Mykologie (pro učitele)

Mykologie (pro učitele) 10. přednáška

Alena Kubátová katedra botaniky PřF UK, Sbírka kultur hub, [email protected] Obsah 10. přednášky: Houby jako původci onemocnění člověka: • Mykózy • Alergie • Mykotoxikózy

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 kůţe a nehtů u člověka i jiných ţivočichů, schopné vyuţívat keratin

V ČR cca 30 % populace mělo dermatomykózu, výskyt stoupá s věkem (60 % ve věkové skupině nad 65 let) Keratomykóza – postiţení povrchové rohové vrstvy pokoţky Dermatomykóza – infekce kůţe, př. sliznice, nehtů, vlasů Hluboká mykóza – zasahuje i podkoţí 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 pokoţky mezi prsty

spodní strana kolonie

mikrokonidie

symptomy na pokoţce

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 pokoţce, 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 aţ 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 (povaţo-

askospory

ván za část ţc 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 – ţivotní cyklus

Cryptococcus neoformans  Basidiomycota, Tremellales  kvasinkovitý organismus, kulovité buňky  onemocnění kryptokóza: plicní, koţní 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 ţlázy psychrofilní, 3-20°C, pomalu rostoucí

 A. Kubátová, 2010

Pseudogymnoascus pannorum Výskyt: Celosvětově široce rozšířený druh, vyskytující se převáţně v půdě. Izolován však i z celé řady dalších substrátů. Význam: Půdní houba preferující spíše chladnější podmínky. Příleţitostný patogen.

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

koţní 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 ţivočišné 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 dováţené 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 zaloţené na různých historických pramenech (antika, středověk) • spojená s poţíváním výrobků z obilnin (ţita, 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 - pravděpodobně vyuţit i k zabití „lidí z baţin“ (S Evropa, Velká Británie, Irsko, cca 1200 př. n.l.) = mumifikovaná těla = v ţaludku velké mnoţství sklerocií

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Tollundmannen.jpg

Historie předpokládaných ergotových otrav • „posednutí ďáblem“ • podobné symptomy u dobytka (dojení krav, úmrtí, …) • proces v Salemu (1692 – 1693, Massachusetts, USA) • shoda četnosti procesů s čarodějnicemi s chladnějším podnebím a pěstováním obilí (x Irsko minimum)

http://www.sonofthesouth.net/revolutionary-war

• výskyt aţ do 19. stol., ale i 1951 – Pont-St. Esprit (Francie)

• zavedena kontrola kvality obilí

LSD • výzkum v psychiatrii při léčbě emocionálních poruch, Parkinsona, migrény, … • oblíbená droga v 60. letech • zájem i od americké CIA = „droga pravdy“ = „droga zmatení“ + moţnost masivního nasazení na nepřítele za účelem dezorientace a sníţení bojeschopnosti • v současnosti výroba synteticky

http://www.thenewblackmagazine.com/Photofiles/CIA.jpg

Aflatoxikóza • otrava způsobená mykotoxiny houby Aspergillus flavus – běţné v teplejších oblastech USA, např. v půdě, na níţ se pěstují arašídy • intenzívní výzkum – od zač. 60.let: hromadný úhyn krůťat v Anglii (Turkey X disease) – podkoţní 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 = výţivné 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 sloţení 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: • podráţdění 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 Převaţují 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 rýţi (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

Penicillium islandicum

kolonie na agaru

konidiofor

 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 povaţován 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, rýţe, 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: - postiţení kůţe a sliznice (ústa, jícen, ţaludek, plíce) - celková intoxikace – postiţení krvetvorby a krve - nervová forma - potraty

Stachybotrys chartarum původce stachybotryotoxikózy

Lupinóza ovcí Výskyt: Záp. Austrálie, N. Zéland, jiţ. Afrika, Evropa Příznaky: lupinóza ovcí – anorexie, horečka, apatie, ţloutenky (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 ţivočišné buňky, karcinogenní účinky poškozuje ţaludeční 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

Otravy makromycety makromycety velmi časté od dávnověku - moţnosti záměny za jinou houbu stále aktuální - otravy

http://www.ceskatelevize.cz/porady/10193435721-houby-houby-houby/208542154200001/

např. Calocybe gambosa (čirůvka májovka) x Entoloma lividum (závojenka olovová)

http://www.funghiitaliani.it/uploads/post-4-1160721117.jpg

Otravy makromycety Tiberius Claudius (římský císař, 10 př.n.l. – 54 n.l.) pravděpodobně otráven svou manţelkou Agrippinou: pokrm z Amanita cesarea + výluh z A. phalloides)

www.wikipedia.org

Otravy makromycety - muchomůrka zelená - Amanita phalloides (Agaricomycotina, Agaricales) - obsah -amanitinu cca 0,2 mg/g - letální dávka cca 0,1 mg/kg

Dnes? 1998 – v USA celkem 9839 otrav houbami 2011 – studenti VŠ

Halucinogenní houby - vyuţití při šamanských obřadech u primitivních národů - rozdílné druhy hub pouţívány v jiných geografických oblastech - vyuţívané na občasné „tripy“ dodnes J Amerika

Východní Evropa

Střední Evropa

Psilocybe caerulescens

Amanita muscaria

Psilocybe semilanceolata (vše Agaricomycotina)

http://www.entheology.org/edoto/cache/article_a_25.htm

Panaeolus companulatus

http://www.funghiitaliani.it

Halucinogenní houby Ohňovec obecný - Phellinus igniarius (Polyporales, Agaricomycotina) - „iqmik“ = ţvýkací tabák smíchaný s popelem z plodnic ohňovce (pojivo), vysoký obsah nikotinu vedoucí aţ k otravě - dosud hojně pouţívaný eskymáky na Aljašce, výrazný sociální a zdravotní problém

Blanchette et al. (2002)

Otravy makromycety

Hepatonefrotoxický syndrom (muchomůrka zelená, muchomůrka jízlivá) Nefrotoxický syndrom (pavučinec plyšový) Muskarinový syndrom (jedovaté strmělky a vláknice) Gastroenterodyspeptický syndrom Ţaludeční dyspeptické syndromy (hřib satan, ţampión zápašný) Ţaludečně-střevní dyspeptické syndromy (jedovaté holubinky a ryzce) Střevní dyspeptické syndromy (kuřátka sličná) Antabusový syndrom (hnojník inkoustový) Halucinogenní syndrom (muchomůrka červená, muchomůrka tygrovaná, lysohlávky)

Pseudootravy více na http://www.biotox.cz/toxikon/makromycety/

Dovedete zodpovědět tyto otázky? 1) 2) 3) 4)

Uveďte typy onemocnění způsobované houbami a příklady původců. Uveďte příklady hub způsobujících alergie dýchacího ústrojí. Jaké jsou nejznámější mykotoxikózy způsobené mikroskopickými houbami? Jaké znáte mykotoxiny? Jaké jsou jejich účinky? Znáte nějaké producenty mykotoxinů?

Umíte vysvětlit tyto termíny? oportunní patogen, imunokompromisní pacient, onychomykóza, keratitis aj. typy onemocnění....

Děkuji za pozornost !