ASPERGILLUS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLÓGIA, ŽIVOTNÝ CYKLUS, LOKALITA - BIOLÓGIE - 2025

Aspergillus je rod húb, ktorý obsahuje viac ako 100 druhov, ktoré sa vyznačujú tým, že sú vláknité. Huby, ktoré patria do tohto rodu, sú saprofyty a nachádzajú sa v lokalitách s vysokou vlhkosťou. Rastú hlavne na mŕtvych organických látkach, ktoré pomáhajú rozkladať.

Podobne, niektoré druhy, ktoré tvoria tento rod, sú známe ľudské patogény, ktoré spôsobujú patológie hlavne v dýchacích cestách. Tieto patológie sa môžu pohybovať od jednoduchej sinusitídy až po chronickú aspergilózu a dokonca aj systémovú infekciu.

Aspergillus niger videný pod elektrónovým mikroskopom. Zdroj: Mogana Das Murtey a Patchamuthu Ramasamy

Vďaka svojmu patogénnemu potenciálu je tento druh húb rodom, ktorý bol predmetom mnohých štúdií, a preto o ňom existuje veľa údajov.

taxonómie

Taxonomická klasifikácia rodu Aspergillus je nasledovná:

• Doména: Eukarya.
• Kráľovstvo: Fungi.
• Phylum: Ascomycota.
• Trieda: Eurotiomycety.
• Objednať: Eurotiales.
• Rodina: Trichocomaceae.
• Rod: Aspergillus.

vlastnosti

Rod Aspergillus sa skladá z viac ako 100 druhov. Napriek tomu, že ich je toľko, majú určité spoločné aspekty.

Jednou z jeho charakteristických charakteristík je jej morfológia, ktorá sa skladá z konidioforov, ktoré končia v apikálnom vezikule a ktoré na druhej strane predstavujú bazálnu nohu na opačnom konci, ktorá sa vkladá do hýf. Charakteristiky žlčníka sa samozrejme môžu v závislosti od druhu mierne meniť.

Huby tohto rodu sú tiež saprofyty, čo znamená, že sa živia mŕtvymi alebo rozkladajúcimi sa organickými látkami. Z tohto dôvodu sú tieto huby dôležitou súčasťou potravinových reťazcov ekosystémov, v ktorých sa nachádzajú, pretože sú silným rozkladačom organických látok a premieňajú ich na kompost do pôdy.

Pokiaľ ide o reprodukciu, veľká väčšina druhov sa rozmnožuje asexuálne prostredníctvom konídií (spór), hoci v niektorých častiach sexuálneho života sa pozoruje aj ich životný cyklus.

morfológia

Huby rodu Aspergillus sú vláknité, tvorené hlavne reťazovými bunkami, ktoré zase tvoria štruktúru známu ako hypha.

Hýfy, ktoré tvoria mycélium tejto huby, sú charakterizované tým, že sú septované a majú približný priemer medzi 2,6 a 8,0 mikrónmi. Podobne sú tieto hýfy rozvetvené a pri kontakte so vzduchom vytvárajú tzv. Konídiové hlavy. Tieto môžu produkovať až 500 000 konídií.

Štruktúra konodiálnych hláv je nasledovná: majú konídiofór, ktorý na svojom konci predstavuje rozšírenie, ako druh vezikúl. Podobne sú pokryté štruktúrami nazývanými fialidy, ktoré majú podlhovastý tvar.

Funkciou fialidov je produkovať veľké stĺpce konídií, ktoré sú väčšinou okrúhleho tvaru a majú priemer medzi 2 a 5 mikrónmi. Tieto konídie sa považujú za infekčné množiteľské listy, ktoré tvoria východiskový bod pre vývoj mycélia huby.

Pri pohľade pod mikroskopom sú hýfy jednotné a majú vetviaci vzor podobný stromu. Dôležité je, že vetvy sú dichotomické. Podobne aj hýfy majú rovnobežné obrysy.

Kolónie získané kultiváciou v laboratóriu majú rôzne farby. Spočiatku sú biele, ale neskôr sa táto farba môže meniť na žltú, hnedú, zelenú alebo čiernu. Bude to závisieť od druhu Aspergillus, ktorý sa pestuje. Pokiaľ ide o štruktúru kolónií, vyzerajú ako bavlna alebo zamat.

Životný cyklus

Ako v mnohých organizmoch húb, aj huby rodu Aspergillus vo svojom životnom cykle uvažujú o sexuálnej aj asexuálnej reprodukcii.

Nepohlavné rozmnožovanie

Druh reprodukcie, ktorý sa najčastejšie pozoruje v týchto hubách, je nepohlavný. Vyrába sa prostredníctvom asexuálnych spór, ktoré sú známe pod menom konídia. Rastú na koncoch fialidov.

Konídie sa uvoľňujú a transportujú pôsobením vetra. Keď spadne na substrát, ak sú podmienky vlhkosti a teploty prostredia ideálne, začnú klíčiť.

Najprv je prvou štruktúrou, ktorá sa má vytvoriť, zárodočná skúmavka, ktorá sa nakoniec zmení na nové mycélium.

Sexuálna reprodukcia

Na druhej strane je sexuálna reprodukcia u týchto húb extrémne zriedkavá, pozorovaná u veľmi malého počtu druhov, ako je Aspergillus fumigatus. Väčšina húb tohto rodu je homothalická. To znamená, že majú mužské aj ženské pohlavné orgány v rovnakom mycéliu a dokonca sa vytvorili z rovnakej hýfy. Oba orgány sú pretiahnuté, viacjadrové a majú tendenciu sa ovinúť okolo seba.

Ženský pohlavný orgán je rozdelený do troch častí: terminálny segment známy ako trichogín, ktorý funguje ako vnímavá časť. Ďalší segment sa nazýva ascogonium a pod ním je stonka.

Podobne mužský pohlavný orgán, polynodium, môže rásť na tej istej hypha alebo na susednom. Na konci má jednobunkový anteridium.

K fúzii gaméty alebo k plazmogamii dochádza, keď sa hrot anteridia ohýba nad trichogynom a spája sa s ním. Od tejto chvíle sa vytvárajú askogénne hýfy, ktoré sa začínajú vetviť a tvoria ďalšiu štruktúru známu ako ascocarp, ktorá je v hubách rodu Aspergillus dutá a uzavretá a nazýva sa cleistothecium.

V rámci cleistothecium sa tvoria asci, ktoré zase obsahujú takzvané askospory. Tam sú askozóry voľné a živia sa tu výživnou tekutinou. Nakoniec, keď sú úplne zrelé, sú prepustení. Keď spadnú do substrátu, klíčia a vytvárajú nové mycélium.

habitat

Huby rodu Aspergillus majú široké rozšírenie po celej planéte. Ideálnym biotopom pre tieto huby je seno a kompost. Je bežné, že rastie na obilninách, ktoré sa skladujú v nevhodných podmienkach vlhkosti a teploty.

Rovnako ako mnoho húb, rastie na rozpadajúcich sa organických látkach.

Hlavný druh

Rod Aspergillus presahuje 100 druhov. Nie všetky z nich však boli rovnako študované a uznávané. Najreprezentatívnejší druh rodu bude opísaný nižšie.

Aspergillus fumigatus

Toto je jedna z húb rodu Aspergillus, ktorá bola najviac študovaná, pretože predstavuje dôležitý patogén pre človeka. Je príčinou mnohých infekcií dýchacích ciest, najmä vdýchnutím.

Je to vláknitá huba, ktorá sa považuje za všadeprítomnú, to znamená, že sa nachádza v akomkoľvek ekosystéme. Má saprofytické zvyky, čo znamená, že sa vyvíja v mŕtvych organických látkach, ktoré degraduje. Má typický vzhľad húb tohto rodu s krátkymi okrúhlymi konidioformi.

Aspergillus fumigatus. Zdroj: CDC / Dr. Libero Ajello (PHIL # 4297),

V kultúrach sú ich kolónie spočiatku biele a neskôr si osvojujú farbu, ktorá sa pohybuje od modrozelenej po šedavo zelenú. Textúra je podobná ako u zamatu.

Táto huba predstavuje vo svojom životnom cykle dva typy rozmnožovania: asexuálne, prostredníctvom konídií a sexuálne, sprostredkované askozórami. Sú veľmi odolné voči vysokým teplotám, dokonca dosahujú až 70 ° C.

K infekcii u tohto organizmu u ľudí dochádza vo väčšine prípadov, keď spory nájdené v prostredí vstupujú do dýchacích ciest. Môže sa tiež stať infekciou predchádzajúcej rany alebo slizníc. Niekedy to môže spôsobiť infekciu známu ako invazívna aspergilóza, ktorá je veľmi nebezpečná a môže byť dokonca smrteľná.

Aspergillus flavus

Táto huba je považovaná za patogénnu, pretože vytvára toxíny škodlivé pre človeka, známe ako aflatoxíny. Táto huba produkuje celkom štyri toxíny: B1, B2, G1 a G2. Tieto toxíny sú obzvlášť toxické pre pečeň, kde môžu v tomto orgáne spôsobiť cirhózu rakoviny.

Konidiofóry tohto druhu nevykazujú žiadny druh farby. Predstavujú tiež globózne vyzerajúce rozšírenie, ktoré je obklopené fialidmi. Konídie, ktoré sa vyskytujú vo fialide, majú farbu, ktorá sa pohybuje od žltej po zelenú. Vo všeobecnosti tvoria reťazce.

Kolónie tohto druhu sa môžu objavovať v širokom spektre javov, ako sú napríklad zrná alebo prášok. Ako u mnohých druhov Aspergillus, kolónie Aspergillus flavus spočiatku majú farbu (žltú) a keď dospievajú, menia ich a stmavujú.

Táto huba súvisí okrem iného s niektorými patológiami, ako je aspergilóza, onychomykóza, fungálna sinusitída a otomykóza.

Aspergillus niger

Je to jeden z najznámejších druhov rodu Aspergillus. Za svoje meno vďačí skutočnosti, že na zelenine, v ktorej rastie, vytvára druh čiernej plesne.

Hýfy, ktoré tvoria mycélium tejto huby, tvoria vlákno a sú rozdelené septom a sú priehľadné. V konidiotroch sú guľovité vezikuly pokryté fialidmi. Tieto podstupujú proces nazývaný basodepeptidická konidiogenéza, prostredníctvom ktorej sa produkujú tzv. Globózne mitospory, ktoré merajú medzi 3 a 5 mikrónmi.

Tento druh je veľmi dôležitý v oblasti biotechnológií, pretože produkuje niektoré zaujímavé chemické látky, ako je kyselina glukónová, kyselina citrónová a niektoré enzýmy, ako napríklad fytáza a galaktozidáza.

Podobne Aspergillus niger produkuje toxín známy ako Ochratoxín A, ktorý môže kontaminovať jedlo a pri jeho konzumácii prechádza na ľudí a iné zvieratá. Účinok tohto toxínu v tele je obmedzený hlavne na imunitný systém, čo znižuje tvorbu protilátok, ako aj veľkosť imunitných orgánov. Podobne spôsobuje zmenu na úrovni cytokinínov.

Aspergillus tubingensis

Je to druh, ktorý má veľkú ekologickú hodnotu, pretože sa zistilo, že je schopný tráviť plasty, a to aj bez zanechania zvyškov. Z hľadiska životného prostredia je to veľmi dôležité, pretože sa môže použiť na vyčistenie našich ekosystémov.

Konídie tohto druhu majú približný priemer medzi 2 a 5 mikrónmi. Reprodukuje sa výlučne asexuálne a jeho ideálna teplota rastu je medzi 20 a 37 ° C.

Podobne je Aspergillus tubingensis druh, ktorý produkuje určité látky, ako napríklad ochratoxín A a mykotoxíny.

choroby

Niektoré z druhov, ktoré tvoria rod Aspergillus, sú známe ľudské patogény. Spôsobujú hlavne infekcie dýchacích ciest.

aspergilóza

Je to infekcia spôsobená rôznymi druhmi Aspergillus, najmä Aspergillus fumigatus. Pretože jeho vstup do tela nastáva vdýchnutím, postihnutými tkanivami sú tkanivá dýchacích ciest.

Aspergilóza sa však môže vyskytovať v niekoľkých klinických formách: alergická bronchopulmonálna aspergilóza, chronická pľúcna aspergilóza a invazívna aspergilóza.

Alergická bronchopulmonálna aspergilóza

Medzi príznaky tejto patológie patria:

- Horúčka.

- Tmavá sliznica.

- Hemoptysis (krvácanie z pľúc).

- Všeobecné nepohodlie.

- Obštrukcia dýchacích ciest.

Chronická pľúcna aspergilóza

Táto patológia je prehľadom rôznych klinických snímok, ktoré ovplyvňujú rôzne štruktúry dýchacieho systému. Sú to tieto:

- Aspergilloma: je to druh cudzieho telesa tvoreného hýfami huby, ako aj hlienu, hnisu, fibrínu a bunkových zvyškov. Je umiestnená v pľúcnej dutine alebo dokonca v jednom z nosových dutín. Medzi jej príznaky patrí okrem iného bolesť na hrudníku, krvavé hlien, horúčka a chronický kašeľ.

- Chronická gavitate aspergilóza: vyskytuje sa, keď je pľúcne tkanivo postihnuté tak, že sa vyvíja niekoľko dutín, najmä na úrovni horných lalokov pľúc. Príznaky sú podobné symptómom aspergillomy, ale sú časovo predĺžené a sú oveľa intenzívnejšie.

Invazívna aspergilóza

Je to najzávažnejšie ochorenie a vyskytuje sa iba u ľudí, ktorých imunitný systém je veľmi oslabený; napríklad ľudia s chorobami imunitného systému, ako je AIDS, ľudia s nejakým typom rakoviny, ktorí podstúpili chemoterapiu, alebo tí, ktorí podstúpili transplantáciu kostnej drene. Vyskytuje sa, keď infekcia už nie je obmedzená na pľúcne tkanivo, ale šíri sa do iných orgánov, ako sú srdce alebo obličky.

Príznaky, ktoré sa môžu vyskytnúť, sú:

- Vysoká horúčka, ktorá sa nezlepší.

- Kašeľ s krvavým vykašliavaním.

- Bolesť v hrudi.

- Bolesť v kĺboch.

- Ťažké dýchanie.

- Bolesť hlavy.

- Zápal v jednom z očí.

- Problémy s hovorením.

- Kožné lézie.

Plesňová sinusitída

Vyskytuje sa, keď huba kolonizuje niektorú z dutín nachádzajúcich sa v tvári, známych ako paranazálne dutiny. Príznaky sú:

- Hnisavá alebo seromukózna nádcha.

- Obštrukcia nosa alebo pocit cudzieho tela.

- Časté kýchanie.

- Bolesť v čeľusti a zuboch.

otomykózu

Vyskytuje sa, keď pleseň napadne zvukovod. Medzi najreprezentatívnejšie príznaky patrí:

- Otalgia.

- nešpecifické svrbenie v uchu.

- Deskvamácia epitelu.

- Zápal.

- Strata sluchu.

- Prítomnosť tmavých zostatkov, ako sú zelená, hnedá alebo čierna v zvukovode.

ošetrenie

Lieky používané na liečbu infekcií spôsobených hubami rodu Aspergillus sú tie, ktoré priamo napadajú huby. Najpoužívanejšie sú:

- amfotericín B.

- Itrakonazol.

- Posakonazol.

- Echinokandíny.

- Vorkonazol.

Podobne sa v niektorých prípadoch odporúča chirurgická excízia lézií. Táto posledná možnosť sa však v poslednom čase prakticky zastavila vďaka vynikajúcim výsledkom, ktoré sa dosiahli pri liečení liekov.

Referencie

1. Bennet, J. a Klich, M. (2003). Mykotoxíny. Klinické mikrobiologické prehľady. 16. 497-516.
2. Fortún, J., Mije, Y., Fresco, G., Moreno, S. (2012). Aspergilóza. Klinické formy a liečba. Infekčné choroby a klinická mikrobiológia. 30 (4). 173-222
3. García, P., García, R., Domínguez, I. a Noval, j. (2001). Otomikóza: klinické a mikrobiologické aspekty. Žurnál biologickej diagnostiky. 50 (1)
4. Guerrero, V., Herrera, A., Urbano, J., Terré, R., Sánchez, I., Sánchez, F., Martínez, M. a Caballero, j. (2008). Invazívna chronická mykotická sinusitída maxilárneho sínusu spôsobená Aspergillus. Portugalský denník otorinolaryngológie a cervikálnej chirurgie tváre. 46 (2)
5. Méndez, L. (2011). Aspergilóza. Zdroj: http: /facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/micologia/aspergilosis.html
6. Germain, G. a Summerbell, R. (1996). Identifikácia vláknitých húb. Spoločnosť Star Publishing. 1. vydanie.