Войти
| Aspergillus terreus | |
|---|---|
 | |
| Научная классификация | |
| Домен: | Eukaryota |
| Королевство: | Грибы |
| Подразделение: | Ascomycota |
| Класс: | Eurotiomycetes |
| Отряд: | Eurotiales |
| Семейство: | Trichocomaceae |
| Род: | Aspergillus |
| Виды: | А. terreus |
| Биномиальное название | |
| Aspergillus terreus . Том (1918) | |
Aspergillus terreus, также известный как Aspergillus terrestris, гриб (плесень), встречающийся во всем мире в почве. Хотя до недавнего времени считалось, что A. terreus является строго бесполым, теперь известно, что он способен к половому размножению. Этот сапротрофный гриб распространен в более теплом климате, например в тропических и субтропических регионах. Помимо того, что он находится в почве, A. terreus также был обнаружен в таких местах обитания, как разлагающаяся растительность и пыль. A. terreus обычно используется в промышленности для производства важных органических кислот, таких как итаконовая кислота и цис-аконитовая кислота, а также ферментов, таких как ксиланаза. Он также был исходным источником препарата мевинолин (ловастатин ), препарата для снижения уровня холестерина в сыворотке .
Aspergillus terreus может вызывать оппортунистическую инфекцию у людей с недостаточной иммунной системой.. Он относительно устойчив к амфотерицину B, распространенному противогрибковому препарату. Aspergillus terreus также продуцирует асперриновую кислоту и 6-гидроксимеллеин, ингибиторы развития пыльцы у Arabidopsis thaliana.
Aspergillus terreus конидиальные головки (слева) и алевриоконидии (справа), выращенные на модифицированном агаре Леониана Aspergillus terreus коричневатого цвета и темнеет по мере старения на питательной среде. На среде Чапека или агаровой среде с солодовым экстрактом (MEA) при 25 ° C (77 ° F) колонии имеют условия для быстрого роста и имеют гладкие стенки. В некоторых случаях они могут превращаться в хлопья, образуя мягкие пучки, похожие на волосы. Колонии на агаре с солодовым экстрактом растут быстрее и образуют более плотные споры, чем на многих других средах.
Aspergillus terreus имеет компактные, двухрядные и густо столбчатые конидиальные головки, достигающие 500 × 30–50 мкм в диаметре. Конидиеносцы A. terreus гладкие и гиалиновые диаметром до 100–250 × 4–6 мкм. Конидии A. terreus небольшие, около 2 мкм в диаметре, шаровидные, с гладкими стенками и могут варьироваться от светло-желтого до гиалинового. Уникальным для этого вида является образование алевриоконидий, бесполых спор, образующихся непосредственно на гифах, которые больше, чем фиалоконидии (например, 6–7 мкм в диаметре). Эта структура может влиять на клинические проявления A. terreus, поскольку она может вызывать повышенные воспалительные реакции.
Этот гриб легко отличить от других видов Aspergillus своим корично-коричневым цветом. окраска колонии и ее продукция алевриоконидий. A. terreus является термотолерантным видом, так как он имеет оптимальный рост при температуре 35–40 ° C (95–104 ° F) и максимальный рост в пределах 45–48 ° C (113–118 ° F).
Aspergillus terreus, как и другие виды Aspergillus, производит споры, которые эффективно распространяются в воздухе на различных расстояниях. Морфология этого гриба обеспечивает доступный способ глобального распространения спор в воздушном потоке. Поднятие спорулирующей головки на длинном стебле над поверхностью роста может способствовать распространению спор по воздуху. Обычно споры грибов выбрасываются в неподвижный воздух, но у A. terreus эта проблема решается с помощью длинного стебля и позволяет спорам разноситься в воздушные потоки, как ветер. В свою очередь, A. terreus имеет больше шансов распространить свои споры на обширной территории, что впоследствии объясняет распространенность гриба во всем мире.
Несмотря на то, что A. terreus встречается во всем мире в теплой пахотной почве, он был обнаружен во многих различных средах обитания, таких как компост и пыль. В конце концов, диспергированные споры грибов вступают в контакт с жидким или твердым материалом и оседают на нем, но только при подходящих условиях споры прорастают. Одним из важных условий для грибка является уровень влажности материала. Самая низкая активность воды (Aw), способная поддерживать рост грибка, составляет 0,78. Толерантность к относительно низким условиям A w может частично объяснять повсеместную природу этого вида, учитывая его способность расти в большом количестве мест. Почва горшечных растений является одной из распространенных сред обитания, поддерживающих рост A. terreus, а колонизированные почвы могут быть важными резервуарами нозокомиальной инфекции. Другие среды обитания включают хлопок, зерновые и разлагающуюся растительность.
Инициатива по широкому геному грибов, финансируемая Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний, провела секвенирование A.terreus в 2006 г. В результате было получено 11,05-кратное покрытие последовательности генома. A. terreus содержит 30-35 Мбит / с и примерно 10 000 генов, кодирующих белок. Идентификация детерминант вирулентности в геноме A. terreus может способствовать разработке новых подходов к лечению заболеваний, связанных с A. terreus. Кроме того, поскольку A. terreus устойчив к обычному противогрибковому препарату амфотерицину B, механизмы, лежащие в основе его устойчивости, могут быть лучше поняты путем исследования на уровне генома.
Aspergillus terreus не является таким же часто, как и другие виды Aspergillus, вызывает оппортунистические инфекции у животных и людей. Однако заболеваемость A. terreus увеличивается быстрее, чем любым другим Aspergillus, и по этой причине он считается новым возбудителем инфекции.
Как условно-патогенный патоген, он способен вызывать как системные, так и поверхностные инфекции. Вдыхание спор грибов, которые распространяются по дыхательным путям, вызывают типичную респираторную инфекцию. Могут возникнуть и другие инфекции, такие как онихомикоз и отомикоз. A. terreus обладает способностью вызывать серьезные эффекты у пациентов с ослабленным иммунитетом, у которых отсутствуют специфические иммунные клетки. В частности, длительная нейтропения предрасполагает людей и животных к этому грибковому заболеванию.
Aspergillus terreus не имеет адаптации с точки зрения изменения своей физической структуры при заражении человека или животного-хозяина. Гриб продолжает расти в виде характерных нитей гиф. Другие патогенные грибы обычно переходят на другую стадию роста, конверсию мицелия в дрожжи, чтобы лучше соответствовать их новой среде. Этот процесс не происходит у A. terreus.
В течение десятилетий A. terreus использовался в сельском хозяйстве как средство борьбы с патогенными грибами, разрушающими посевы. Однако в конце 1980-х годов исследователи описали A. terreus как грибковый патоген растений. Было показано, что такие культуры, как пшеница и райграс, приобретают заболевание после заражения A. terreus. Совсем недавно исследователи обнаружили, что этот вид также может вызывать бактериальный ожог картофеля. Впервые это было описано в Индии. Инфекция A. terreus может иметь важные последствия, поскольку картофель считается третьей по значимости продовольственной культурой в мире.
Также было показано, что Aspergillus terreus нарушает мужской половой репродуктивный цикл в растительном модельном организме Arabidopsis thaliana. Его вторичные метаболиты, асперриновая кислота и 6-гидроксимеллеин, высвобождаемые грибом, подавляют выработку пыльцы, мужской гаметы растений. Поскольку Arabidopsis thaliana не может воспроизводиться, он бесплоден и не может дать потомство следующему поколению. В конечном счете, это влияет на генетическое разнообразие видов растений.
Aspergillus terreus может вызывать инфекцию у животных, но она ограничивается некоторыми видами, такими как собаки и крупный рогатый скот. Было обнаружено, что A. terreus вызывает грибковые аборты у крупного рогатого скота. У собак, особенно у собак породы немецкая овчарка, этот гриб также вызывает синусит. Это может также повлиять на собак из-за его распространения. Это может повлиять на другие части тела, включая такие органы, как селезенка и почки. Кроме того, кость может быть поражена A. terreus, что может привести к спинальному остеомиелиту.
Очень немногие модели животных демонстрируют инфекции A. terreus. Некоторые успешные модели на животных включают мышей и кроликов, у которых A. terreus сформировал легочный аспергиллез. Эти исследования важны, поскольку они предоставляют доказательства того, что эта грибковая инфекция может вызывать заболевание.
У человека A. terreus встречается реже в качестве патогена, чем другие виды, особенно А. fumigatus, А. flavus и А. нигер. Хотя A. terreus реже встречается в клинических образцах, он демонстрирует доказательства устойчивости к амфотерицину B, что коррелирует с высокой скоростью распространения и общим плохим прогнозом.
Aspergillus terreus вызывает оппортунистические инфекции в основном у людей с ослабленным иммунитетом, таких как пациенты с ХОБЛ кто принимает кортикостероиды, больные раком, получающие химиотерапевтическое лечение, или пациенты с ВИЧ / СПИДом. У иммунокомпетентного индивидуума вдыхание спор вызывает немедленное высвобождение макрофагов и нейтрофилов. У индивидуума с ослабленным иммунитетом этот ответ менее выражен. Большинство этих людей страдают нейтропенией, что снижает их способность защищаться. Кроме того, A. terreus выделяет токсичные метаболиты, которые атакуют иммунные клетки, такие как нейтрофилы, которые создают подходящие условия для роста грибка.
Инфекция Aspergillus terreus может приводить к поверхностным инфекциям у людей. Они влияют на внешний слой тела. Обычно его выделяют от онихомикоза, который представляет собой инфекцию кожи и ногтей человека. Заболеваемость онихомикозом, вызванным A. terreus (не распространенным возбудителем дерматофитом ), увеличивается. Это самая часто встречающаяся поверхностная инфекция в клиниках и больницах. Другая распространенная поверхностная инфекция, вызываемая A. terreus, включает отомикоз (инфекция уха), которая в основном выделяется у пациентов, перенесших недавно хирургические операции.
Кроме того, может возникнуть инфекция A. terreus. по четырем основным исходам системных заболеваний:
могут быть представляют большой риск для здоровья человека; инвазивный аспергиллез обычно приводит к самым высоким показателям смертности и заболеваемости среди людей. Эпидемиологические исследования показали, что частота возникновения инвазивного аспергиллеза, вызванного A. terreus, увеличилась по сравнению с другими видами этого рода. Инфекция A. terreus вызывает 100% смертность людей, которые заражаются инвазивным аспергиллезом. По сравнению с 20 другими видами Aspergillus, инфекция A. terreus ассоциируется с худшим прогнозом и высокой смертностью. Фактически, инвазивный аспергиллез был назван основной причиной смерти у лейкозов и трансплантации стволовых клеток пациентов.
Лечение A. terreus является клинически сложной задачей из-за его почти полной устойчивости к амфотерицину B, альтернативному лекарству от серьезных грибковых инфекций. Однако некоторые новые препараты, такие как вориконазол, позаконазол и каспофунгин, показали себя многообещающими при лечении этого агента.
Лабораторная идентификация A. terreus из клинических образцов также может быть затруднительным. В настоящее время для этого вида недоступны быстрые иммунологические тесты, и его правильная идентификация зависит от культуры. Штаммы A. terreus имеют тенденцию к мутации в организме животного-хозяина, что приводит к значительному уменьшению или потере характерных головок спор в первичной культуре. Такие штаммы продолжают продуцировать небольшие алевроконидии, похожие по внешнему виду на алевриоконидии Blastomyces dermatitidis.
В одном исследовании было обнаружено, что почти треть инфекций A. terreus в больницах связана с присутствием горшечных растений. Устранение горшечных растений в палатах пациентов с иммунодефицитом может сыграть роль в профилактике заболеваний. A. terreus также был описан во многих исследованиях как обычный для больниц из-за строительства и ремонта вне больниц. Количество почвы и мусора, повторно попавших в воздух, способно перемещаться по воздуху и заражать пациентов с ослабленным иммунитетом. Простой способ принять профилактические меры - обеспечить хорошую фильтрацию и вентиляцию воздуха в палатах больницы. Устранение инокулята является ключом к профилактике внутрибольничной инфекции A. terreus.
Aspergillus terreus производит ряд вторичных метаболитов и микотоксинов, включая Terreus A, цитреовиридин, цитринин, глиотоксин, патулин, терреин, террейная кислота и терретонин. Грибок также производит вторичный метаболит, называемый ловастатином, сильнодействующим лекарством для снижения уровня холестерина в крови у людей и животных. Это ингибитор одного из ферментов, ответственных за катализирующие стадии биосинтеза холестерина. Ловастатин обычно производится в условиях ферментации гриба. Быстрый рост нитчатых гиф у видов A. terreus может приводить к низкой продукции ловастатина. Для увеличения производства этого метаболита A. terreus необходимы важные питательные вещества во время ферментации. В этом случае углерод и азот очень важны для продуктивности ферментации, которая, в свою очередь, также увеличивает биомассу метаболита ловастатина. Штаммы A. terreus используют глицерин и глюкозу в качестве лучших источников углерода для производства ловастатина. Он также используется для производства препарата симвастатин, который химически родственен ловастатину и используется для снижения уровня холестерина.
