Микробиология Грибы. 1. ГРИБЫ 2023. Фгбоу во омгму мз рф грибы. Морфология грибов. Классификация. Размножение грибов

Название	Фгбоу во омгму мз рф грибы. Морфология грибов. Классификация. Размножение грибов
Анкор	Микробиология Грибы
Дата	26.02.2023
Размер	2.1 Mb.
Формат файла
Имя файла	1. ГРИБЫ 2023.ppt
Тип	Документы #955984

ФГБОУ ВО ОмГМУ МЗ РФ
ГРИБЫ. МОРФОЛОГИЯ ГРИБОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ.
РАЗМНОЖЕНИЕ ГРИБОВ.
Доц. кафедры микробиологии, вирусологии и иммунологии ОмГМУ Е.В. Матущенко
2023г

Общая характеристика грибов

Грибы являются бесхлорофилльными одноклеточными или многоклеточными эукариотическими организмами. Наука, изучающая грибы, называется микологией. Подавляющее большинство грибов являются сапрофитами. Они живут за счет органических остатков растений и животных; длительное время сохраняют жизнеспособность во внешней среде (в почве).
Грибы используются в хлебопечении, пивоварении, производстве молочнокислых продуктов, антибиотиков. Они обогащают почву гумусом, разлагая остатки растений. Фитопатогенные грибы наносят значительный ущерб сельскому хозяйству, вызывая грибковые болезни растений и зерна.

Однако имеются грибы, вызывающие заболевания человека и животных.
Грибы – возбудители инфекций человека изучает медицинская микология. Заболевания, вызываемые у человека и животных грибами, немецкий патолог Рудольф Вирхов в 1854 г. назвал микозами. Одним из основоположников медицинской микологии является французский дерматолог и миколог Раймон Сабуро, который предложил для культивирования грибов элективную питательную среду (среду Сабуро) .

В лабораторной практике используется также среда Чапека, предложенная чешским ботаником Фридрихом Чапеком. Общее количество видов микроскопических грибов составляет от 100000 до 200000, из них около 500 видов относится к болезнетворным грибам – возбудителям микозов.
Из общего числа болезнетворных грибов около 150 видов считаются облигатно патогенными, а примерно 350 видов – условно патогенными для человека и животных.
Остальные виды грибов являются сапротрофами (сапробионтами).
Ежегодно список патогенных грибов пополняется в среднем на 10 видов в год.
Грибковые инфекции характеризуются широким распространением среди населения, длительным течением, частыми рецидивами, отсутствием выраженного иммунного ответа.

Таксономическое положение грибов

В настоящее время известно около 150 видов грибов, патогенных для человека и животных. Грибы относятся к Домену Эукариоты (Eucaria) и объединяются в Царство Грибы (Fungi). В соответствии с современной классификацией (Классификации более высокого уровня Ruggiero et al., 2015 г.) в составе этого Царства выделяют 2 Подцарства: Dicarya (Neomycota) и Eomycota. В составе Подцарства Dicarya выделяют 2 отдела (филума): Ascomycota (16 классов) и Basidiomycota (15 классов). В составе Подцарства Eomycota выделяют 3 отдела (филума): Chitridiomycota (3 класса), Glomeromycota (1 класс) и Zygomycota (6 классов). Патогенные для человека грибы относятся к отделам Ascomycota, Basidiomycota и Zygomycota.

По строению мицелия все грибы подразделяются на две группы: высшие грибы (Аскомицеты и Базидиомицеты) и низшие грибы (Зигомицеты).
Высшие грибы имеют септированный мицелий, низшие грибы – несептированный мицелий.
Патогенные для человека грибы относятся к отделам Ascomycota, Basidiomycota и Zygomycota.
По строению мицелия все грибы подразделяются на две группы:
Высшие грибы (Аскомицеты и Базидиомицеты)
и низшие грибы (Зигомицеты).
Высшие грибы имеют септированный мицелий, низшие грибы – есептированный мицелий.

Морфологические свойства грибов

Грибы объединяют в себе свойства животных и растений. Для грибов характерны следующие признаки животных организмов: - гетеротрофный тип питания (используют в пищу готовые органические вещества); - потребность в витаминах; - образование мочевины в процессе азотного обмена; - синтез гликогена; - наличие хитина в клеточной стенке. Характерные для грибов признаки растений: - неподвижность; - поглощение питательных веществ в растворенном виде через поверхность тела; - размножение спорами.

Общей чертой, объединяющей грибы в единую группу, является осмогетеротрофный способ питания, то есть питание готовыми органическими веществами (гетеротрофия), поглощаемыми всей поверхностью тела (осмотрофия).
Грибы могут состоять из одной клетки или иметь многоклеточную структуру.
Форма грибных клеток может зависеть от фазы развития гриба. Например, in vivo (37°С) грибы могут иметь одноклеточную форму, а при культивировании in vitro (25°С) они приобретают многоклеточную структуру. Это явление называется диморфизмом

Грибы имеют хорошо оформленное ядро, ядерную мембрану, протоплазму с органеллами и другие структуры, присущие эукариотам.
Их клеточная стенка содержит хитин, в составе плазматической мембраны имеются стеролы, отсутствующие у бактерий.
Клеточная стенка грибов состоит из двух слоев – наружного, хитинового, и внутреннего, образованного из целлюлозы.
Пространство между слоями заполнено полисахаридами.

Строение дрожжевой клетки

Клеточная стенка грибов содержит несколько типов полисахаридов (маннаны, глюканы, целлюлозу, хитин), а также белок, липиды и другие компоненты.
Некоторые грибы образуют капсулу.
Непосредственно к внутреннему (целлюлозному) слою прилегает двухконтурная цитоплазматическая мембрана.
Цитоплазматическая мембрана грибов содержит гликопротеины, фосфолипиды и эргостеролы (в отличие от холестерина - главного стерола тканей млекопитающих)

В цитоплазме расположены одно или несколько ядер округлой, овальной или неправильной формы, окруженных собственной ядерной оболочкой, ядрышко, митохондрии, лизосомы, рибосомы, хитосомы, сегресомы, включения.
Митохондрии грибов, как и других гетеротрофных организмов, являются энергетическими станциями клеток, основная функция которых заключается в окислении органических соединений и использовании высвобождающейся энергии для синтеза АТФ.
Лизосомы представляют собой везикулы, в полости которых содержатся гидролитические ферменты, необходимые для внутриклеточного переваривания макромолекул.

Рибосомы – это органеллы клетки, служащие для биосинтеза белка.
Хитосомы представляют собой органеллы, содержащие фермент хитинсинтетазу, необходимый для синтеза хитина.
Сегресомы – вакуолеподобные структуры, ограничивающие поступление в клетку гидрофобных веществ (например, углеводородов).
Кроме того, в клетках могут накапливаться различные продукты метаболизма грибов - антибиотики, ферменты, витамины, токсины.
Грибы являются грамположительными микробами, хотя окраску по Граму воспринимают с трудом.

Тело грибов называется талломом.
Таллом состоит либо из ветвящихся нитей или гиф (мицелия), либо из отдельных овальных или палочковидных клеток.
Поэтому выделяют талломы мицелиальные и дрожжеподобные, а грибы по морфологии распределяют на 2 типа: гифальный тип и дрожжевой тип.

Типы морфологии грибов

Мицелиальный (гифальный) таллом состоит из тонких ветвящихся нитей (гиф), которые могут быть разделены перегородками (септами) на отдельные клетки (клеточный или септированный мицелий) или не иметь перегородок (неклеточный или несептированный мицелий).
В составе мицелия выделяют первичную гифу и боковые гифы или ветви, которые могут образовывать анастомозы (слияния).
Поэтому в зрелом мицелии невозможно различать первичную гифу и ответвления.

Гифальные (плесневые) грибы образуют ветвящиеся тонкие нити (гифы), сплетающиеся в грибницу или мицелий (плесень). Толщина гиф колеблется от 2 до 100 мкм. Гифы, врастающие в питательный субстрат, называются вегетативными гифами или вегетативным (субстратным) мицелием, отвечающим за питание гриба. Гифы, растущие над поверхностью субстрата, называются воздушными (репродуктивными) гифами или воздушным мицелием. Воздушный мицелий отвечает за бесполое размножение грибов

Строение мицелия

По строению мицелия грибы подразделяют на низшие и высшие.
Гифы низших грибов не имеют перегородок (несептированный мицелий). Они представлены многоядерными клетками.
Гифы высших грибов разделены перегородками, или септами, с отверстиями (септированный мицелий).
Септированный (а) и несептированный (б) мицелий:

Дрожжеподобный таллом представляет собой отдельную клетку или короткие легко распадающиеся цепочки клеток (псевдомицелий).
Дрожжевые грибы (дрожжи) в основном имеют вид отдельных овальных клеток (одноклеточные грибы).
При бесполом размножении дрожжи образуют почки или делятся, что приводит к одноклеточному росту.
Дрожжи могут образовывать псевдогифы и ложный мицелий (псевдомицелий), состоящие из цепочек удлиненных клеток в виде “сарделек”. Грибы, аналогичные дрожжам, но не имеющие полового способа размножения, называют дрожжеподобными. Они размножаются только бесполым способом - почкованием или делением.

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.

Диморфизм грибов

Размножение грибов

Размножение грибов происходит половым и бесполым (вегетативным) способами.
Половое размножение грибов происходит путем слияния специализированных клеток с образованием гамет, половых спор и других половых форм. Половые формы называются телеоморфами.
Грибы, формирующие половые споры, называются совершенными грибами.
Половые споры образуются после слияния ядер двух гифов. При половом размножении происходит слияние мужской и женской клеток, после чего в женской клетке формируются споры.

Половое размножение грибов

Среди грибов, имеющих медицинское значение, представители трех отделов обладают половым способом размножения (так называемые совершенные грибы): зигомицеты (Zygomycota), аскомицеты (Ascomycota) и базидиомицеты (Basidiomycota). Если же слияния ядер не происходит, а спора образуется на конце гифа, то такая спора называется неполовой. Грибы, образующие неполовые споры, называются несовершенными. Бесполое (вегетативное) размножение грибов происходит с образованием соответствующих форм, называемых анаморфами.
Такое размножение происходит почкованием, фрагментацией гиф и бесполыми спорами. При почковании клеточная стенка материнской клетки разрывается, а из разрыва выходит почка, которая синтезирует свою клеточную стенку.

При фрагментации многоядерная клетка распадается на отдельные части, содержащие 1 или 2 ядра.
При бесполом размножении спорами у одних грибов формируются эндогенные споры (спорангиоспоры), у других грибов – экзогенные споры (конидии).
Эндогенные споры (эндоспоры, спорангиоспоры) созревают внутри округлой структуры, которая называется спорангий.
Гифы, несущие спорангии, называются спорангиеносцами. В частности, формирование спорангиев распространено среди Зигомицетов.
Экзогенные споры (экзоспоры, конидии) формируются на концах плодоносящих гиф, которые называются “конидиеносцами”.
Формирование конидий характерно для Аспергиллов.

Бесполое размножение грибов

Основными типами конидий являются следующие:
- артроконидии (артроспоры) или таллоконидии (старое название - оидии, таллоспоры) - образуются путем равномерного септирования и расчленения гиф; - бластоконидии образуются в результате почкования; - хламидоконидии, или хламидоспоры представляют собой толстостенные крупные покоящиеся клетки или комплекс мелких клеток; - склероции (твердая масса клеток с оболочкой) - покоящиеся органы грибов, способствующие их выживанию в неблагоприятных условиях. Одноклеточные небольшие конидии называются микроконидиями.
Многоклеточные большие конидии называются макроконидиями.

Бесполое размножение грибов спорами

Некоторые грибы обладают только бесполым способом размножения (так называемые несовершенные грибы). К ним относятся дрожжеподобные грибы рода Candida.

Общая характеристика грибов, имеющих медицинское значение

Зигомицеты относятся к низшим грибам.
Они включают представителей нескольких родов, в том числе Mucor. Распространены в почве, воздухе и способны вызывать у человека зигомикоз (мукоромикоз) легких, головного мозга и других органов.
Половое размножение у зигомицетов осуществляется путем образования зигоспор.
При бесполом размножении этих грибов на плодоносящей гифе (спорангиеносце) образуется спорангий - шаровидное утолщение с оболочкой, содержащее многочисленные спорангиоспоры

Mucor spp.

Аскомицеты (сумчатые грибы) имеют септированный мицелий и специфические образования – сумки (аски), содержащие аскоспоры (половые споры). Именно из-за наличия таких сумок они и получили свое название.
К аскомицетам относятся представители родов Pneumocystis (возбудитель пневмоцистной пневмонии), Trichophyton (возбудители трихофитии), Aspergillus, Penicillium и др.
Следует отметить, что большинство грибов родов Aspergillus и Penicillium размножаются только бесполым путем.
У грибов рода Aspergillus (леечная плесень) на концах плодоносящих гиф (конидиеносцах) имеются утолщения, на которых образуются цепочки спор (конидии).
Некоторые виды аспергилл могут вызывать аспергиллез и афлатоксикоз.
Плодоносящая гифа у грибов рода Penicillium (кистевик) напоминает кисточку.
Пенициллы могут вызывать заболевания - пенициллиозы

Аspergillus spp. **(а) и Penicillium spp. (б)**

К аскомицетам относится и возбудитель эрготизма (спорынья Claviceps purpurea), паразитирующий на злаках. Многие виды аскомицетов являются продуцентами антибиотиков и используются в биотехнологии. Представителями аскомицетов являются также дрожжи и дрожжеподобные грибы, утратившие способность к образованию истинного мицелия.
Дрожжи имеют овальную форму, диаметр 3-15 мкм. Они размножаются почкованием, бинарным делением (делятся на две равные клетки) или половым путем с образованием аскоспор.
К дрожжеподобным грибам относятся грибы рода Candida, 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 и септированные гифы.

Грибы Candida albicans

Базидиомицеты имеют септированный мицелий.
Они образуют половые споры (базидиоспоры) в булавовидных структурах (базидиях).
Бесполое размножение у базидиомицетов происходит редко.
У человека базидиомицеты могут вызывать отравления.

Культивирование грибов

Для выращивания грибов чаще всего используется агар Сабуро, содержащий мальтозу (или декстрозу), пептон и агар.
Для подавления роста посторонней микрофлоры в среду добавляют хлорамфеникол и циклогексамид.
Кроме среды Сабуро для выращивания грибов используют среду Чапека, содержащую источник углерода (сахар), источник азота (нитраты или аммонийные соли), витамины (биотин, рибофлавин, тимин)

Рост грибов на агаре Сабуро: слева направо – Trichophyton rubrum, Sporothrix schenckii, Candida albicans, Trichophyton terrestre.

Посевы грибов на питательных средах инкубируют в аэробных условиях при температуре 20-37°С, оптимальное значение рН 6,0-6,5.
Колонии патогенных грибов на средах образуются медленно – через 1-3 недели. Грибы обладают большим набором ферментов, которые диффундируют в окружающую среду и расщепляют белки, углеводы, липиды. Продукты расщепления используются для питания грибов.
На плотных средах грибы образуют пигментированные колонии, которые часто врастают в среду. Плесени образуют пушистые пигментированные колонии.
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. За счет этих пигментов на питательном агаре вырастают окрашенные колонии грибов.

Факторы патогенности грибов

Грибы продуцируют ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы.
Некоторые плесневые грибы продуцируют токсины (микотоксины).
К ним относятся афлатоксины, фузариотоксины.
Многие грибы являются аллергенами, обусловливая развитие реакций гиперчувствительности.

Резистентность

Во внешней среде грибы сохраняются длительное время (месяцами). Они хорошо переносят многократное замораживание - оттаивание.
На грибы губительно действуют растворы фенола, формалина, хлорамина, лизола. Грибы чувствительны только к противогрибковым препаратам (нистатину, леворину, микостатину, амфотерицину В и др.).
Противогрибковые препараты могут обладать фунгицидным или фунгистатическим действием. Фунгицидное действие характерно для флуцитозина (подавляет синтез ДНК), амфотерицина В и нистатина (повреждают клеточные мембраны).
Фунгистатическим действием обладают азолы (имидазол, флюконазол, клотримазол), подавляющие синтез стерола.