III. Mikromycety jako původci onemocnění člověka, kontaminanty potravin, producenti mykotoxinů Alena Kubátová katedra botaniky PřF UK, Sbírka kultur hub,
[email protected]
Houby způsobující mykotická onemocnění člověka i jiných živočichů • dermatomykózy, onychomykózy
• různé typy mykóz u imunokompromisních pacientů – oportunní patogeni • pulmonární infekce, mycetomy • sinusitis, endophtalmitis, keratitis (zánět rohovky) • otomykózy, cerebrální infekce • osteomyelitis (zánět kostní dřeně) • endocarditis (zánět srdečního endokardu)
Dermatofyta houby způsobující onemocnění kůže a nehtů u člověka i jiných živočichů, schopné využívat keratin
V ČR mělo cca 30 % populace dermatomykózu, výskyt stoupá s věkem (60 % ve věkové skupině nad 65 let) Keratomykóza – postižení povrchové rohové vrstvy pokožky Dermatomykóza – infekce kůže, př. sliznice, nehtů, vlasů Hluboká mykóza – zasahuje i podkoží podle místa na těle: tinea capitis, tinea corporis, tinea unguinum (onychomykóza – onemocnění nehtů) V. Hubka: Vláknité houby z povrchu lidského těla: http://ziva.avcr.cz/files/ziva/pdf/vlaknite-houby-z-povrchu-lidskeho-tela.pdf
Ascomycota, Onygenales
Trichophyton rubrum a T. mentagrophytes onemocnění pokožky mezi prsty
spodní strana kolonie
mikrokonidie
symptomy na pokožce
makrokonidie
Scopulariopsis brevicaulis teleomorfa: Microascus brevicaulis Ascomycota, Microascales
onychomykózy (onemocnění nehtů)
CYA 10 dní, 25°C
Scopulariopsis brevicaulis
onemocnění nehtů
Další příklady mykóz a jejich původci • penicilliosis marneffei – původce Talaromyces marneffei (dříve Penicillium marneffei) – JV Asie • aspergillosis – Aspergillus fumigatus a mnohé další druhy r. Aspergillus • mucormycosis (zygomycosis) – původci jsou zástupci čeledi Mucorales (odd. Zygomycota) • pseudallescheriasis – Pseudallescheria boydii • candidosis – Candida albicans • fusariosis – Fusarium spp. • cryptococcosis – Cryptococcus neoformans (Filobasidiella neoformans) • histoplasmosis – Histoplasma capsulatum • pneumocystosis – Pneumocystis jirovecii
Talaromyces marneffei (Penicillium marneffei) Biverticilátní konidiofory
CYA 10 dní, 25 °C
MEA 10 dní, 25 °C
V ČR zjištěn jeden případ onemocnění u přistěhovalce nákaza inhalací spor, intracelulární mykóza (krev) – onemocnění penicilliosis, často doprovází AIDS
Talaromyces marneffei (Penicillium marneffei) intracelulární parazit v krvi
www.blueanimalbio.com
Bamboo rats: Rhizomys sinensis, R. pruinosus: plíce, játra, slezina…
Aspergillus fumigatus zaplísněné potraviny zapařená krmiva, seno
- tremorgenní mykotoxiny - potenciální patogen: aspergilóza plic cerebrální aspergilóza kolonie na agarovém médiu
konidiofory
Aspergillus fumigatus Histopatologický preparát z tkáně plic, vlákna
konidiofory
Histopatologický preparát z průdušek, konidiofor
Aspergillus fumigatus
značná morfotypová variabilita Saprotrofní izolát z krmiv, ovzduší apod.
Patogenní izolát z klinického materiálu
Aspergillosis Aspergillus spp.
Ascomycota, Eurotiales
Nejčastější onemocnění: • chronická plicní aspergilóza • plicní aspergilom
Aspergillus rugulosus (Emericella rugulosa) vzácný případ onemocnění předčasně narozeného dítěte – disseminovaná mykóza
(A) červené askospory, (B) konidiofor, (C) tlustostěnné prázdné buňky na povrchu kleistothecia, (Hubka et al., 2012)
Pseudallescheria boydii - pseudallescherióza Výskyt v přírodě: půda, hnůj, splaškové vody. Pseudallescherióza: sinusitida, léze na pokožce, arthritida, …systémová mykóza u imunokompromisních pacientů, afinita k CNS Neléčená infekce končí fatálně Léčba např. terbinafinem s azolovými antimykotiky
Případ pseudallescheriózy v Izraeli Cardoso et al. 2009 1997, Tel Aviv, 15. Makabejské hry Zřícení nového mostu přes řeku Yarkon při zahajovací ceremonii Řada atletů spadla do znečištěné řeky, několik úmrtí, desítky zraněných 3 úmrtí způsobena houbou P. b.
Pseudallescheria boydii CCF 3082: nosní dutiny psa, Chlumec nad Cidlinou, 1998
MEA 14 dní
MA 14 dní
anamorfa Scedosporium
Pseudallescheria boydii CCF 3082: nosní dutiny psa, Chlumec nad Cidlinou, 1998
askospory
Anamorfa Graphium
Kleistothecia, vřecka, askospory, tvorba až po několika týdnech kultivace
Fusariózy
Případ z ČR 2014
• zánět vnitřních částí oka • komplikace po operaci šedého záklalu
Zygomykózy: Rhizopus, Lichtheimia (Absidia)... 2003
2012
2013
Příklady z ČR
Lichtheimia corymbifera
Zygomycota, Mucorales
syn. Absidia corymbifera, Mycocladus corymbifer
MEA, 6 dní 25 °C
37 °C
Rhizopus oryzae
Zygomycota, Mucorales
vzácné oportunní infekce
MEA, 6 dní 25 °C
37 °C
Pneumocystidomycetes
Pneumocystis jirovecii Ascomycota, Pneumocystidales 1-buněčný parazit, netvoří mycelium dříve řazen do Protozoa (považo-
askospory
ván za část žc Trypanosoma) patogen – plíce savců (plic. sklípky): krysa, pes, zajíc aj. včetně člověka (HIV+, leukemie apod.) onemocnění pneumocystóza (horečka, dušnost, kašel...) přenos: ovzduším, časté nozokomiální infekce rozšíření: kosmopolitní terapie: např. azolová antimykotika
Pneumocystis – životní cyklus
Cryptococcus neoformans Basidiomycota, Tremellales kvasinkovitý organismus, kulovité buňky onemocnění kryptokóza: plicní, kožní i diseminovaná forma (meningoencefalitida), letální ve 2030 % případů, častá u pacientů s AIDS zdroj: půda, trus ptáků (např. holubů) rozšíření: kosmopolitní terapie: amfotericin B a azolová antimykotika
http://www.glogster.com/
http://www.ppdictionary.com/mycology/neoformans.htm
Candida albicans kolonie
Ascomycota, Saccharomycetales
dimorfismus: kvasinková a vláknitá forma
orální a vaginální kandidózy • kvasinková forma - šíření onemocnění • vláknitá forma – parazitická fáze onemocnění
Pseudogymnoascus destructans
Ascomycota
původce syndromu bílého nosu (WNS) u netopýrů: pozorován od
roku 2006 v Sev. Americe, spojován s hromadným úhynem netopýrů během hibernace dermatofyt, bílé porosty houby také na boltcích a létacích blánách, mechanismus patogeneze? na histopatologických řezech vlákna houby vnikají do epidermis, vyplňují chlupové míšky, potní a mazové žlázy psychrofilní, 3-20°C, pomalu rostoucí
A. Kubátová, 2010
Pseudogymnoascus pannorum Výskyt: Celosvětově široce rozšířený druh, vyskytující se převážně v půdě. Izolován však i z celé řady dalších substrátů. Význam: Půdní houba preferující spíše chladnější podmínky. Příležitostný patogen člověka.
Kolonie
Konidiofory s konidiemi, DIC, AK 205/01
Spory hub jako alergeny
Průzkum ovzduší v Praze 1996
Odběrové místo
Nejběžnější mikromycety v ovzduší Prahy: • Cladosporium herbarum • Aureobasidium pullulans • Alternaria alternata • Botrytis cinerea • Epicoccum nigrum • Penicillium chrysogenum • Phoma sp.
Kultivace filtrů z Harvard-impaktoru
Cladosporium herbarum
konidiofory s konidiemi
Kolonie
Ascomycota, Capnodiales
Cladosporium
Alternaria alternata Ascomycota, Pleosporales
kožní léze invazivní mykózy u AIDS pacientů
Botrytis cinerea plíseň šedá Ascomycota, Helotiales
Napadá jahody, hrozny, maliny aj.
Houby na plesnivých zdech v bytech
Cladosporium, Alternaria, Penicillium aj. • produkují do ovzduší spory • uvolňují těkavé látky (plísňový odér) – pálení očí, bolesti hlavy
Houby na potravinách a mykotoxiny 1. Základní termíny 2. Výskyt toxinogenních i netoxinogenních hub 3. Rozdělení mykotoxinů podle účinků 4. Rozdělení mykotoxinů podle působení na orgány 5. Nejznámější mykotoxikózy
Mykotoxiny • sekundární metabolity hub
• toxické pro bakteriální, rostlinné, houbové nebo živočišné buňky • význam mykotoxinů v ekologických vztazích s jinými organismy • 300 mykotoxinů • 350 druhů toxinogenních hub
Výskyt toxinogenních mikromycetů na potravinách • obilí ve vlhkých podmínkách • potraviny dovážené z tropů a subtropů: arašídy, kakaové boby, ořechy, fíky apod. • plesnivé ovoce • zaplísněné sušené potraviny (sušené mléko - zvlhlé, sušené polévky nevhodně uskladněné - zvlhlé)
Výskyt mykotoxinů v potravinách v ČR aflatoxiny
alternariové MT
arašídy, čili koření, fíky, kakao, kari, kmín, kukuřice, ořechy brazilské, pekanové, vlašské, pistácie, paprika, pepř rajčata, řepka
deoxynivalenol
obiloviny a výrobky z nich
fumonisin B1
kukuřice a kukuřičné výrobky
kyselina cyklopiazonová ochratoxin A
kukuřice, arašídy, kroupy, sýry typu camembert obiloviny, rozinky, káva, víno, koření, zelený čaj, grep. šťáva, luštěniny, maso, vnitřnosti
Výskyt mykotoxinů v potravinách v ČR patulin
sterigmatocystin
jablka a výrobky z jablek, banány, borůvky, plesnivé kompoty, jablečné mošty obiloviny a výrobky z nich, plesnivé tvrdé sýry
T-2 toxin
obiloviny a výrobky z nich
zearalenon
obiloviny a výrobky z nich
Mykotoxiny se stanoveným limitem v potravinách v ČR • aflatoxiny • ochratoxin A
• patulin • deoxynivalenol
• sterigmatocystin
Houby – producenti mykotoxinů • aflatoxiny: A. flavus, A. parasiticus, A. nomius • ochratoxiny: P. verrucosum, A. ochraceus • patulin: Byssochlamys, P. expansum • nefrotoxické glykopeptidy: P. polonicum
• sterigmatocystin: A. versicolor, A. nidulans • fumonisiny: F. verticillioides, F. proliferatum • trichotheceny: Stachybotrys, Fusarium
• zearalenony: F. cerealis, F. culmorum, F. equiseti
Rozdělení mykotoxinů podle účinků • cytotoxické mykotoxiny • toxiny s imunosupresívními účinky
• teratogenní toxiny • mutagenní toxiny • karcinogenní a kancerostatické mykotoxiny
Rozdělení mykotoxinů podle působení na orgány • • • • • • • •
hepatotoxiny – aflatoxiny nefrotoxiny – ochratoxin A, citrinin neurotoxiny – penitrem A, tremorgeny dermatoxiny – T-2 toxin kardiotoxiny – viridicatum toxin gastrointestinální toxiny – austdiol hemolytické toxiny – trichotheceny toxiny s estrogenními a anabolickými účinky – zearalenon
Nejznámější mykotoxikózy • • • • •
ergotismus (Claviceps purpurea) aflatoxikóza (Aspergillus flavus) alimentární toxická aleukie (Fusarium) srdeční beri-beri (citreoviridin) stachybotryotoxikóza koní a krav (Stachybotrys) • balkánská nefropatie prasat (ochratoxin)
Ergotismus • první zjištěná mykotoxikóza u člověka – předpoklady založené na různých historických pramenech (antika, středověk) • spojená s požíváním výrobků z obilnin (žita, prosa) napadených námelem (paličkovice nachová) • poslední epidemie v Evropě: 1954 - Francie, v Africe: 1974 – Etiopie • 2 formy onemocnění: gangrény nebo křeče; ergotamin - vazokonstrikční efekt, gangrenizace tkáně, odpadnutí končetiny ergin a hydroxyethylamid kyseliny lysergové - halucinace, křeče, zvracení, svědění, bolesti hlavy, průjem, nekontrolované pohyby rukou
Historie předpokládaných ergotových otrav spisy Annales Xantenses (Porýní, Německo) 857 n.l. - první z velkých epidemií kronikář Geoffroy du Breuil (Limousin, Francie), 12. stol. - několik epidemií ve středověku - léčba v klášterech x po návratu domů a staré stravě zpět následky - časté epidemie v okolí řek, v chladnějších oblastech (Porýní, S Amerika, …) = obilí více náchylné na kolonizaci C. purpurea - uváděny i ve spojitosti s čarodějnickými procesy (uřknutí dobytka) - pravděpodobně využit i k zabití „lidí z bažin“ (S Evropa, Velká Británie, Irsko, cca 1200 př. n.l.) mumifikovaná těla měla v žaludku velké množství sklerocií
- výskyt až do 19. stol., ale i 1954 – Francie Po zavedení kontroly kvality obilí se již epidemie neobjevily http://en.wikipedia.org/wiki/File:Tollundmannen.jpg
LSD - Diethylamid kyseliny lysergové, halucinogen z námelu - hydrolýza ergotaminu • výzkum v psychiatrii při léčbě emocionálních poruch, Parkinsona, migrény, … • oblíbená droga v 60. letech • zájem i od americké CIA = „droga pravdy“ = „droga zmatení“ + možnost masivního nasazení na nepřítele za účelem dezorientace a snížení bojeschopnosti • v současnosti výroba synteticky
http://www.thenewblackmagazine.com/Photofiles/CIA.jpg
Aflatoxikóza • otrava způsobená mykotoxiny houby Aspergillus flavus – běžné v teplejších oblastech USA, např. v půdě, na níž se pěstují arašídy • intenzívní výzkum – od zač. 60.let: hromadný úhyn krůťat v Anglii (Turkey X disease) – podkožní hemorhagie, nekrózy na játrech později zjištěna příčina – plesnivá moučka z burských oříšků, Aspergillus flavus, aflatoxiny • aflatoxikózy u lidí méně časté, spíše v Asii, Africe; Indie 1974 – 1000 nemocných, 100 úmrtí, kontaminovaná kukuřice 60. léta – UNICEF doporučoval v rozvojových zemích konzumaci arašídů = výživné x riziko otrav Potenciální nebezpečí vynutilo rozsáhlý výzkum – výsledky: 1) produkce aflatoxinů je závislá na konkrétním druhu v rámci komplexu A. flavus, ale i na konkrétním izolátu 2) více toxinů produkováno, pokud roste sám 3) závisí i na složení substrátu, nejvíce mykotoxinů na arašídách, nejméně na sóji
Aflatoxiny B1 , B2 , G1 , G2 , M1, M2 Aflatoxin B1 - nejsilnější známý přírodní karcinogen, způsobuje hepatotoxikózy, rakovinu jater
Producenti: Aspergillus flavus, A. parasiticus, A. nomius, A. bombycis, A. pseudotamarii aj. Účinky: • akutně toxické (blokáda syntézy bílkovin) • karcinogenní (vazba na RNA), teratogenní • imunosupresivní
Aflatoxiny
Aflatoxin B1
difuranokumarinové deriváty C17H12O6
Situace dnes
Alimentární toxická aleukie (ATA) Výskyt: Rusko, 19. st., 2. sv. válka Příznaky u lidí: • podráždění ústní sliznice, slabost, horečka, poruchy spánku, pálení úst, zvracení, bolesti břicha (3-9 dní) • zničení krvetvorného systému (po několika týdnech) • někdy smrt udušením (otok krku) Příčina: v době hladomoru došlo ke konzumaci plesnivého obilí, které zůstalo přes zimu na poli V obilí zjištěny hlavně druhy Fusarium poae a F. sporotrichioides, produkující trichotheceny. Fuzária jsou schopna růst v chladných podmínkách.
Fusarium poae
producent mykotoxinů Kolonie na PSA Převažují mikrokonidie kapkovitého tvaru
Fusaria a sladovnický ječmen
prof. Jana Hajšlová, VŠCHT – studium mykotoxinů v potravinách pivo – trichotheceny (např. deoxynivalenol (DON), HT-2), fumonisiny, zearalenon mykotoxiny v pivě technologické problémy: přepěňování piva
Onemocnění „beri-beri“ Kardiální (srdeční) beri-beri, onemocnění ze žluté rýže
• výskyt: Asie, např. v Japonsku za 2. světové války • příčina: mykotoxiny penicilií v plesnivé rýži (citreoviridin, luteoskyrin, citrinin aj.) • producenti: Penicillium citreonigrum, Talaromyces islandicus (P. islandicum) • příznaky – ochrnutí končetin, nízký krevní tlak, dušnost, křeče, končí smrtí
Penicillium citreonigrum
kolonie na agaru
konidiofory
A. Kubátová, 2006
Ochratoxikóza • výskyt: celosvětově – popsána u lidí i zvířat (prasat), ve 2.pol. 70.let zaznamenána i u nás • příčina: ochratoxin A v krmivu a potravinách • poškození ledvin (nefropatie) – degenerace ledvin. kanálků, glomerulů, poruchy ledvin • ochratoxin je považován za jeden z fakotrů Balkánské endemické nefropatie (pozorována u venkovských obyvatel Bulharska, Rumunska a dřívější Jugoslávie)
Aspergillus ochraceus
CYA 7 dní, 25 °C
ochratoxin A
Ochratoxin A C20 H18 O6NCl Derivát izokumarinu napojený na L-phenylalanin Bezbarvá krystalická látka LD50 pro krysy je 22 mg/kg perorálně Producenti: A. ochraceus, P. verrucosum Zdroj: cereálie - ječmen, rýže, pšenice, oves apod. Biologická aktivita: silný nefrotoxin, imunosupresivní účinky, depresívní působení na CNS, teratogenní účinky, karcinogenní účinky na ledviny a játra inhibice proteosyntézy balkánská endemická nefropatie - prasata, lidé
Stachybotryotoxikóza Výskyt: první zprávy v Rusku, 19. st., u koní
Příčina: plesnivé seno, Stachybotrys chartarum, mykotoxiny satratoxiny a stachybotryotoxiny koně, hovězí dobytek, ovce, zřídka i lidé 4 různé formy: - postižení kůže a sliznice (ústa, jícen, žaludek, plíce) - celková intoxikace – postižení krvetvorby a krve - nervová forma - potraty
Stachybotrys chartarum původce stachybotryotoxikózy
Lupinóza ovcí Výskyt: Záp. Austrálie, N. Zéland, již. Afrika, Evropa Příznaky: lupinóza ovcí – anorexie, horečka, apatie, žloutenky (poškození jater)
Příčina: Phomopsin A - cyklický hexapeptid, toxický pro játra savců Producent: Phomopsis leptostromiformis • patogenní houba (coelomycet) pro Lupinus • vytváří na stoncích lupinu černé pyknidy
Phomopsis leptostromis roste na stoncích vlčího bobu mnoholistého
kolonie P. leptostromiformis
Patulin • Objeven ve 40.letech jako antibiotikum, účinný např. proti Bacterium tuberculosis. • Biologická aktivita: antibiotické účinky na bakterie, antifungální účinky na houby, toxicita pro rostlinné i živočišné buňky, karcinogenní účinky poškozuje žaludeční sliznici • Producenti: P. griseofulvum, P. expansum, P. vulpinum, P. clavigerum, P. glandicola, Aspergillus, Paecilomyces, Byssochlamys • Výskyt: u nás - nahnilá jablka, ovocné šťávy
Paecilomyces variotii častý v jablečných moštech
MEA 5 dní
Penicillium expansum hnědá hniloba jablek
producent patulinu
Doplňující literatura http://ziva.avcr.cz/2012-5/houby-v-nasich-domacnostech-aneb-o-cem-doma-vite-i-nevite.html
Děkuji za pozornost !
