Биологические свойства грибов

Царство грибов (Mycota или Fungi) входит в состав надцарства Eucaryotae и содержит многочисленные виды грибов, среди которых 150-500 видов относится к отделу настоящих грибов (Eumycotae), вызывая у человека, вызывая разнообразные по клиническим проявлениям заболевания (микозы) - от легких, имеющих косметическое значение, до тяжелых системных инфекций с поражением различных органов, тканей и систем. Большинство патогенных для человека грибов являются представителями преимущественно класса Deuteromycetes (Fungi imperfecti или несовершенные грибы, не способные размножаться половым путем), а также классов Ascomycetes и Basidiomycetes. Выделяют 4 группы микозов (табл. 23).

Некоторые микозы встречаются спорадически, другие имеют эпидеми­ческое распространение, третьи характеризуются природной очаговостью. Патогенные для человека грибы могут быть одноклеточными и многоклеточными, одна часть из которых способна расти на искусственных сре­дах, а другая не способная развиваться вне организма больного человека.

 

Таблица 23. Классификация микозов.

Группы микозов	Заболевания	Возбудители
Глубокие (системные микозы)	Кокцидиоидный микоз Гистоплазмоз Криптококкоз Бластомикоз	Coccidioides immitis Histoplasma capsulatum Criptococcus neoformans Blastomyces dermatitidis
Подкожные (субкутанные) микозы	Споротрихоз Хромобластомикоз (хромомикоз) Мицетома (мадуромикоз)	Sportrichum schenckii Fonsecaca pedrosai Грибы родов Acremonium, Aspergillus и т.д.
Эпидермомикозы	Эпидермофития Рубромикоз Трихофития   Микроспория   Парша (фавус)	Epidermophyton floccosum Trichophyton rubrum Trichophyton violaceum, Trichophyton mentagrophytes, Microsporum canis, Microsporum ferrugineum Achorion schoenleini
Кератомикозы (поверхностные микозы)	Разноцветный лишай Черный микоз (кладоспоридиоз) Трихоспороз (белая пьедра) Черная пьедра	Malassezia furfur Cladosporium werneskii Trichosporon beigelii Piedraia hortae
Оппортунистические микозы	Кандидозы     Мукороз Аспергиллез Пенициллиоз Пневмоцистоз	Candida albicans, Candida tropicalis Candida pseudotropicalis и др. Mucor spp Aspergillus spp Penicillium spp Pneumocystis carinii

 

Размеры клеток гриба варьируют от нескольких (дрожжи, дерматофиты) до десятков и сотен микрометров (мукоровые). Грибы относятся к примитивным эукариотам, их клетки содержат гомогенную или зернистую цитоплазму, одно или несколько шарооб­разных ядер нуклеолями, вакуоли, митохондрии, аппарат Гольджи и ряд включений. По­стоянными включениями в клетке грибов являются липиды, волютин, гли­коген, реже — кристаллы солей, ор­ганических кислот и пигменты.

Морфология грибов весьма разнообразна (рис. 32). Наиболее часто у молодых клеток грибов встречается яйцевидная форма или удлиненная в виде трубочки или нитей ветвящаяся структура - мицелий. Поли­морфные, грушевидные, булавовид­ные, веретенообразные, амебовидные клетки встречаются в более зрелых культурах.

Мицелий представляет собой круг­лую ветвящуюся трубку диаметром от 1 до 10 мк, разделенную поперечными перего­родками на клетки длиной 5 до 70 мкм. Ветви мицелия возникают в виде боковых выростов, которые могут располагаться у некоторых грибов через пра­вильные промежутки с той или дру­гой стороны. Переплетаясь и анастомозируя друг с другом, нити мицелия создают рыхлую или густую грибницу, плотно спаянную с пита­тельным субстратом или же легко от него отделяющуюся. На конце нитей у ряда грибов можно наблюдать своеобразные ветвления в виде рогов северного оленя, канделябров, гребешковых органов, завитков, тонких спиралей или же вздутий, напоми­нающих дубинку, посошок, булаву.

В культурах дрожжеподобных гри­бов рода Candida вместо истинного мицелия встречается псевдомицелий, состоящий из удли­ненных клеток с боковыми ответвле­ниями, напоминающими нити истин­ного мицелия. В отличие от истинного мицелия, псевдомицелий представлен отдельными, не связанными друг с другом клетками, каждая из которых имеет собственную оболочку и вместо истинного ветвле­ния в псевдомицелии имеется древовидное расположение клеток.

Важнейшим элементом грибов являются споры или конидии, с помощью которых грибы размно­жаются и распространяются во внеш­ней среде. Обычно споры образуются в большом количестве и возникают либо внутри мицелия (эндоспоры - тканевые фор­мы возбудителей кокцидиоидного микоза, риноспоридиоза, развивающие­ся в крупных круглых образовани­ях — сферулах), или непосредственно на мицелии, на его ветвях, либо на своеобразных спороносных гифах (экзоспоры).

Выделяют следующие виды спор:

· артроспоры прямоугольной и округлой формы, размером 2-4х4-8 мкм, образую­щиеся путем расчленения мицелия;

· бластоспоры - круглые или яйце­видные споры, размером 1,5-8 мкм, образующиеся почкованием материн­ской клетки;

· хламидоспоры - ок­руглые, крупные споры, диаметром 15-20 мк с выраженной шероховатой оболочкой, располагающиеся по ходу (интеркаларные, промежуточные) или на концах (терминальные, концевые)мицелия;

· микроконидии (алейроспоры) округлой или грушевидной формы размером 2-5х3-7 мкм, располагающиеся кучками или поодиночке;

 

Рис. 32. Морфология грибов. 1 - мицелий; 2 - разветвление мицелия в виде рогов северного оленя; 3 - гребешковые органы - окончания мицелия дерматофитов; 4 - канделябры - концевые ветвления мицелия; 5 - булавовидные окончания мицелия; 6 - окончания мицелия в виде дуби­нок; 7 - узловатые органы - сплетения мицелия дерматофитов; 8 - веретенообразные споры на концах мицелия; 9 - аскоспоры; 10-спорангиоспоры; 11 - артроспоры; 12 - бластоспоры; 13 - хламидоспоры концевые и интрекалярные; 14 - алейрии; 15 - макро- и микроконидии.

 

· конидии (конидиоспоры) круглой или яйцевидной формы с гладкой или шероховатой оболочкой, диаметром 3-5х5-8 мкм, образующиеся на специальных конидиеносцах по бо­кам либо на концах мицелия и прикрепляющиеся к нему непосредствен­но или тонкой ножкой. К конидиям также относят крупные веретенообразные формы длиной 6—8—40 мк, шириной 3—12 мк с попереч­ными перегородками (макроконидии). В патологиче­ском материале из очагов поражения от больных микозами обнаруживаются достаточно однообразные элементы гриба (споры, нити мицелия), не по­хожие на элементы гриба в культурах.

Культуральные признаки некото­рых патогенных грибов, выращивае­мых при разных температурах, могут быть различны. Так, например, возбудители кокцидиоидного микоза, бластомикозов, гистоплазмоза при температуре 30-33⁰ С и ниже дают мицелиальные формы, а при темпера­туре 35-37⁰ С-дрожжевые формы, почти совсем лишенные мицелия.

Культуры патогенных грибов от­личаются большим разнообразием. Разнообразие колоний зависит от видовых и возрастных особен­ностей гриба, состава питательной среды и условий культивирования.

Диаметр колоний колеб­лется от 0,5 до 3 см и более, цвет также варьирует - наряду с бес­цветными колониями встречаются беловато-жел­товатые, желтые, коричневые, розо­вые, красные, зеленоватые, оранже­вые, фиолетовые, черные. Колонии одних грибов плоские и ровные, других - складчатые, бугристые, морщини­стые, в некоторых случаях кратеро-образные или куполовыпуклые. По­верхность колоний у одних грибов гладкая, кожистая, иногда блестя­ще-сального оттенка, у других пуши­стая, бархатистая или мучнистая.Консистенция культур тоже раз­лична: у одних кожистая, плотная, у других мягкая, тестообразная, слизисто-тягучая, у некоторых крошковатая. Отношение грибов к субстрату так­же различное: одни глубоко внед­ряются в среду, другие легко отде­ляются от питательной среды.

Патогенные грибы являются аэробами, использующими для своего питания различные белки, углеводы, липиды, кератин и т.д. Глу­бина разложения питательных субстратов различна у разных грибов. Так, одни грибы разлагают белки только до аминокислот, другие до аммиака и сероводорода. Разложение углеводов одними грибами сопро­вождается кислотообразованием, тогда как другие грибы расщепляют их до углекислоты и воды.

Большинство патогенных грибов лучше развиваются в кислых средах (рН 6,0—6,5) при оптимальной температуре 28-33⁰ С, однако они способны хорошо расти при комнатной температуре (16-20⁰ С) и при температуре 35-37⁰ С.Наиболее часто для культивирования грибов применяют плотную или жидкую среду Сабуро, содержащую пептон и мальтозу.

Лабораторная диагностика микозов

Мате­риалом для исследования являются пораженные волосы, чешуйки кожи, кусочки ног­тей, кожные и ногтевые соскобы, гной, мокрота, пунктаты лимфатических узлов, костного мозга, внутренних органов, кровь, спинномозговая жидкость, желудочный сок, желчь, испражне­ния, биоптаты и др. Материал берут стерильными инструментами (пинцетом, скальпе­лем, иглой, ножницами, ло­жечкой Фолькмана и т.д.); тампоны для взятия ма­териала не используются. Пато­логический материал обрабатывают смесью едкого калия с диметисульфоксидом (20 г КОН + 100 мл 60%-го ДМСО). Препараты «раздавленной капли» исследуют под большим увеличением (х40) обычного или фазово-контрастного микроскопа.

У больных микроспорией в лучах люминесцентной лампы пораженные волосы имеют изумрудно-зеленое свечение.

Для диагностики микозов применяется широкий комплекс лабораторных исследований (микроскопический, микологический, аллергический, серологический, генетические методы, биопроба – схема 23).

 

Схема 23. Лабораторные методы диагностики микозов

Микроскопический метод играет важную роль в диагностике микозов, т.к. дает возможность быстро выявить в нативных и окрашенных препаратах наличие и расположение клеток, спор гриба и нитей мицелия в патологическом материале. Наиболее часто для окраски грибов применяют общепринятые методы Грама, Романовского-Гимза, Циля-Нильсена, Бурри. Разработан также широкий набор специальных методов окраски грибов.

Экспресс-диагностика микозов осуществляется с помощью прямой РИФ.

Микологический метод (выделение чистой культуры гриба и ее идентификация) является важнейшей составной частью лабораторного исследования при микозах. Посевы производят на специальные плотные и жидкие (неселективные и селективные) питательные среды (среды Сабуро – мальтозо-пептонная, сусло-агар, Чапека; кукурузный, рисовый, картофельный, кровя­ной, шоколадный, сердечно-мозговой, угольно-дрожжевой агар и т.д.). Селективные среды содержат антибиотики (левомицетин, стрептомицин, пенициллин и др.), красители (бенгальский розовый и др.) или дезинфицирующие вещества. В отличие от слабощелочных сред для выращивания большинства бактерий, среды для культивирования грибов имеют кислую или слабокислую рН (5,7-6,8).

Для первичной дифференциации грибов разработан агар CHROM с хромогенными субстратами, расщепляющимися ферментами грибов с образованием окрашенных соединений, в результате чего колонии различных видов грибов окрашиваются в разные цвета – красный, желтый, белый, кремовый, ко­ричневый, черный и т.д.

Культивирование грибов осуществляют обычно при температуре 22-28⁰ С в течение 2-4 недель. Идентификацию выделенной культуры гриба проводят на основании характеристики колоний (внешний вид, форма, консистенция, цвет), микроскопического строения гриба (строение мицелия, форма и расположение конидиеносцев и конидий – спор), а также по биохимическим и другим признакам.

Серологический метод – определение антител к грибам или их антигенам в сыворотке крови больных микозами с помощью РА, РСК, РНГА, РИФ, ИФА, иммуноблотинга

Аллергический метод – постановка внутрикожных аллергических проб. Проводят с грибковыми аллергенами, представляющих собой взве­си из убитых грибов, фильтраты обезвреженных нагреванием культур, полисахаридные и бел­ковые фракции клеток гриба. Результаты аллергических проб учитывают через 20 мин (не­медленные) и через 24-48 ч (замедленные реакции).

Для выявления грибковой сенсибилизации орга­низма также применяют иммунологические тесты in vitro (дегрануляция базофилов как тест гиперчувствительно­сти немедленного типа, а для выявления гиперчувстви­тельности замедленного типа - реакцию торможения миграции лейкоцитов или бласттрансформации лимфоцитов).

Биопроба -заражение чувствительных жи­вотных (мыши, крысы, хомяки, кролики, морские свинки, соба­ки, кошки) различными способами (накожно, внутрикожно, подкожно, внутримышечно, внутрибрюшинно, внутривенно, внутрисердечно, интрацеребрально, перорально, интратрахеально) для выделения чистой культуры гриба.

Гистологический метод направленна обнару­жение гриба в тканях, полученных при биопсии и аутопсии.

Генодиагностика. Разработана ПЦР для выявления в материале от больного специфических фрагментов ДНК грибов, позволяющая вы­явить около 40 видов грибов, в том числе Candidaalbicans и ее варианты, Т. rubrum и С. neoformans, различные виды Aspergillus, возбудителей паракокцидиоидомикоза (Paracoccidioides brasiliensis ) и гистоплазмоза ( Histoplasma capsulatum ).