Лабораторная работа № 15. Практическое значение грибов

Цель работы. Изучить значение грибов для человека.

Задание. Определить наиболее важные виды грибов в природе.

Виды рода Penicillum используются при получении антибиотиков. Пенициллы размножаются в основном бесполым путем, конидии образуются на концах мутовчаторазветвленных конидиеносцев, напоминающих кисть руки (отсюда и название пенициллов — кистевики).

Представители рода Aspergillus. Конидиеносцы у аспергиллов обычно одноклеточные, шаровидной, булавовидной или грушевидной формы. На них располагаются параллельно друг другу короткие кеглеобразные стеригмы, каждая из которых отшнуровывает цепочки конидий. Вся головка конидиеносца напоминает наконечник лейки со струйками воды, поэтому гриб называют леечным. Представители рода Aspergillus используются как продуценты лимонной кислоты и ферментов.

Особую группу среди аскомицетов составляют дрожжи. Дрожжи внетаксономическая группа одноклеточных грибов, утративших мицелиальное строение в связи с переходом к обитанию в жидких и полужидких, богатых органическими веществами субстратах. Объединяет около 1500 видов, относящихся к аскомицетам и базидиомицетам.

При половом способе размножения две клетки сливаются, образуется зигота, которая превращается в аск. В аске формируются 2-12 и более спор. Количество спор и их форма (округлые, серповидные, овальные и т. д.) рассматриваются как систематические признаки, определяющие видовую принадлежность. При прорастании из каждой споры образуется вегетативная клетка дрожжей. Вегетативное размножение дрожжей осуществляется почкованием, делением и смешанным типом - почкующимся делением. Для сахаромицетов (род Saccharomyces) характерно размножение почкованием, когда на материнской клетке возникает выпуклость (почка) или дочерняя клетка, которая постепенно увеличивается в размерах и отделяется. Дрожжи широко используются человеком в хлебопечении, при получении вина, спирта, пива.

Значение гриба рода М ukor в природе и жизни человека очень велико. Определенные виды мукора имеют высокую ферментативную (в основном, амилолитическую и протеолитическую) активность, в связи с чем, их используют как закваску («китайские дрожжи») с целью получения сброженных продуктов, таких как «соевый сыр», спирт из картофеля, т.д. Из мукора рамманианового получают антибактериальный препарат – рамицин. Отдельные виды могут провоцировать возникновение заболеваний (муромикозов) у сельскохозяйственных животных и у человека.

Другими распространенными представителями плесневых грибов являются грибы р. Aspergillus (рисунок 29), среди которых встречается много патогенных форм.

Рисунок 29 – Гриб рода Aspergillus

Аспергиллус нигер (A. niger) – черная аспергилла – это крайне опасные патогены, вызывающие аспергиллез (рисунок 30). Черная аспергилла – это первая причина аспергиллеза у людей. Несмотря на то, что эти грибы вызывают серьезную болезнь только у лиц с нарушениями иммунной системы, даже здоровые могут заразиться, и часто аспергиллез смертелен. Впервые симптомы отравления этими грибами были описаны в начале прошлого века. Тогда при вскрытии гробницы Тутанхамона члены экспедиции доктора Картера заразились черной плесенью. Большинство из них вскоре умерли от быстротекущей пневмонии и эмболии.

В настоящее время аспергиллезом заболевают те, кто занят фермерским хозяйством, где аспергиллез относят к числу производственных рисков. В дополнение к сказанному, инвазивный легочный аспергиллез, вызываемый черной аспергиллой, трудно поддается дифференциальной диагностике (выявлению и отличию, скажем, от бронхита). Другим заболеванием, вызываемым черной аспергиллой, является бронхолегочный аспергиллез (ABPA), который имеет аллергическую природу и связан с гиперчувствительностью. Он часто случается у лиц с астмой и кистозными фиброзами. Как результат заражения черной аспергиллой, также известны хронический некротизирующий легочный аспергиллез, аллергический грибковый гайморит и отит. Эти грибы могут атаковать любую часть тела – от гайморовых пазух до легких и почек. Черная аспергилла – продуцент лимонной кислоты и лучше всего обитает в кислых условиях среды (желудок, влагалище), выделяя там токсины. Среда может измениться и под влиянием чужеродной флоры (кишечник, легкие). Ядовитые вещества (афлатоксины) повреждают ген р53 в 234-м кодоне 8-го экзона, таким образом аспергиллы потенциально онкогенны.

А Б

Рисунок 30 – А – Черная аспергилла (увеличение 100 раз); Б – поперечный срез

Некоторые виды дрожжей являются факультативными и условными патогенами, вызывая заболевания у людей с ослабленной иммунной системой. Например, дрожжи рода Candida являются компонентами нормальной микрофлоры человека, однако при общем ослаблении организма травмами, ожогами, хирургическим вмешательством, длительном применении антибиотиков, в раннем детском возрасте и в старости и т.д. грибы рода кандида могут массово развиваться, вызывая заболевание - кандидоз (рисунок 31).

Рисунок 31 – Candida albicans, образующая скопления дрожжевых клеток и псевдомицелий

Существуют различные штаммы этого гриба, в том числе достаточно опасные. В нормальных условиях в человеческом организме дрожжи рода Candida ограничиваются в своём развитии естественной бактериальной микрофлорой человека (лактобактерии и пр.), но при развитии патологического процесса многие из них образуют высокопатогенные сообщества с бактериями.

Cryptococcus neoformans вызывает криптококкоз, особенно опасный для ВИЧ-инфицированных людей: среди них заболеваемость криптококкозом достигает 7-8 % в США и 3-6 % в Западной Европе. Клетки C. neoformans окружены прочной полисахаридной капсулой, которая препятствует их распознаванию и уничтожению лейкоцитами. Дрожжи этого вида наиболее часто обнаруживаются в помёте птиц, при том что сами птицы не болеют.

Род Malassezia включает облигатных симбионтов теплокровных животных и человека, не встречающихся нигде, кроме их кожных покровов. При нарушениях иммунитета вызывают питириаз (пёстрый лишай), фолликулит и себорейный дерматит. У здоровых людей при нормальном функционировании сальных желез Malassezia никак себя не проявляют и даже играют положительную роль, препятствуя развитию более опасных патогенов.

Вопросы для обсуждения.

1 Какие виды грибов следует считать полезными для человека?

2 Какие виды грибов следует считать вредными для человека?