ASPERGILLUS: CHARAKTERISTIKA, MORFOLOGIE, ŽIVOTNÍ CYKLUS, LOKALITA - BIOLOGIE - 2025

Aspergillus je rod hub, který zahrnuje více než 100 druhů, které se vyznačují vláknitostí. Houby, které patří do tohoto rodu, jsou saprofyty a vyskytují se v lokalitách s vysokou vlhkostí. Rostou hlavně na mrtvé organické hmotě, kterou pomáhají rozkládat.

Podobně, některé druhy, které tvoří tento rod, jsou známé lidské patogeny, které způsobují patologie hlavně v dýchacích cestách. Tyto patologie se mohou pohybovat od jednoduché sinusitidy, až po chronickou aspergilózu a dokonce i systémovou infekci.

Aspergillus niger viděný pod elektronovým mikroskopem. Zdroj: Mogana Das Murtey a Patchamuthu Ramasamy

Vzhledem k jeho patogennímu potenciálu je tento typ hub rodem, který byl předmětem četných studií, a proto o něm existuje mnoho údajů.

Taxonomie

Taxonomická klasifikace rodu Aspergillus je následující:

• Doména: Eukarya.
• Království: Fungi.
• Phylum: Ascomycota.
• Třída: Eurotiomycetes.
• Objednávka: Eurotiales.
• Rodina: Trichocomaceae.
• Rod: Aspergillus.

vlastnosti

Rod Aspergillus je tvořen více než 100 druhy. Přestože je jich tolik, mají určité aspekty společné.

Jednou z jeho charakteristických vlastností je jeho morfologie, tvořená konidiofory, které končí v apikálním váčku a které zase představují bazální nohu na opačném konci, která se zavádí do hyphy. V závislosti na druhu se samozřejmě mohou vlastnosti žlučníku poněkud lišit.

Stejně tak houby tohoto rodu jsou saprofyty, což znamená, že se živí mrtvou nebo rozkládající se organickou hmotou. Díky tomu jsou tyto houby důležitou součástí potravních řetězců ekosystémů, ve kterých se nacházejí, protože jsou silným rozkladačem organické hmoty a přeměňují ji v kompost pro půdu.

Pokud jde o reprodukci, převážná většina druhů se rozmnožuje asexuálně prostřednictvím konidií (výtrusů), i když v některých sexuálních částech je také pozorována jejich životní cyklus.

Morfologie

Houby rodu Aspergillus jsou vláknité, tvořené hlavně řetězovými buňkami, které zase tvoří strukturu známou jako hypha.

Hýfy, které tvoří mycelium této houby, se vyznačují septem a přibližným průměrem mezi 2,6 a 8,0 mikrony. Podobně jsou tyto hyfy rozvětvené a vytvářejí takzvané konidiální hlavy, když přicházejí do styku se vzduchem. Mohou produkovat až 500 000 konidií.

Struktura konodiálních hlav je následující: mají konidiofór, který na svém terminálním konci představuje rozšíření, jako druh vesikulu. Podobně jsou pokryty strukturami zvanými fialidy, které mají podlouhlý tvar.

Fialidy mají funkci produkce velkých sloupců konidií, které jsou většinou kulatého tvaru a mají průměr mezi 2 a 5 mikrony. Tyto konidie se považují za infekční propaguláty, které tvoří výchozí bod pro vývoj mycelia houby.

Při pohledu pod mikroskopem jsou hyfy rovnoměrné a mají stromovitý větev. Důležité je, že větve jsou dichotomické. Podobně mají hyphy rovnoběžné obrysy.

Kolonie získané kultivací v laboratoři mají různé barvy. Nejprve jsou bílé, ale později se tato barva může lišit od žluté, hnědé, zelené nebo dokonce černé. To bude záviset na druhu Aspergillus, který se pěstuje. Pokud jde o strukturu kolonií, vypadají jako bavlna nebo samet.

Životní cyklus

Stejně jako v mnoha organismech království hub i houby patřící do rodu Aspergillus v životním cyklu uvažují o sexuální i asexuální reprodukci.

Nepohlavní reprodukce

Typ reprodukce, která je u těchto hub nejčastěji pozorována, je asexuální. Vyrábí se prostřednictvím asexuálních spór, které jsou známy pod názvem konidia. Ty rostou na koncích fialidů.

Konidia se uvolňují a transportují působením větru. Když spadne na substrát, pokud jsou ideální podmínky vlhkosti a teploty, začnou klíčit.

Nejprve je první strukturou, která se vytvoří, zárodečná trubice, která se nakonec promění v nové mycelium.

Sexuální reprodukce

Na druhé straně je sexuální reprodukce u těchto hub extrémně vzácná, což je pozorováno u velmi malého počtu druhů, jako je Aspergillus fumigatus. Většina hub tohoto rodu je homothalická. To znamená, že mají mužské i ženské pohlavní orgány ve stejném myceliu a dokonce se vytvořily ze stejné hyphy. Oba orgány jsou protáhlé, vícejaderné a mají tendenci se kolem sebe ovíjet.

Ženský pohlavní orgán je rozdělen do tří částí: koncový segment známý jako trichogin, který funguje jako receptivní část. Další segment je známý jako ascogonium a pod tímto je stopka.

Podobně mužský pohlavní orgán, polynodium, může růst ve stejné hypha nebo v sousedním. Na konci má jednobuněčné anteridium.

K fúzi gamete nebo k plazmogamii dochází, když se hrot anteridia ohne nad trichogynem a spojí se s ním. Odtud se vytvářejí askogenní hyfy, které se začínají rozvětvovat a vytvářejí další strukturu známou jako ascocarp, která je v hubách rodu Aspergillus dutá a uzavřená a nazývá se cleistothecium.

V rámci cleistothecium se tvoří asci, které zase obsahují tzv. Ascopory. Tam jsou ascopory volné a živí se výživnou tekutinou, která tam je. Nakonec, když plně dospějí, jsou propuštěni. Když padají do substrátu, klíčí, čímž vzniká nové mycelium.

Místo výskytu

Houby rodu Aspergillus mají široké rozšíření po celé planetě. Ideálním stanovištěm pro tyto houby je seno a kompost. Je běžné, že roste na cereáliích, které jsou skladovány v nevhodných podmínkách vlhkosti a teploty.

Stejně jako mnoho hub roste na rozkládající se organické hmotě.

Hlavní druh

Rod Aspergillus přesahuje 100 druhů. Avšak ne všechny byly studovány a uznány stejně. Nejreprezentativnější druh rodu bude popsán níže.

Aspergillus fumigatus

Toto je jedna z hub, která byla nejvíce studována z rodu Aspergillus, protože pro člověka představuje důležitý patogen. Je příčinou četných infekcí dýchacích cest, zejména vdechováním.

Je to vláknitá houba, která je považována za všudypřítomnou, to znamená, že se nachází v každém ekosystému. Má saprofytické zvyky, což znamená, že se vyvíjí na mrtvé organické hmotě, kterou degraduje. Má typický vzhled hub tohoto rodu s krátkými kulatými konidiofory.

Aspergillus fumigatus. Zdroj: CDC / Dr. Libero Ajello (PHIL # 4297), V kulturách jsou jejich kolonie zpočátku bílé a později přijmou barvu, která sahá od modro zelené až šedavě zelené. Textura je podobná jako u sametu.

Tato houba představuje ve svém životním cyklu dva typy reprodukce: asexuální, prostřednictvím konidií a sexuální, zprostředkované ascosporami. Jsou velmi odolné vůči vysokým teplotám, dokonce dosahují až 70 ° C.

K infekci člověka tímto organismem dochází ve většině případů, když spory nalezené v prostředí vstupují do dýchacích cest. Může se také stát infekcí předchozí rány nebo sliznic. Někdy to může způsobit infekci známou jako invazivní aspergilóza, což je velmi nebezpečné a může být dokonce fatální.

Aspergillus flavus

Tato houba je považována za patogenní, protože produkuje toxiny škodlivé pro člověka, známé jako aflatoxiny. Tato houba produkuje celkem čtyři toxiny: B1, B2, G1 a G2. Tyto toxiny jsou zvláště toxické pro játra, kde mohou v tomto orgánu vyvolat cirhózu rakoviny.

Conidiophores tohoto druhu nepředstavují žádný druh barvy. Představují také globálně vypadající rozšíření, které je obklopeno fialidy. Konidia, které se vyskytují ve fialidu, mají barvu, která se pohybuje od žluté do zelené. Obecně tvoří řetězy.

Kolonie tohoto druhu mohou nabývat nejrůznějších podob, jako je například zrnitý nebo rozptýlený prach. Stejně jako u mnoha druhů Aspergillus mají kolonie Aspergillus flavus zpočátku barvu (žlutou) a jak zrají, mění je a ztmavují.

Tato houba souvisí mimo jiné s některými patologiemi, jako je aspergilóza, onychomykóza, plísňová sinusitida a otomykóza.

Aspergillus niger

Je to jeden z nejznámějších druhů rodu Aspergillus. Za své jméno vděčí skutečnosti, že na zelenině, ve které roste, vytváří druh černé plísně.

Hýfy, které tvoří mycelium této houby, tvoří nit a jsou rozděleny přepážkou a jsou průhledné. V konidioforech jsou kulovité vesikuly pokryté fialidy. Tito podstupují proces zvaný basepteptidická konidiogeneze, při které se produkují tzv. Globosové mitospory, které měří mezi 3 a 5 mikrony.

Tento druh je velmi důležitý v oblasti biotechnologií, protože produkuje některé zajímavé chemické látky, jako je kyselina glukonová, kyselina citronová a některé enzymy, jako je fytáza a galaktosidáza.

Podobně Aspergillus niger produkuje toxin známý jako Ochratoxin A, který může kontaminovat jídlo a při jeho konzumaci přechází na lidi a jiná zvířata. Účinek tohoto toxinu v těle je omezen hlavně na imunitní systém, snižuje tvorbu protilátek a velikost imunitních orgánů. Podobně vytváří alteraci na úrovni cytokininů.

Aspergillus tubingensis

Jedná se o druh, který má velkou ekologickou hodnotu, protože bylo zjištěno, že je schopen trávit plasty, a to i bez zanechání zbytků. Z hlediska životního prostředí je to velmi důležité, protože může být použito k čištění našich ekosystémů.

Konidia tohoto druhu mají přibližný průměr mezi 2 a 5 mikrony. Reprodukuje se výhradně asexuálně a jeho ideální růstová teplota je mezi 20 a 37 ° C.

Podobně je Aspergillus tubingensis druh, který produkuje určité látky, jako je ochratoxin A a mykotoxiny.

Nemoci

Některé z druhů, které tvoří rod Aspergillus, jsou známé lidské patogeny. Způsobují hlavně infekce dýchacích cest.

Aspergilóza

Je to infekce způsobená různými druhy Aspergillus, zejména Aspergillus fumigatus. Protože k jeho vstupu do těla dochází vdechováním, postižené tkáně jsou tkáně dýchacího traktu.

Aspergilóza se však může vyskytovat v několika klinických formách: alergická bronchopulmonální aspergilóza, chronická plicní aspergilóza a invazivní aspergilóza.

Alergická bronchopulmonální aspergilóza

Mezi příznaky této patologie patří:

- Horečka.

- Tmavá sliznice.

- Hemoptysis (krvácení z plic).

- Obecné nepohodlí.

- Překážka dýchacích cest.

Chronická plicní aspergilóza

Tato patologie je kompendiem různých klinických obrázků, které ovlivňují různé struktury dýchacího systému. Tyto jsou:

- Aspergilloma: je to druh cizího těla tvořeného hyfy houby, jakož i hlenu, hnisu, fibrinu a buněčných zbytků. Je uložen v plicní dutině nebo dokonce v jednom z nosních dutin. Mezi jeho příznaky patří mimo jiné bolest na hrudi, krvavé sputum, horečka a chronický kašel.

- Chronická gavitate aspergilóza: vyskytuje se, když je plicní tkáň postižena tak, že se vyvine několik dutin, zejména na úrovni horních plicních laloků. Příznaky jsou podobné příznakům aspergillomu, ale jsou časově prodlužovány, kromě toho, že jsou mnohem intenzivnější.

Invazivní aspergilóza

Je to nejzávažnější projev onemocnění a je vidět pouze u lidí, jejichž imunitní systém je velmi oslabený; například lidé s onemocněním imunitního systému, jako je AIDS, lidé s určitým typem rakoviny, kteří podstoupili chemoterapii, nebo ti, kteří podstoupili transplantaci kostní dřeně. Vyskytuje se, když se infekce již neomezuje pouze na plicní tkáň, ale šíří se do jiných orgánů, jako je srdce nebo ledviny.

Příznaky, které se mohou objevit, jsou:

- Vysoká horečka, která se nezlepší.

- Kašel s krvavou expektorací.

- Bolest na hrudi.

- Bolest v kloubech.

- Problémy s dýcháním.

- Bolest hlavy.

- Zánět v jednom z očí.

- Problémy s mluvením.

- Kožní léze.

Plísňová sinusitida

To nastane, když houba kolonizuje některou z dutin nalezených v obličeji, známých jako paranasální dutiny. Příznaky jsou:

- Hnisavá nebo seromukosální rýma.

- Nosní obstrukce nebo pocit cizího těla.

- Časté kýchání.

- Bolest v čelisti a zubech.

Otomykóza

Vyskytuje se, když houba napadne zvukovod. Mezi jeho nejreprezentativnější příznaky najdeme následující:

- Otalgie.

- nespecifické svědění v uchu.

- Deskvamace epitelu.

- Zánět.

- Ztráta sluchu.

- Přítomnost tmavě zbarvených zbytků, jako je zelená, hnědá nebo černá v zvukovodu.

Ošetření

Léky používané k léčbě infekcí způsobených houbami rodu Aspergillus jsou ty, které přímo napadají houbu. Nejpoužívanější jsou:

- Amfotericin B.

- Itrakonazol.

- Posakonazol.

- Echinokandiny.

- Vorconazole.

Podobně se v některých případech doporučuje chirurgická excize lézí. Tato poslední možnost se však v poslední době prakticky nepoužila, a to díky vynikajícím výsledkům dosaženým při lékové terapii.

Reference

1. Bennet, J. a Klich, M. (2003). Mykotoxiny. Klinické mikrobiologické recenze. 16. 497-516.
2. Fortún, J., Mije, Y., Fresco, G., Moreno, S. (2012). Aspergilóza. Klinické formy a léčba. Infekční choroby a klinická mikrobiologie. 30 (4). 173-222
3. García, P., García, R., Domínguez, I. a Noval, j. (2001). Otomikóza: klinické a mikrobiologické aspekty. Žurnál biologické diagnostiky. 50 (1)
4. Guerrero, V., Herrera, A., Urbano, J., Terré, R., Sánchez, I., Sánchez, F., Martínez, M. a Caballero, j. (2008). Invazivní chronická mykotická sinusitida maxilárního sinusu způsobená Aspergillus. Portugalský deník otorinolaryngologie a cervikální obličejové chirurgie. 46 (2)
5. Méndez, L. (2011). Aspergilóza. Citováno z: http: /facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/micologia/aspergilosis.html
6. Germain, G. a Summerbell, R. (1996). Identifikace vláknitých hub. Společnost Star Publishing. 1. vydání.