Микробиология Борисов Л.В. Микробиология Борисов Л. Литература для студентов медицинских вузов
 Скачать 27.52 Mb.
|
|
I случае образуется септированная гифа (у высших грибов. Некоторые грибы не образуют септ, и тогда грибная нить остается несепти- I рованной (у низших грибов) (см. рис. У базидиальных (высших) грибов, к которым относятся шляпочные съедобные и несъедобные (ядовитые) виды, возбудители криптококкоза, образуются так называемые пряжки (своеобразные маркеры для многих базидиоми- I, цетов), обеспечивающие контакт двух соседних клеток. Продолжая расти и ветвиться, гифы переплетаются и образуют мицелий, і который может быть рыхлым, как у плесеней, и компактным, как у плодовых I тел шляпочных грибов. Та часть мицелия, которая врастает в субстрат, называется субстратным вегетативным мицелием другая часть, направленная вверх в воздух) и ответственная за спорообразование — репродуктивным мицелием За счет вегетативных частей мицелия могут формироваться так называемые таллоспоры (грибы, в отличие от растений, не имеют дифференцированных структур типа корней, стеблей и листьев, поэтому их нередко называют талламными организмами (греч. thallos — слоевище. К ним относят блас тоспоры, например у Candida tropicalis; хламидоспоры (терминальные у C andida albicans, интеркалярные, или промежуточные, — у Coccidioides immitis); артроспоры, например у Geotrichum candidum. Репродуктивный мицелий образует спорообразующие структуры, называемые спорофорами, и лишь в редких случаях спорофорами являются сами нити мицелия. Репродуктивный мицелий и образуемые им споры неодинаковы у разных представителей грибов, что используется для их идентификации и систематики. Если терминальный конец спорофоры увеличивается в размере по мере роста и развития вида, а затем превращается в закрытое вместилище, где образуются споры, то их называют эндоспорами. Так, например, у Мисог mucedo спорофора представляет собой спорангиеносец, на терминальном конце которого находится закрытое вместилище — спорангий, содержащий споран- гиоспоры. По мере созревания (рис. 22.2) спор происходит распад спорангиев либо вследствие повышенного внутреннего давления, либо в результате I действия гидролитических ферментов, образуемых этим же видом. У некото- I____________________ Рис. 22.1. Морфология и строении грибов — прорастание споры 2 — гифы с перегородками (септами); 3 — не- септированная гифа; 4 — пряжки у базидиальных грибов 5 — репродуктивный (А, Б) и вегатативный (Г) мицелий, А — спорангиеносец, Б — спорангии 6 — спорангий со спорангиеспорами; 7 — зооспорангий с зооспорами 8 — Aspirgillus sp.: А — кондии, Б — стеригмы, В — пузырек, Г — стебель, Д — опорная клетка 9 — Penicillum sp.: А — кондии, Б — стеригма, В — метула, Г — веточка, Д — стебель Fonsecaea sp.: А — кондии, Б — конди- еносец; 11 — Trichoderm a sp.: А — кондии, Б — кондиеносец; 12 — Gliocladium sp.: А — кондиеносец, Б — кондии, В — слизь 13 — Microsporum: А — микрокондии, Б — макрокондии; Fusarium sp.: А — макрокондии, Б — микрокондии; 15 — педицеллятные кондии; 16 — таллоспоры: А — бласто споры, Б — псевдокондии, В — интеркалярная хламидоспора, Г — терминальная хламидоспора, Д — артроспора Рис. 22.2. М укоровая плесень (M ucor) рых грибов спорангиоспоры имеют жгутики, тогда они называются зооспорами, а спорангии — зооспорангиями. Если спорофоры, образующие или не образующие терминальные утолщения, формируют свободные споры, то их называют экзоспорами, или кониди ями, а спорофоры — конидиофорами, или конидиеносцами. Число, размер, форма, строение конидий у разных грибов различны. Эти признаки используют для дифференциации и классификации видон особенно в группе несовершенных грибов, к которым относят многих возбудителей грибковых заболеваний. У некоторых грибов конидиофоры высокоорганизованны и имеют характерные микроскопические структуры. Так, у аспергиллов конидиофор развивается из достаточно большой опорной клетки вегетативного мицелия. Затем он формирует терминальный пузырек (головку) с вырастающими из него бутылочковидными структурами — стеригмами (головчатая плесень) рис. У пенициллов нет опорной вегетативной клетки, из которой возникаем конидиофор, и не образуется терминального пузырька (головки, а путем ветвления формируется кисточка (отсюда название «кистевик», или леечная плесень) (рис. Некоторые представители патогенных грибов похожи на пенициллы только внешне. Например, у Fonsecaea конидии не отчленяются от точки роста кони- диеносца (стеригмы отсутствуют у этого вида, а возникают вследствие почкования конидиофора. После того как образуется первая конидия, она начинает почковаться, образуя вторую конидию и т.д., нона конидиофоре конидии больше не возникают, так как только терминальная конидия подвергается почкованию. Если при почковании формируются две почки — конидии, то образуется ветвистая цепочка. Некоторые грибы, например Trichoderma, формируют на верхушках кони диофор глобулярные грозди из конидий; у других видов происходит слипание конидий в виде округлых масс (например, у Gliocladium) (см. рис. 21.1). Рис. 22.3. Зеленая плесень — кистевик (Отдельные представители грибов образуют более чем один тип конидий на одной и той же грибнице (Fusarium, Microsporum). Одни конидии (одноклеточные) имеют небольшие размеры и называются микроконидиями, другие (многоклеточные) — большие и называются макроконидиями. Конидии могут возникать непосредственно на гифах без каких-либо поддерживающих структур. Это так называемые сидячие (сесильные, или латеральные) кони дии, например бластоконидии (псевдоконидии). У Candida tropicalis они одиночные, латеральные, располагающиеся на боковых веточках гиф. Боковые одиночные микроконидии у возбудителей дерматомикозов называли апейрия- ми Иногда сидячие конидии располагаются группами в виде виноградных гроздей, например, у фузариумов. Все типы рассмотренных спор относят к разряду бесполых, несвязанных с половым процессом размножения. Половые споры возникают в результате слияния двух ядер, содержащих по гаплоидному набору хромосом (слияние гамет. Слившиеся гаметы формируют диплоид, который затем подвергается редукционному делению (мейоз) с последующим образованием гаплоидных клеток-спор. Способы полового размножения гпибов (такие грибы называю ся совершенными) различны. Возникающие половые органы у низших грибов называют ооспорами и зигоспорами, у высших грибов — аскоспорами и базидиоспорами. Все структуры вегетативного и репродукционного бесполого размножения грибов называют анаморфами, тогда как грибные структуры, образующиеся в результате полового процесса размножения, называют телеаморфа ми Стадии телеоморфы и анаморфы характерны для всех грибов, кроме дей- теромицетов, или несовершенных грибов, которым присуща только вторая стадия. СТРУКТУРА И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ КЛЕТОК ГРИБОВ Будучи эукариотическими организмами, грибы имеют сходное строение на клеточном уровне. Они содержат оформленное ядро, митохондрии, эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи и его производные (первичные лизосомы, фагосомы, хитосомы и сегресо- мы. Сегресомы и хитосомы присущи только грибам. Сегресомы — вакуолеподобные структуры, ограничивающие поступление в клетку гидрофобных веществ, например, углеводородов. Хитосомы представляют собой органеллы, содержащие фермент хитинсинтетазу, необходимый для синтеза хитина. Все перечисленные органеллы отсутствуют у прокариотических микроорганизмов. Такие структуры, как рибосомы, клеточная мембрана и клеточная стенка (оболочка, капсулы и жгутики присущи прокариотами эукариотам. Число ядер в грибных клетках различное — от одного (у дрож жей-сахаромицетов) до десятков (у низших грибов из группы фико- мицетов). Зрелые клетки грибов могут быть одноклеточными (Hansenula) и многоклеточными (Penicillium). Многие виды проявляют так называемый диморфизм те. способность расти в дрожжевой или мицели- альной форме в зависимости от окружающих условий. В инфицированных тканях они выявляются обычно в виде дрожжеподобных клеток, а при культивировании in vitro — в форме типичных плесневых микроорганизмов. По химическому составу оболочка грибов существенно отличается от клеточной стенки бактерий. Она не содержат муреинового каркаса, вследствие чего нечувствительна к ферменту лизоциму. Оболочка грибов представлена микрофибриллярным матриксом углеводной природы (гликаны). Маркерным полимером для большинства видов является хитин — полимер N -ацетилглюкозамина, синтезируемый ранее упомянутыми хитосомами. В физиологическом отношении грибы имеют ряд признаков, которыми обладают животные организмы — гетеротрофный тип питания, потребность в витаминах, образование мочевины в процессе азотного обмена, синтез гликогена (а не крахмала) в качестве резервного гомогликана, наличие хитина. Грибы — бесхлорофильные, гетеротрофные аэробные или факуль тативно-аэробные микроорганизмы. В симбиозе с цианобактериями или некоторыми одноклеточными зелеными водорослями образуют симбионты — лишайники. Многие грибы растут на минимальных по составу ингредиентов питательных средах, включающих приемлемый органический источник углерода (например, олигосахара), источник азота в форме нитратов или аммонийных солей. Из витаминов они чаще используют водорастворимые биотин, рибофлавин, тиамин и некоторые другие. По отношению к температуре грибы являются, как правило, ме- зофильными организмами, хотя имеются термофильные виды, растущие при Си выше (Paecilomyces Ферментативная активность грибов достаточно выражена. Они содержат ферменты всех классов. Некоторые из них, в частности, гидролазы являются факторами патогенности. Отдельные виды грибов образуют сильные токсины (афлатоксины, фаллотоксины, мускарин и др. За счет ферментативной активности грибы могут быть одной из причин микробиологической коррозии различных сооружений, приборов, аппаратов. КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИКОЗОВ В зависимости от локализации поражений микозы подразделяют на четыре группы) системные, или глубокие, микозы, характеризующиеся поражением внутренних органов с вовлечением в патологический процесс различных тканей (кокцидиоидоз, гистоплазмоз, криптококкоз, североамериканский и южноамериканский бластомикозы); 2) подкожные, или субкутанные, микозы, характеризующиеся поражением кожи, подкожной клетчатки, фасций и костей (споротри хоз, хромомикоз, мадуромикоз); 3) эпидермомикозы, характеризующиеся поражением эпидермиса, волос и ногтей (дерматомикозы 4) поверхностные микозы, характеризующиеся поражением волос и поверхностного рогового слоя эпидермиса (кератомикоз, разноцветный лишай — малассезиоз, черный лишай — кладоспориоз, белая пьедра — трихоспороз и черная пьедра — пьедраиоз. Возбудители глубоких и субкутанных микозов обычно обнаруживаются в почве. Входные ворота инфекции при разных микозах различны. Системные микозы развиваются после вдыхания спор возбудителя, а подкожные — после непосредственного попадания спорили мицелиальных фрагментов в кожную рану (например, царапину от колючки соответствующего кустарника). Г лубок и ем и козы напоминают хронические бактериальные инфекции, вызванные микобактериями или актиномицетами. Первичные поражения обычно затрагивают легкие и протекают в форме острых пневмоний. Хронические формы встречаются реже. Они медленно прогрессируют и характеризуются образованием нагноитель- ных ранили гранулематозных поражений иногда возникают легочные каверны и патологический процесс распространяется на плевру. Возбудители глубоких микозов могут распространяться гематогенным путем по всему организму, образуя метастатические абсцессы или гранулемы в любых органах и тканях. При системных микозах, как правило, наблюдается аллергия с развитием ГЗТ. Однако эти заболевания неконтагиозны, те. не передаются от человека к человеку или от животного к человеку. До открытия антифунгальных полиеновых антибиотиков глубокие диссе минированные микозы заканчивались, как правило, смертью. Некоторые из возбудителей системных микозов относят к числу опасных (Coccidioides immitis, Histoplasma capsulatum) ввиду их высокой контагиозности. Кроме криптококкоза, другие глубокие микозы являются эндемическими инфекциями. С у б ку та н н ы ем и козы чаще наблюдаются в сельских местностях и тропических регионах. Заболевание начинается незаметно и медленно прогрессирует с образованием подкожных абсцессов и гранулем, часто достигающих поверхности кожи, формируясь в виде хронических, изъязвляющихся дренирующих поражений. Инфекция может распространяться по лимфатическим путями сопровождаться возникновением нагноительных, грануломатозных поражений в регионарных лимфатических узлах. Заболевание часто приводит к обезображиванию участков тела и нередко заканчивается летально, хотя дис- семинация возбудителя во внутренние органы наблюдается редко. Подкожные деструктивные абсцессы, распространяющиеся на мягкие ткани, фасции и костную ткань, называют мицетомами (маду- ромикоз, или «мадурская нога, по названию местности Мадура в Индии, где впервые был описан данный микоз. Для них характерно образование свищей с гнойными выделениями. В последних (как и н I абсцессах) часто обнаруживаются гранулы или друзы, представляющие собой части колоний соответствующих возбудителей. Подобные абсцессы могут быть вызваны также бактериями рода Nocardia, | Actinomyces. В этих случаях говорят об актиномикотических мицето- I мах. Следовательно, за исключением споротрихоза, этиология субку- [ тайных микозов множественная. Механизмы патогенного действия возбудителей глубоких и подкожных микозов изучены недостаточно. По-видимому, они связаны с полисахаридами клеточной стенки артроспор и другими элементами j грибов, а также с рядом гидролитических ферментов. Экзотоксины у [ них не обнаружены. Э пи де р м ом и козы представляют собой хронические инфекции, редко протекающие в тяжелой форме. Возбудители чаще [ обитают на коже и ее придатках у млекопитающих. Единичные находятся в почве, и лишь один вид (Microsporum gypseum) относительно часто выделяют из почвы. Следовательно, дерматомицеты приближаются к категории облигатных паразитов человека и животных, передающихся при контакте здоровых лиц с больными или с кусочками пораженных волос и эпидермальными чешуйками. Воспалительные очаги на месте инфицирования в большинстве случаев носят локальный характер и не подвержены деструкции. У людей, страдающих эпидермомикозами, как правило, развивается ГЗТ. Заболевания бывают легкими и бессимптомными, возможны острые и хронические формы. Прогноз в нелеченных случаях не тяжелый. П о верх нос т н ы ем и козы являются относительно і редкими заболеваниями. Они характеризуются минимальными реакциями макроорганизма на возбудителя, локализующегося в ногтях, волосах или роговом слое эпидермиса. О п порту ни ст и чески ем и козы группа микозов, которые вызываются условно-патогенными грибами из родов Absidia, Aspergillus, Candida, Mucor, Penicillium и др. у иммунодефицитных I лиц см. 24.2.2.7). 22.5. ВОЗБУДИТЕЛИ СИСТЕМНЫХ ИЛИ ГЛУБОКИХ, МИКОЗОВ. Возбудитель кокцидиоидоза Возбудитель кокцидиоидоза (кокцидиоидомикоза) — Cocci- dioides immitis — почвенный гриб, проявляющий диморфизм. Характеризуется грибовидными разрастаниями кожи, кахексией и другими симптомами Рис. 22.5. Coccidioides immitis: a — воздушный мицелий, Ш • на артроспоры; распадающийся б — сферула; в — эндоспора Морфология. В культуре при комнатной температуре С. immitis растет в виде пушистых белых ватообразных колоний, имеющих субстратный и воздушный мицелий. Нити субстратного мицелия септи- рованы, иногда с ракетообразными вздутиями, терминальными и интеркалярными хламидоспорами. В нитях воздушного мицелия образуются артроспоры, которые высоковирулентны. Попадая в организм, артроспоры трансформируются в круглые образования — сферу- л ы, которые имеют толстую оболочку, окружающую мелкие эндо споры. Подобные сферулы — мегаталлоспоры образуются из мицелия в специальных условиях культивирования С. immitis (рис. 22.5). Половым путем не размножаются. Культуральные и биохимические свойства С. immitis растет при комнатной температуре на агаре Сабуро и многих других питательных средах. На глюкозном агаре Сабуро колонии гриба формируются быстро с обильным ватообразным воздушным мицелием. В это время образуются многочисленные артроспоры бочковидной и прямоугольной формы. С. immitis ассимилирует (без ферментации до кислоты и газа) многие сахара. Источниками углерода могут быть также гликаны. липиды, органические кислоты, спирты. В качестве источников азота гриб использует белки, пептоны, аминокислоты, мочевину, соли аммония, нитраты. В витаминах или других факторах роста не нужд;і ется. В мицелиальной фазе гриб продуцирует индуцибельный фермент эластазу. Аэроб. Антигены. Антигенные свойства С. immitis слабо выражены В иммунологических реакциях (РСК, иммунодиффузии) в качестве антигенов используют комплексные препараты кокцидиоидин-гликои ротеин и сферулин, представляющие собой стерильные фильтраты бульонных культур Си сферул соответственно. Эти же прс параты используют и для кожно-аллергических проб. Патогенность. С. immitis высоко вирулентен только в зрелой мицелиальной (культуральной) форме. При этом одна жизнеспособная артроспора при аэрогенном заражении может вызвать заболена ние. Вирулентность штаммов варьирует в широких пределах — болі, ной человек неопасен для окружающих, если в патологическом мл териале обнаруживаются только сферулы (тканевая фаза С. immitis). Клетки мицелия гриба встречаются лишь в мокроте людей, страдающих легочной кавернозной и грануломатозной формами кокцидиои- доза. Патогенез. После аэрогенного заражения развивается первичная легочная инфекция, которая может протекать бессимптомно или с определенными признаками на фоне ГЗТ, появляющейся через 2-3 недели после начала заболевания. Кроме того, инфекция может протекать по типу острого респираторного заболевания. В последних случаях у 5-10% заболевших развиваются через 1-2 недели ГЗТ в форме узловатой или многоформной эритемы. Более чему половины заболевших наблюдаются изменения в легких, в том числе образование тонкостенных полостей, постепенно исчезающих или сохраняющихся в течение длительного времени. Менее чему больных первичный кокцидиоидоз в течение года переходит в диссеминиро ванную вторичную форму. Возбудитель распространяется гематогенным путем и локализуется в любом органе или ткани. Эта форма инфекции известна как |