Тема: Грибы. Классификация. Морфология и другие биологические свойства. Роль в патологии человека.
Грибы (Fungi) – бесхлорофилльные низшие эукариотические организмы. Наука, изучающая грибы, называется микология. Грибы используются в хлебопечении, пивоварении, приготовлении кондитерских изделий, производстве антибиотиков. Однако имеются грибы, вызывающие заболевания человека и животных.
Грибы отличаются от бактерий. Бактерии - прокариоты, грибы - эукариоты, они имеют хорошо оформленное ядро, ядерную мембрану и другие эукариотические структуры. Их клеточная стенка содержит хитин, в составе плазматической мембраны имеются стеролы. Тело грибов – это грибница, или мицелий, состоящий из ветвящихся нитей, называемых гифами.
Клетка гриба имеет оболочку, протоплазму, ядро и ряд включений. Оболочка клетки состоит из двух слоев – наружного, хитинового, и внутреннего, образованного из целлюлозы; пространство между ними заполнено полисахаридами. Непосредственно к целлюлозной части прилегает двухконтурная цитоплазматическая мембрана. В цитоплазме расположены одно или несколько ядер округлой, овальной или неправильной формы, окруженных собственной оболочкой с порами, и ядрышко. В цитоплазме присутствуют также центральная вакуоль, митохондрии, микросомы, лизосомы, рибосомы, включения. Кроме того, в клетках могут накапливаться различные продукты метаболизма грибов – антибиотики, ферменты, витамины, токсины.
Часть мицелия, располагающаяся на питательном субстрате и частично погруженная в него, называется субстратным или вегетативным мицелием. Та часть мицелия, которая возвышается над субстратом - это воздушный или репродуктивный мицелий. Грибы могут быть одноклеточными и многоклеточными. Одноклеточные грибы (дрожжи) представляют собой неподвижные круглые или овальные клетки, размножающиеся почкованием. Многоклеточные грибы (плесени) представляют собой переплетенные или спутанные ветвистые нити, несущие плодоносящие тельца. Индивидуальные нити мицелия известны как гифы. По строению мицелия грибы делят на низшие и высшие.
У низших грибов мицелий представлен одной разветвленной гигантской клеткой с многочисленными ядрами без перегородок (септ). Такой мицелий называется несептированный.
У высших грибов в гифах мицелия имеются перегородки (септы), разделяющие их на отдельные одноядерные или многоядерные клетки, то есть мицелий высших грибов септированный.
Грибы размножаются половым и бесполым способами.
Систематика грибов основана на учете их морфологических, культуральных и биологических признаков. По строению органов размножения все грибы разделяют на низшие грибы (I класс – архимицеты, II класс – фикомицеты) и высшие грибы (III класс – аскомицеты, IV класс – базидиомицеты).
Архимицеты (простейшие грибы) - вегетативное тело представлено протоплазмой, ограниченной цитоплазматической мембраной, реже - зачаточным мицелием. Они являются паразитами водорослей.
Фикомицеты – мицелий этих грибов без перегородок, одноклеточный. Среди этих грибов встречаются сапрофиты и паразиты. К этому классу относятся мукоровые грибы. Тело мукоровых грибов состоит из мицелия в виде сильно разветвленной клетки, от которой ответвляются плодоносящие гифы - спорангионосцы с шарообразным расширением наверху – спорангиями, наполненными эндоспорами, выполняющими функцию размножения.
Аскомицеты имеют хорошо развитый, многоклеточный мицелий. Среди аскомицетов имеются паразиты и сапрофиты. Например, род Aspergillus. У человека грибы этого рода вызывают поражение кожи, придаточных полостей носа, легких, бронхов, роговицы глаза, наружного слухового прохода, иногда костей и других органов и тканей. К классу аскомицетов также относится род Penicillium. В класс Ascomycetes, порядок Saccharomycetales (первично сумчатые грибы) включены дрожжи, которые представляют собой крупные клетки овальной, шаровидной и палочковидной формы.
Основные диагностические методы - ИФА и иммуноблоттинг. ИФА - основной метод диагностики. Он позволяет выявить вирусные антигены и антитела к ним. Положительный результат ИФА подтверждается постановкой иммуноблотинга (вестернблотинга). Вестернблот (иммуноблот) применяют для подтверждения факта ВИЧ-инфекции. Метод позволяет обнаружить специфические антитела в сыворотке и является только подтверждающим тестом. Результаты рассматривают как положительные после обнаружения антител к р24, р31, а также к gр41 либо к gр120.
Молекулярно-генетический метод: ПЦР и метод гибридизации нуклеиновых кислот. Важным показателем ВИЧ-инфекции является определение содержания СD4-лимфоцитов и соотношение СD4/СD8.
Лечение. Все испытанные противовирусные химиотерапевтические методы лечения не дают эффекта, и они могут лишь облегчить течение ВИЧ-инфекции. Наиболее действенными являются ингибиторы обратной транскриптазы, действующие в активированных клетках. Такими препаратами являются производные тимидина - азидотимидин и фосфазид. Фосфазид - отечественный препарат, более эффективен и менее токсичен, чем азидотимидин. Однако полного излечения эти препараты не дают. Активность обратной транскриптазы подавляют также зидовудин, залцитабин, диданозин, ставудин. Используют также совместное применение антивирусных препаратов и иммуномодуляторов.
Профилактика. Надежной и безопасной вакцины не существует. В настоящее время профилактика ВИЧ-инфекции сводится к социальным и противоэпидемическим мероприятиям: механическая защита от инфицирования (применение презервативов, одноразовых шприцев, медицинских инструментов, систем для переливания крови), обеззараживание материалов и медицинских препаратов из крови и т. д. Важное значение имеет своевременное обследование и выявление ВИЧ-инфицированных, борьба с проституцией, наркоманией, гомосексуализмом, безнравственностью, половое воспитание и просветительская работа среди населения.
Базидиомицеты объединяют большое количество шляпочных грибов.
Дейтеромицеты – несовершенные грибы (Fungi imperfecti). Очень большая группа грибов. Они обладают многоклеточным мицелием, имеют конидии. Размножение бесполое. Эта группа включает патогенные для человека грибы: триходерму, альтернарию, кандиду, микроспориум, фузарии и другие.
Культивирование грибов. Грибы устойчивы в кислой среде и требуют наличия в питательной среде сахара. Для их культивирования используют среду Сабуро, включающую мальтозу (или декстрозу), пептон, агар, антибиотики хлорамфеникол и циклогексамид, подавляющие рост сопутствующей микрофлоры.
Посевы грибов инкубируют в аэробных условиях при температуре 20-37°С, оптимум рН 6,0-6,5. Колонии патогенных грибов на средах образуются медленно – через 1-3 недели. Грибы обладают большим набором ферментов, при помощи которых они расщепляют белки, углеводы, липиды.
В жидких средах грибы чаще всего растут в виде войлокообразного осадка на дне, отмечается пристеночный рост. Грибы вырабатывают пигменты различного цвета: белые, желтые, коричневые, черные, синие, зеленые, красные и малиновые.
Болезни человека, вызываемые грибами, называются микозами. Они бывают поверхностными, подкожными и системными (глубокими). Выделяют также оппортунистические микозы, развивающиеся у ослабленных и иммунодефицитных лиц. Кроме микозов грибы могут вызывать у человека и микотоксикозы, то есть заболевания, возникающие при употреблении продуктов, пораженных токсинами грибов (микотоксинами).
Поверхностные микозы
Возбудители поверхностных микозов - плесневые грибы, способные разлагать кератин эпидермиса, волос и ногтей. По локализации процессов выделяют кератомикозы (сапрофитии) и дерматомикозы.
1. Кератомикозы. Для кератомикозов характерны поражения рогового слоя эпидермиса и поверхности волосяного стержня. К кератомикозам относятся разноцветный лишай и тропические микозы.
1.1. Разноцветный лишай – заболевание, наблюдаемое преимущественно у лиц молодого возраста при чрезмерной потливости, а также на фоне сахарного диабета. Возбудитель - дрожжеподобный гриб Pityrosporum orbiculare. Чаще всего поражается кожа подмышечных впадин, спины и груди. Заболевание проявляется в виде гиперпигментированных или гипопигментированных пятен. При соскабливании на пятнах появляются чешуйки, похожие на отруби, в связи с чем заболевание также известно как отрубевидный лишай.
Микробиологическая диагностика включает микроскопию частичек кожи из очагов поражения, обработанных щелочью (КОН). В препаратах обнаруживают короткие изогнутые гифы и толстостенные дрожжеподобные клетки. При облучении очагов поражений лампой Вуда наблюдают жёлтое свечение. После посева чешуек рогового слоя на среду Сабуро через 4-8 дней появляются беловато-кремовые блестящие колонии.
Для лечения разноцветного лишая наиболее эффективно местное применение сульфида селена и 1% крема с тербинафином (ламизилом).
1.2. Тропические микозы.
1.2.1. Чёрный лишай. Возбудитель чёрного лишая - плесневые грибы Exophiala werneckii. Заболевание проявляется тёмными безболезненными пятнами на ладонях и ступнях. Шелушение отсутствует. Поражение чаще наблюдают у детей и юношей в тропических регионах.
1.2.2. Трихоспороз (белая пьедра). Возбудитель трихоспороза - дрожжеподобный гриб Trichosporon beigelii. Грибы поражают поверхность волосяных стержней с формированием мягких беловато-жёлтых узелков. Заболевание чаще регистрируют в странах с тёплым или тропическим климатом. При микроскопии материала из очагов поражений обращают внимание на наличие псевдогиф, иногда септированных гиф, многочисленные артроконидии и небольшое количество бластоконидий. Для лечения применяют амфотерицин В, иногда в комбинации с 5-фторцитозином.
1.2.3. Чёрная пьедра. Возбудитель - плесневой гриб Piedraia hortae. Заболевание проявляется образованием плотных чёрных узелков, расположенных на волосах головы, бороды и усов. Заболевание регистрируют во влажных тропических регионах Южной Америки и Индонезии. Возбудитель способен как к поверхностному, так и к внутреннему росту (по ходу волосяного стержня), что приводит к повышенной ломкости волос. Для лечения удаляют волосяной покров на поражённых участках и обрабатывают кожу поверхностным фунгицидом (дихлоридом ртути).
2. Дерматомикозы. При дерматомикозах поражаются эпидермис, собственно кожа и волосяной стержень. Дерматомикозы регистрируют повсеместно, но более часто в странах с жарким влажным климатом. Инфицирующие агенты (фрагменты гиф и конидии) передаются контактным путём. Наиболее часто инфицирование происходит в банях, бассейнах и душевых.
Клинические проявления. Поражения кожных покровов (собственно дерматомикозы) характеризуются образованием эритем, мелких папул, трещин и очагов шелушений. Поражения волосистой части кожи головы (трихомикозы) нередко проявляются ломкостью волос, обусловленной ростом возбудителя в волосяном стержне. Поражения ногтей (онихомикозы) характеризуются их утолщением и расслоением. Обычно нозологические формы дерматомикозов выделяют по их локализации. При этом в зависимости от вида возбудителя выделяют трихофитию, эпидермофитию и микроспорию.
Род Microsporum более частая причина лишая на голове, но может поражать и другие части тела. Волосы, выпадающие с пораженных участков, окружены по поверхности спорами, и чешуйки кожи содержат множество нитей мицелия. Зараженные волосы флуоресцируют.
Trichophyton вызывает кольцевой лишай волосистой части головы, бороды, других участков кожи и ногтей. Грибы расположены в виде цепочек спор внутри или на поверхности пораженных волос или в виде гифов и характерных спор в кожных чешуйках. Trichophyton schoenleini - причина почти всех случаев фавуса (“парша”). Споры и нити мицелия находятся в корках фавуса. Волосы в пораженных участках заполнены пузырьками и каналами, в которых скрывается мицелий.
Epidermophyton по большей части вызывает кольцевой лишай кожи тела, рук и подошв. При этом заболевании нити гриба располагаются в коже, волосы в патологический процесс не вовлекаются.
2.1. Дерматомикоз волосистой части головы (кольцевой лишай скальпа) Основные возбудители - плесневые грибы родов Trichophyton и Microsporum. Поражение проявляется участками облысения, шелушения, иногда эритемой и пиодермией. Заболевание чаще регистрируют у детей. Может распространяться непосредственно от человека человеку или через зараженную одежду. Он встречается у животных (собак, кошек), от которых может передаваться человеку. Заболевание сопровождается выпадением волос с последующим заполнением волосяных фолликулов тёмными конидиями.
2.2. Ювенильиый тип кольцевого лишая ассоциируется с островковым выпадением волос. Это происходит спонтанно в период полового созревания, поскольку в этот период возрастает секреция жирных кислот железами кожи головы. Эта форма лишая преходяща, не представляет угрозы. Кольцевой лишай проявляется в виде круглых чешуйчатых очагов на пораженной части.
2.3. Дерматомикоз бороды и усов (кольцевой лишай бороды) известен как чесотка бороды (фавус, парша) - инфекционное поражение волосяных фолликулов (возможно гранулематозное поражение); возбудитель – Trichophyton schoenleinii; основные проявления - папулы и пустулы на коже лица.
2.4. Дерматомикоз тела - эпидермофития, локализованная на различных участках кожи тела; возбудители – Trichophyton mentagrophytes, Т. rubrum и М. canis; характерны шелушение, пустулёзные высыпания, иногда эритема.
2.5. Паховый дерматомикоз (кольцевой лишай области паха) называют также арабской чесоткой. Это эпидермофития, локализованная в области наружных половых органов, внутренней поверхности бёдер, промежности и паховых областей; возбудители – Trichophyton mentagrophytes, Т. rubrum, Epidermophyton floccosum и отдельные виды грибов рода Candida.
2.6. Эпидермофития стоп (кольцевой лишай стопы, или стопа атлета) - поражения области подошв, преимущественно кожи межпальцевых промежутков; характерны пузырьки небольших размеров, трещины, очаги шелушения и эрозии. Аналогичные поражения наблюдают и на верхних конечностях (эпидермофития кистей); возбудители – Trichophyton mentagrophytes, Т. rubrum, Epidermophyton floccosum.
2.7. Эпидермофития ногтей (онихомикоз) - грибковое поражение ногтей пальцев рук и ног; возбудители - отдельные виды родов Epidermophyton и Trichophyton.
Микробиологическая диагностика. Диагностика поверхностных микозов основана на микроскопии поражённых тканей и идентификации культур грибов, выделенных из них. Возбудителей микроспории достаточно легко выявляют облучением волос УФ-лампой Вуда (поражённые участки светятся зелёным цветом). Для выделения чистой культуры материалом для исследований служат волосы, фрагменты кожи и ногтей. Образцы микроскопируют в неокрашенных препаратах, обработанных КОН. Выделение культур возбудителя осуществляют, помещая отдельные волосы или кусочки кожи на агар Сабуро, агар Сабуро с антибиотиками или картофельный декстрозный агар.
Виды Trichophyton вырастают за 2-3 недели, колонии разноцветные, конидии большие, гладкие и септированные (до 10 септ), по форме напоминают карандаши (10-50 мкм). Внутривидовая идентификация затруднена и требует изучения биохимических свойств.
Виды Microsporum растут также медленно, макроконидии толстостенные, многоклеточные, веретенообразные, 30-160 мкм длиной и покрыты шипиками.