выращенная на мучном агаре при комнатной температуре): бластоконидии, хламидоконидии, истинные гифы и псевдогифы (с перетяжками). х370 Формирование ростковых трубок в культуре Candida albicans (3 часовая инкубация в сыворотке при 37°С)

Грибы Candida albicans.

Тест на образование ростковых трубок (дифференциация С. albicans от других видов кандид: а) ростковая трубка С. albicans; b) почкование С. tropicalis; видна перетяжка (указана стрелка), отсутствующая при образовании истинных ростковых трубок у С. albicans. х400

Рост дрожжей (Saccharomyces cerevisiae) путем почкования

Типы грибов Царство грибов включает 4 типа настоящих грибов, имеющих медицинское значение: Zygomycota Ascomycota Basidiomycota Deiteromycota Не имеют медицинского значения хитридиомицеты водные сапрофитные грибы, поражающие водоросли. Совершенные грибы , грибы имеющие половой способ размножения: зигомицеты, аксомицеты и базидиомицеты. Несовершенные грибы, имеющие только бесполый способ размножения: дейтеромицеты.

Дейтеромицеты (другие названия — несовершенные грибы, F и ngi imperfecti , анаморфные грибы, конидиальные грибы) являются условным, формальным типом грибов, который объединяет грибы не имеющие полового размножения. Слово «формальный» означает, что потенциально эти грибы могут иметь половой способ размножения; при установлении последнего факта грибы переносят в один из известных типов — Аscomycota или Ваsidiomycota и присваивают им название телеоморфной формы. Дейтеромицеты образуют септированный мицелий, размножаются только бесполым путем в результате формирования конидий. Недавно вместо термина «дейтеромицеты» , предложен термин «митоспоровые грибы» — грибы, размножающиеся неполовыми спорами, т. е. путем митоза. К дейтеромицетам относятся несовершенные дрожжи (дрожжеподобные грибы), например, некоторые грибы рода Са ndida , поражающие кожу, слизистые оболочки и внутренние органы (кандидоз). Они имеют овальную форму, диаметр 2 5 мкм, делятся почкованием, образуют псевдогифы (псевдомицелий) в виде цепочек из удлиненных клеток, иногда образуют гифы. Для Саndida аlbicans характерно образование хламидоспор.

Аскомицеты (сумчатые грибы) имеют септированный мицелий (кроме одноклеточных дрожжей). Свое название они получили от основного органа плодоношения — сумки или аска, содержащего 4 или 8 гаплоидных половых спор (аскоспор). К аскомицетам относятся отдельные представители (телеоморфы) родов А spergillius и Ре nicillium. Большинство грибов родов А spergillius , Ре nicillium являются анаморфами, т. е. размножаются только бесполым путем с помощью бесполых спор — конидий и должны быть отнесены по этому признаку к несовершенным грибам. У грибов рода А spergillius на концах плодоносящих гиф, конидиеносцах, имеются утолщения стеригмы, фиалиды на которых образуются цепочки конидий ( «леечная плесень» ). У грибов рода Ре nicillium (кистевик) плодоносящая гифа напоминает кисточку, так как из нее (на конидиеносце) образуются утолщения, разветвляющиеся на более мелкие структуры — стеригмы, фиалиды на которых находятся цепочки конидий. Некоторые виды аспергилл могут вызывать аспергиллезы и афлатоксикозы. Пенициллы могут вызывать заболевания — пенициллиозы.

Аскомицеты Представителями аскомицетов являются также дрожжи (рода Saccharomyces, телеоморфы многих видов рода Саndida). Дрожжи — одноклеточные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия; имеют овальную форму клеток с диаметром 3 15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением на две равные клетки или половым путем с образованием аскоспор. Заболевания, вызываемые некоторыми видами дрожжей, получили название дрожжевых микозов. К аскомицетам относится и возбудитель эрготизма (спорынья С laviceps purpurea ), паразитирующий на злаках. Многие виды аскомицетов являются продуцентами антибиотиков, используются в биотехнологии.

Грибы рода Aspergillus и Penicilium.

Зигомицеты относятся к низшим грибам (мицелий нетестированный). Они включают представителей родов Мисо r , Rhizopus, Rhizomucor , А bsidia , Ва sidiobolus , Со nidiobous. Распространены в почве и воздухе. Могут вызывать зигомикоз (мукоромикоз) легких, головного мозга и других органов человека. При бесполом размножении зигомицет на плодоносящей гифе (спорангиеносце) образуется спорангий — шаровидное утолщение с оболочкой, содержащее многочисленные спорангиоспоры. Половое размножение у зигомицетов происходит с помощью зигоспор.

Грибы рода Mucor.

Грибы рода Rhizopus.

Базидиомицеты шляпочные грибы. Они имеют септированный мицелий и образуют половые споры базидиоспоры путем отшнуровывания от базидия — концевой клетки мицелия, гомологичной аску. К базидиомицетам относятся некоторые дрожжи, например телеоморфы Сryptococcus neoforman.

Примеры образования конидий у плесневых грибов (схема). А — род Rhizopus, черная плесень; спорангий (на конце спорангиофора), содержащий конидии (спорангиоспоры); В — род Penicillium, зеленая плесень; конидии на разветвленных конидиофорах; С — род Aspergillus, серо зеленая плесень; конидии на неразветвленных конидиофорах

Пример образования конидий у плесневых грибов рода Aspergillus (нативный «влажный» препарат)

Микрофото кожных чешуек, обработанных 10% КОН. Гифальный сегмент одного из дерматофитных грибов, расчлененный на артроспоры

Дрожжи (Saccharamyces cerevisiae): вегетативная клетка и аск, содержащий четыре аскоспоры. Фазовоконтрастная микроскопия, х1 ООО

Последовательные стадии образования половых спор (аскоспор) у: 1) аскомицетов, 2) базидиомицетов 3) зигомицетов.

Поверхностные микозы. Гифальные и дрожжевые элементы в коже (очаг разноцветного лишая), характерные для Malassezia furfur. Окраска на гликоген; х1590

Кожные микозы. Трихофития: инвазия гиф в волосяной стержень и конидии на поверхности волоса; х400

Кожные микозы. Trichophyton tonsurans: инвазия волоса по типу «эндотрикс» ; xl. OOO

Cryptococcus neoformans (мазок из мокроты больного криптококковой пневмонией). Дрожжевая почкующаяся клетка, окруженная капсулой; фазовоконтрастная микроскопия; х2385

Гифы аспергилл в ткани легкого

Гифы Candida albicans в селезенке при диссеминированном кандидозе; х800

Адгезия Candida albicans в культуре клеток буккального эпителия; х400

Иммунитет n Фунгальные инфекции (за исключением поверхностных, неинвазивных микозов) сопровождаются широким спектром иммунных реакций, которые обеспечивают подключение различных эффекторов иммунитета. Главную роль в антифунгальной защите играют два механизма: n 1) Т зависимые реакции макрофагов, действующие в рамках гранулематозного воспаления, n 2) нейтрофилы, поддерживаемые антителами и комплементом.

Антифунгальные препараты n Наиболее очевидными мишенями для избирательного воздействия на грибы являются плазматическая мембрана и клеточная стенка. n В первом случае речь идет об эргостероле и его синтезе (присутствие эргостерола наиболее радикально отличает грибы от высших эукариот), n во втором — о выключении синтеза полисахаридных структур, уникальных для клеточной стенки грибов. n Известны и другие молекулярные мишени, которые уже использовались как объекты антифунгальной терапии: n гризефульвин — ингибитор микротубулярного аппарата фунгальных клеток, n флюцитозин — ингибитор синтеза ДНК/РНК). n К ним относятся ингибиторы фактора элонгации 2, топоизомеразы и ряда других ферментов, в том числе специ фичных для некоторых грибов (например, фенилоксидазы и ферментов синтеза капсулы Cryptococcus neoformans — возбудителя криптококкоза). n Ингибиторы плазматической мембраны представлены: n 1) полиенами, n 2) производными азолов, n 3) аллиламинами n 4) морфолинами.

Механизмы устойчивости к азолам определяются: n 1) снижением аффинности фермента мишени (ланостеролдеметилазы) к азольным производным, n 2) утратой активности фермента мишени, n 3) гиперпродукцией ланостеролдеметилазы, n 4) снижением проницаемости клеток для антифунгальных агентов, n 5) заменой эргостерола на другие стеролы (этот механизм действует и против полиенов), n 6) ускоренным выведением агентов из клеток. Обнадеживает, что резистентность даже против препаратов одного класса не абсолютна. Например, изоляты кандид, устойчивые к флюконазолу, могут сохранять чувствительность к другим производным азола.

Фитопатогенность некоторых грибов, способных аллергизировать человека Альтернария (A. brassicae и Картофель Бурая пятнистость листьев др. ) Морковь Черная гниль Капуста Черная пятнистостьлистьев Табак Черная и серая гнильрассады Кладоспориум (С. fulvum) Помидоры, персики Бурая пятнистостьлистьев Гельминтоспориум Ячмень, пшеница Полосатая, сетчатая, бурая пятнистость Ионилия Хлопчатник Шоколадная гниль Вишня, слива, груша Серая плодовая гниль Ризопус (R. nigricans) Ягоды Черная плесень Хлопчатник Черная гниль Мукор (М. ingricus) Яблоки, слива Гниль Аспергиллус (A. niger) Винная ягода, финики Ржавчина, черная плесень Пенициллиум Хлопчатник Черная гниль (Р. crustaceumи др. ) Цитрусовые Голубая или зеленая плесень Фузариум (F. solani и др. ) Помидоры Белая гниль Картофель Водянистая гниль Злаки (овес, пшеница, рожь) «Выпаривание» злаков(снежная

Частная микология

Возбудители поверхностных микозов (кератомикозов)

Малассезии (род Malassezia) Малассезии род широко распространенных дрожжеподобных липофильных грибов, обитающих в норме на коже человека. Чаще встречаются на коже с повышенной активностью сальных желез (волосистая часть головы, лоб, грудь, спина, бедра, слуховой проход). Могут поражать поверхностные отделы рогового слоя эпидермиса. Кроме М. globosa и М. furfur , выделяют следующие виды: М. о btus а, М. r е stricta , М. sloffiae , М. s утро dialis , М. рас hidermatis (нелипофильный гриб). М. globosa и М. furfur вызывают отрубевидный (пестрый, разноцветный) лишай, характеризующийся появлением на коже туловища, шее, руках розовато желтых невоспалительных и гипопигментированных пятен. При соскабливании на пятнах появляются чешуйки, похожие на отруби. В чешуйках, обработанных щелочью, выявляются короткие изогнутые гифы и дрожжеподобные почкующиеся клетки ( «макароны и фрикадельки» ). Культивирование проводят на средах, содержащих твин и липидные компоненты. Истинный мицелий отсутствует.

Морфология Malassezia furfur.

Колонии Malassezia furfur.

Микробиологическая диагностика Микроскопия: в чешуйках, обработанных 20% щелочью, выявляются короткие изогнутые гифы и дрожжеподобные почкующиеся клетки. Препараты красят метиленовым синим. Культивирование проводят на средах, содержащих твин 80 и липидные компоненты. Можно использовать среду Сабуро с тетрациклином или глюкозо пептон дрожжевой агар. После посева в среду добавляют несколько капель стерильного оливкового масла. Рост отмечается через неделю в виде белых сливкообразных колоний, состоящих из овальных, бутылкообразных почкующихся клеток (2 x 6 мкм). Истинный мицелий отсутствует.

Лечение

Возбудители эпидермофитий (эпидермомикозов, дерматомикозов)

Возбудители эпидермофитий (эпидермомикозов, дерматофитий, дерматомикозов) дерматофиты или дерматомицеты поражают кожу, ногти и волосы, вызывая трихофитию, микроспорию, фавус, эпидермофитию и др. Около 40 видов дерматофитов вызывают патологические процессы у человека. Обитают на ороговевших субстратах (кератинофильные грибы). Согласно способам споруляции относятся к 3 родам: Т richophyton , М icrosporu т, Е pidermophyton. Являютс патогенными, высококонтагиозными грибами. Путь передачи — контактный. Возбудитель передается при контакте с больным человеком или животным или при контакте с различными объектами окружающей среды. Различают три группы дерматофитов: • антропофильные дерматофиты, передающиеся от человека человеку; • зоофильные дерматофиты, передающиеся от животных человеку; • геофильные дерматофиты, обитающие в почве и передающиеся при контакте с ней. Дерматофиты образуют септированный мицелий с артроконидиями хламидоспорами, макро и микроконидиями. Макроконидии различны: у рода Т richophyton — крупные, гладкие, септированные; у рода М icrosporu т — толстостенные, многоклеточные, веретенообразные и покрыты шипами; у рода Е pidermophyton имеется множество гладких дубинкообразных макроконидий. Грибы размножаются бесполым путем (анаморфы). Некоторые из них могут размножаться половым путем (телеоморфы), образуя аски. Растут на среде Сабуро и др. Колонии (в зависимости от вида) разноцветные, мучнистые, зернистые, пушистые.

Микробиологическая диагностика Микроскопия: микроскопируют соскобы с пораженной кожи, чешуйки, ногтевые пластинки, волосы, обработанныеи течение 10 15 мин 10 15% раствором КОН. Препараггы окрашивают метиленовым синим, гематоксилин эозином. Можно применять РИФ с помощью флюоресцирующих антител. При микроскопии выявляют нити мимцелия, артроконидии, макро и микроконидии, бластоспоры. Артроконидии рода Т richophyton могут располагатся параллельными цепочками снаружи волоса (эктотрикс) и внутри волоса (эндотрикс). Артроконидии рода Microsporum располагаются мозаично снаружи волоса. При фавусе внутри волоса обнаруживаются элементы гриба и пузырьки воздуха. Микологический метод: делают посев на питательные среды — сусло агар, Сабуро и др. Рост грибов изучается через 1 3 нед культивирования при 25 °С. Серологический метод: определяют антитела в сыворотке крови с помощью РСК, РИГА, РП, РИФ, ИФА. Аллергологический метод: пробы с аллергенами из грибов. Биопробы ставят на лабораторных животных (морские свинки, мыши и др. ) , заражая их в кожу, волосы и когти.

ЛЕЧЕНИЕ n При дерматофитии волосистой части головы применяют флуконазол, итраконазол, гризеофульвин, тербинафин; n при дерматофитии ногтей проводят системную (гризеофульвин, ламизил, низорал, дифлюкан) и местную противогрибковую терапию; n при дерматофитии стоп применяют противогрибковые кремы и мази (ламизил, низорал, микоспор и др. ) в сочетании, при показаниях, с системной терапией и антигистаминными средствами.

Возбудители оппортунистических микозов (поверхностных и глубоких)

Кандиды (род Candida) Кандиды род грибов, вызывающих кандидоз слизистых оболочек, кожи, ногтей и внутренних органов. Кандиды обитают в почве, на растениях, плодах, являются частью нормальной микрофлоры млекопитающих и человека. Виды рода Са ndida , являющиеся частью нормальной микрофлоры, могут вторгаться в ткань (эндогенная инфекция) и вызывать кандидоз у пациентов с ослабленой иммунной защитой. Реже возбудитель передается детям при рождении, при кормлении грудью. При передаче половым путем возможно развитие урогенитального кандидоза. Род Са ndida включает около 200 видов. Ведущее значение в развитии кандидоза имеют С. albicans и С. tropicalis. Для С. albicans характерно наличие бластоспор (почек) — почкующихся клеток и хламидоспор — толстостенных двухконтурных, крупных овальных спор.

Микробиологическая диагностика Микроскопия: мазках из клинического материала выявляют псевдомице лий (псевдогифы — клетки соединены перетяжками), мице лий с перегородками и почкующиеся бластоспоры. Микологический метод: посевы клинического материала проводят на агар Сабуро, сусло агар. Колонии С. а lbicans беловато кремовые, выпук лые, круглые. Выросшие грибы дифференцируют по морфологическим, биохимическим и физиологическим свойствам. Наличие кандидемии устанавливают при положительной гемокультуре с выделением из крови Саndida spp. Кандидозная уроинфекция устанавливается при обнаружении более 10 5 колоний Саndida spp. в 1 мл мочи. Серологический метод: реакция агглютинации, РСК, РП, ИФА. ПЦР. Кожно аллергическая проба с кандида аллергеном.

Лечение (необходимо контролировать чувствительность к антимикотикам).

Пневмоцисты - Pneumocystis (carinii) jiroveci Пневмоцисты условно патогенные грибы с внеклеточным циклом развития. Однако, по морфологическим и другим свойствам, они ближе к простейшим. Р neumocystis jiroveci вызывает пневмоцистоз (син. пневмоцистная пневмония) , характеризующийся развитием пневмонии у лиц с ослабленным иммунитетом (недоношенность, иммунодефицит, ВИЧ инфекция). Антитела к пневмоцистам имеются у большинства людей (перенесенная асимптомная пневмоцистная инфекция). Возбудитель передается от человека к человеку, главным образом воздушно капельным путем. Другие, генетически отличные, пневмоцисты выделяются от животных (мышей, крыс, кроликов, собак, коров, свиней, голубей). Цикл развития пневмоцист включает образование: • трофозоитов, • предцист, • цист • внутрицистных телец. Трофозоиты — клетки, покрытые пелликулой, имеют овальную или амебоидную форму, размером 1, 5 5 мкм. Они с помощью выростов пеликулы прикрепляются к эпителию альвеол (внеклеточный паразит). Трофозоит округляется, приобретает клеточную стенку, превращаясь в предцисту и в цисту. Циста, размером 4 8 мкм, имеет толстую трехслойную стенку. Внутри цисты образуется 6 8 дочерних внутрицистных тел (спорозоитов), которые имеют 1 2 мкм в диаметре, мелкое ядро и окружены двухслойной оболочкой. После выхода из цисты они превращаются во внеклеточные трофозоиты.

Схема жизненного цикла пневмоцист: образование трофозоитов, предцист, и внутрицистных телец. 1 2 трофозоиты амебоидной формы; 3 5 стадии мейоза и митоза; 6 циста, содержащая 8 внутрицистных телец.

Pneumocystis (carinii) jiroveci в препарате из легкого. Окраска по Романовскому Гимзе.

Pneumocystis (carinii) jiroveci в препарате из легкого. РИФ.

Микробиологическая диагностика Микроскопия мазка из лаважнои жидкости, биоптата легочной ткани, мокроты, окрашенного по Романовскому Гимзе: цитоплазма паразита голубого цвета, а ядро – красно фиолетового. К специальным методам окраски, выявляющим клеточную стенку пневмоцист, относят окраску препаратов толуидиновым синим. Серологический метод: применяют непрямую РИФ, ИФА (обнаружение Ig. M антител или нарастание уровня Ig. G антител в парных сыворотках свидетельствует об острой пневмоцистной пневмонии). Молекулярно генетический метод: ПЦР.

Лечение