Морфология грибов. Патогенные грибы.

Грибы - низшие эукариотические микрорганизмы. Их разделяют на макромицеты (образующие крупные плодовые тела) и микромицеты (имеющие только микроскопические структуры на протяжении всего жизненного цикла). Грибы чрезвычайно распространены в природе, многие из них сапрофиты, питающиеся органическими растительными остатками, есть паразиты растений и животных и патогенные для человека. Большинство грибов являются аэробами, которым для жизни нужен кислород.

Вегетативное тело грибов (таллом) состоит из нитей или гиф, толщиной в среднем 5-10 мкм. Совокупность гиф называется мицелием. Мицелий может быть одноклеточным и многоклеточным (при наличии перегородок или септ). Грибы с септированным (многоклеточным) мицелием относят к высшим, а с несептированным (одноклеточным) — к низшим. Наличие мицелия является одним из отличительных признаков грибов. Но не все грибы образуют мицелий, часть из них существует в виде одиночных клеток различной формы (овальных, круглых, палочковидных), их называют дрожжами. Многие виды грибов проявляют диморфизм, т. е. способность существовать в дрожжевой и мицелиальной форме.

Размножаются грибы вегетативно и с помощью спор, образуемых в результате полового и бесполого циклов развития. Для вегетативного размножения характерно участие неспециализированных структур, например, почкование дрожжей и рост фрагментов гиф мицелиальных грибов. Размножение с помощью спор называют репродукционным. Репродукционное бесполое размножение у высших грибов осуществляется с помощью конидий (экзоспор), а у низших грибов с помощью спорангиоспор (эндоспор). Споры некоторых низших грибов подвижны и имеют жгутики. При репродукционном половом размножении споры образуются в результате слияния цитоплазм половых клеток (плазмогамии), слияния ядер клеток с гаплоидным набором хромосом (кариогамии) и последующего редукционного деления (мейоза) с образованием клеток с гаплоидным набором хромосом (мейоспор). Морфологические структуры грибов в фазе бесполого спороношения называют анаморфой, а фазе образования половых спор — телеоморфой. В зависимости от способа размножения грибы делятся на совершенные, имеющие, кроме вегетативного и репродукционного бесполого размножения (анаморфы), половой цикл размножения (телеоморфу) и несовершенные, размножающиеся только вегетативно и репродукционным бесполым путем.

Все грибы объединены в царство Mycota, которое разделено на несколько отделов, представители которых имеют определенные морфологические и физиологические признаки.

Отдел Chytridiomycota -- низшие, совершенные грибы. Репродукционное бесполое размножение происходит с помощью подвижных зооспор со жгутиками, половое - с участием подвижных планогамет. Типичные водные организмы, обитают также в почвах, есть паразиты растений. Фитопатогенными являются, например, Synchytrium taraxaci - паразит одуванчика, Olpidium brasslcae - возбудитель черной ножки капусты.

Отдел Oomycota - низшие, совершенные грибы. Половой процесс - оогамия, образуют подвижные зооспоры. Отдел включает водные и наземные формы, некоторые патогенны для растений. К фитопатогенным относят возбудитель фитофтороза картофеля и помидор - культуру Phytophthora infestans.

Отдел Zygomycota - низшие, совершенные грибы. В связи с переходом от водного к наземному существованию полностью утратили подвижные стадии развития. Для грибов этого отдела характерен особый тип полового размножения - зигогамия - слияние двух коротких гиф (гаметангиев) с образованием зиготы. Зигота переходит в зигоспору (телеоморфа), которая поддерживается остатками гаметангиев, соединяющих в виде мостика или «ярма» две родительские гифы (зигос - ярмо). Репродукционным бесполым путем зигомицеты размножаются с помощью спорангиоспор, которые находятся в спорангиях, расположенных на специальных гифах спорангиеносцах (анаморфа). К зигомицетам относят роды Mucor sp., Rhizopus sp., Absidia sp. _t Cunnighamella sp. и др. Виды рода Cunning / lamella sp. образуют экзоспоры. Грибы этого отдела распространены в природе, некоторые из них являются продуцентами ферментов, органических кислот. Многие могут вызывать порчу пищевых продуктов и некоторых лекарственных веществ. Некоторые виды родов Mucor sp., Rhizopus sp., Absidia sp. могут вызывать заболеваения человека (фикомикозы) на фоне ослабления иммунитета.

Отдел Ascomycota - - высшие, совершенные грибы. Отдел включает два класса Endomycetes и Ascomycetes, в которые входят дрожжи и мицелиальные грибы. Размножаются аскомицеты вегетативно, репродукционным бесполым путем с помощью конидий (анаморфа) и репродукционным половым путем с помощью аскоспор (телеоморфа). Аскоспоры образуются после слияния и последующего мейоза ядер половых клеток (гамет) в особой клетке, которая называется аском или сумкой. В аске может быть 2, 4, 8, 16 аскоспор. Грибы класса Endomycetes являются голосумчатыми и образуют аски непосредственно на мицелии, а у дрожжей аски представляют собой одиночные клетки со спорами, которые образуются в результате слияния и последующего деления двух вегетативных клеток и их ядер. Представителями класса Endomycetes являются дрожжи семейства Saccharomycetaceae, рода Saccharomyces, используемые в хлебопечении, пивоварении, виноделии. К голосумчатым аскомицетам относят мицелиальный гриб Eremothecium ashbyi - продуцент рибофлавина (витамина В₂). У грибов класса Ascomycetes (покрытосумчатых) аски располагаются в специальных вместилищах или плодовых телах трех типов: клейстотециях, перитециях, апотециях. Перитеции представляют собой образования бутылковидной формы, заполненные зеками со спорами. Такие плодовые тела образует сапрофит Sordaria firnicola и фитопатогенный гриб Claviceps purpurea (спорынья) - возбудитель заболевания злаковых. Апотеции - плодовые тела блюдцевидной формы - образуют лесные грибы родов Peziza sp. и Morchella sp. (сморчки ). Клей-стотеции - полностью замкнутые образования с зеками внутри. Они формируются у фитопатогенных возбудителей мучнистой росы и парши яблони. Образование клейстотециев характерно для части грибов родов Ре nicillu т sp. и Aspergillus sp., если у них есть половой цикл развития, т. е. телеоморфа. У многих пенициллов и аспергиллов не обнаружено полового развития, они имеют только анаморфу и размножаются вегетативно с помощью конидий. Дрожжи рода Candida могут быть условно-патогенными и вызывать разнообразные патологические процессы - кандидозы.

Отдел Basidiomycota - высшие, совершенные грибы. Телеоморфа представлена экзоспорами (базидиоспорами), которые образуются после слияния гаплоидных ядер в специальных клетках (базидиях) и последующего мейоза. После редукционного деления ядра из 4-х ядер формируются 4 базидиоспоры, которые располагаются на базидиях. К базидиомицетам относят лесные съедобные и ядовитые шляпочные грибы. Их плодовые тела состоят из шляпки и ножки, а базидии с базидиоспорами располагаются под шляпкой. Фитопатогенными являются головневые и ржавчинные грибы, вредитель древесины или домовой гриб. Патогенным для человека является дрожжеподобный гриб, анаморфа которого называется Cryptococcus tieoformans. При ослаблении иммунитета эта культура вызывает поражение легких, центральной нервной системы, костной ткани.

Отдел Deuteromycota (Fungi imperfecti) объединяет группу высших, несовершенных грибов из базидиомицетов и аскомицетов, которые, не имеют полового цикла размножения и существуют только в стадии анаморфы. Дейтеромицеты размножаются вегетативно и с помощью экзоспор - конидий. Для многих представителей этой группы характерно образование многоклеточных конидий или макроконидий. Макроконидии образуют грибы родов Fusarium sp., Stemphyllium sp., Trychothecium sp. Конидии могут формироваться непосредственно на мицелии или на специальных несущих гифах - конидиеносцах. Среди дейтеромицетов есть фитопатогенные грибы, например, представители родов Fusarium sp. и Trichoderma sp. Многие несовершенные аспергиллы и пенициллы, у которых не обнаружено стадии телеоморфы, являются продуцентами биологически активных веществ, например, Ре nicillu т chrysogenum -- продуцент антибиотика пенициллина, Aspergillus niger — продуцент лимонной кислоты и ферментов амилаз и протеиназ. При ослаблении иммунной системы организма некоторые аспергиллы и пенициллы способны вызывать заболевания человека - аспергиллезы и пенициллезы. Определенные виды грибов могут быть причиной микотоксикозов, связанных с выделением экзотоксинов грибами, попавшими в лекарственные вещества и пищевые продукты чаще всего растительного происхождения. Такой способностью обладают Asp. flavus, Asp. parasiticus, Asp. ochraceus, выделяющие афлатоксины и охратоксины, некоторые виды пенициллов, фузариумов и других грибов. Микро-мицеты родов Trychophyton sp., Microsporum sp., Epidermophyton sp. являются возбудителями дерматомикозов человека и поражают подкожный эпидермис, волосы, ногти.

Грибы разных классов могут быть контаминантами (загрязнителями) лекарственных препаратов и сырья, особенно растительного происхождения. Загрязнение грибами может происходить на всех этапах приготовления растительного сырья - при сборе, сушке, измельчении, хранении. Грибы-контаминанты вызывают порчу сырья, что приводит к утрате его терапевтической ценности, а также к накоплению микотоксинов, которые могут вызывать интоксикации у человека.