Mikroby wykład

Grzyby 1

05.12.2011

Grzyby

• organizmy eukariotyczne

• heterotrofy

• wytwarzają micelium

• rozmnażają się płciowo i bezpłciowo (zarodniki)

elementy które zalicza się do systematyki:

1. chromista - pseudofungi, ściana kom-celuloza, chloroplasty, przedstawicie Pythium insidiosum

2. protozoa - brak ściany kom, mogą być chloroplasty, przedstawiciel Pneumocystis carinii

3. fungi - Grzyby przwdziwe Eumycota

1. Basidiomyca : Malassezia spp, Trichosporon spp, ktyptococcus

2. Chytridiomycota

3. Zygomycota - Rhisopus spp, Mucor spp, Absidia spp

4. Ascomycota - Aspergillus, Geotrichum, Penicillium, Hisstoplasma, Microsporum, Coccidioides, trichophyton, Blastomyces, Emmonsia, Paracoccidioides

Mycospory - te co trudno zakwalifikować

I i II należa do rodzaju Protista

Rodzaj i rodzina są ważne w klasyfikacji

Cechy grzybów

• org eukariotyczne

• sztywna ściana kom, zbudowana z chityny i glukanów

• heterotrofy, nie posiadają zdolności do fototsyntezy

• Pożywienie uzyskują przez absorpcję na podstawie dyfuzji prostej

• Rozmnazają się płciowo lub bezpłciowo przy pomocy zarodników

Formy współżycia grzybów ze środowiskiem

• symbioza- porosty (grzyb z glonami) - grzyb woda, glon fotosynteza; mikoryza - grzyb z korzeniami drzew wyższych np. iglastych, dębów, buków; również rośliny - np. storczyki, bez grzybów przy korzeniach prawie nie rośnie

• sposób saprofityczny- pokarmem dla grzybow sa martwe szczatki org

• pasożytnictwo - rośliny, zwierzęta, człowiek

• komensalizm - żyja w org korzystając z substancji odżywczych ale nie wywują ubocznych produktów, malassesia,

Znaczenie i rola grzybów

Pozytywne:

- grzyby jadalne

• producencji antybiotyków - penicilinum

• producencji leków: glikozydy nasercowe, hormony sterydowe, czynniki antynowotworowe, karotenoidy, ryboflawiny

• producencji innych subst: kw irganiczne, glikoza, glicerol, lipidy, alkohol, enzymy, subst halucynogenne

• prowadzą procesy femerntacyjne

• producenci białka - żywność pasza

• utylizacja naturalnych odpadów produkcyjnych

Negatywne:

• rozkład produktów rolniczych

• rozkład produktów domowych

• procesy chorobowe - ludzie, zwierzęta, rośliny

Rożnice miedzy kom grzybów i bakterii

Cecha	Kom eukariotyczna	Kom prokariotyczna
Ściana kom	Celuloza i / lub choityna	Peptydoglikany
Błona	Dwuwarstw blona fosfolipidowa, zawieraząca sterole i cukry	Brak steroli i cukrów
Mat gen	Jądro - błona jądrowa, chromosomy linearne, zbudowane z dna i białek zasad	Nukleoid - brak, jeden kolisty chromosom, brak białek zasadowych
Struktyry cytoplazm	Rybosomy 80S, mitoch, retikulum endoplazm, aparat golg, wakulole, lizosomy, szkielet cytopla	Rybosomy, brak str otoczonych błoną, brak szkieletu cytoplazmatycznego
Enzymy oddechowe, transp elektronów	W mitochondriach	W bł cytoplazm
rozmanzanie	Bezpłciowe - mitoza, płciowe - mejoza	Bezpłcuowe - podział, brak płciowego

Makromorfologia - formy występowania grzybów

• owalne kom często pączkujące - grzyby drożdzopodone Candida, Cryptococcus, Malassezia

• Formy wielokom - nitkowate, tworzą strzępki, grzybnie, micelium - Aspergillus, penicillium, Mucor, dermatofity (schorzenia skóry)

• Połączenie obu form - grzyby dwupostaciowe Candida, histoplasma - wytwarzajją forme pasożytnicza w org, a poza nim wytw formę micerialną

Candida jest wyjątkiem - wtedy kiedy jest patogenem może wytw formy micelialne, kiedy jest poza org może wytw jednokom formy

Ściana kom - funkcje

• nadaje kształt i forme kom

• chroni przed uszkodzeniami mechanicznymi

• zapobiega lizie oosmotycznej

• stanowi barierę ochronną przed wnikaniem szkodliwych subst

• ma silne właściwości antygenowe

• jej struktura to jedno z kryteriów klasyfikacji grzybów

Budowa ściany

-chityna (N-acetyloglukozamina)

• polisacharydy - glukany, mannany, galaktany i chitozany

• białka

• lipidy

• sole nieorganiczne

• pigment - melanina

• enzymy - kwaśna fasfataza, proteazy, aldfa amylaza

Połączenie mannanu z białkiem - grzyb znajduje się we krwi i szukamy peptydomannanu - antygen wytw do środowiska podczas zakażenie.

Odpowiednikiem peptydomannanu - aspergilozy inwazyjne ( nie wiem jaki był odpowiednik...)

80-90% DNA jest w jądrze 1-20 znajduje się w mitochondriach

Mitochondria mogą się rozmnazac przez podział i pączkowanie

Rybosomy - mamy inna stałą sedymentacji, 60 i 40S, oprócz tego sa zbudowane rRNA, białka rybosomalne w jąderku, rybosomy zwiazane z RE;

Gładkie re - do syntezy lipidów

Hitosomy - wzrost kom grzyba, wewn znajdują się enzymy służące się do budowy nowych elementów grzyba, chityna jest transportowana,

Fizjologia kom - wzrost

Jest to forma przystosowania , szereg reakcji przystosowująca tą kom do życia w różnych warunkach.

Grzyby sa org wielokom, wytw strzępki, i są one bardzo długie. Takie strzepki to szereg kom, które są połączone przegrodami które nie sa całkowicie zamknięte, są przegrody miedzy komówkami - miejsce przepływania miedzy poszczegolnymi komórkami,jadra sobie przepływają; wzrost wierzchołkowy - mechanicznie uszkadza tk, enzymy wydzielane tam rozkladają tkanki

Drożdżopodne - podział, jak się nie rozdzielą tworza pseumycelium

Odżywianie - przez absorpcję, wokół każdej kom grzyba znajduje się wartwa - FILM - rozpuszczone w wodzie mikrocząsteczki, które mogą swobodnie wniknąc do wnętrza kom, natomiast wieksze cząsteczki muszą być rozkładane przez garnitur egzoenzymatyczny, rozkladaja one te czasteczki na mniejsze aby mogły być absorbowane

Dimorfizm - blastomyces, caccidioides, histoplasma, paracoccidioides, sporothrix

Rozmnażanie

• stadium bezpłciowe grzyba określa się jako ANAMORF

• stadium płciowe to TELEOMORG

• oba stadia równocześnie to HOLOMORF

konidialne , sporyndialgne, chlamidospory

rozmnażanie bezpłciowe przez zarodniki konidialne

• artrospory - Trichophyton verrucosum, Geotrichum spp, Trichosporon spp

• Blastospory - Candida spp, Cryptococcus spp

• Aleurospory (mikro i makrokonidia) - dermatofity, Trichophyton, Epidermophyton, Microsporum

• Fialokonidia - Aspergillus spp, Penicillium spp

Zarodniki sporangilane

Mucor spp, Absidia spp, Rhisopus; Dorastają w sporangiach, sporangiotor jest na końcu zakończony buławka w róznych kształtach(kolumella), wszystko otoczone gruba błoną, sporangium peka i zarodniki się wysypują,

Chlamidospory - chlamidocomydia to forma przetrwalnikowa. Nie można za starych hodowli używać do rozpoznawania grzybów. Candida jest rozpoznawana dzieki chlamidosporom, na podłożu specjalnym może wytw ta formę.

Rozmanazanie płciowe - rtapy

-plazmogania - nie musi być u wszystkich,

-kariogamia - połączenie jąder, tylko tu będą diploidalne(normalnie haploidalne)

-podział redukcyjny (mejoza)

Zygomycota - muco,.... i absidia, mycelium jest grube i nie ma przegród poprzecznych, mogą się zdarzyć ale bardzo żadko; strzępki się ukladaja równolegle i poprzecznie do siebie wypuszczaja zygofory i powstaje zygosporangium (otoczone gruba błoną); jeżeli w zygosporangium było wiecej niż 2 jadra to tylko 2 zostaja a reszta zamiera, powstaje 4 jadna potomne haploidane i 3 z nich zamiera a 1 dzieli się mitotycznie;; zygota wypuszcza strzepke

Ascomycota - 2 kom, meska i żeńska, meska wpuści do zenskiej swoje jądro, kariogamia, tworzy ascus, podwojnie się dzieli i powstaja 4 kom, jadra potomne się oddzielaja w tym worku - askospory, i one się wysypuja po czym kiełkują

Basidiomyta - bardzo śmieszne jest , plasmogamia - ta kom terminalna uwypukla się i tworzy maczugę, wewnątrz tej komórki dochodzi do kariogamii i mamy 2n, dzieli się ono 2 krotnie i powstaja 4razy 1n, uwypuklają one ściane zewnętrzną tworząc 4 rożki (basiliospory - kom macierzyste, one zaczynaja se dzielic mitotycznie i całe łańcuchy powstają basiliosporów, rozsypują się i kiełkują)

Typy chorób wywoływanych przez grzyby:

Nadwrażliwość- alergiczne reakcje na zarodniki grzybów
Alternaria alternata
Clodiosporum herbarium
Aspergillus fumigatus
Rhisopus spp.

Zatrucie grzybami- grzyby jadalne (endotoksyny)- w przypadku zatruć grzybami, nie stosuje się alkoholu w leczeniu

Mikotoksykozy- egzotoksyny w paszy i pożywieniu
Infekcje

Choroba budynków- występuje w zawilgoconych pomieszczeniach. Wywoływane przez grzyby lub ich metabolity powodując choroby.

Mikotoksyny
Są to metabolity wtórne wytwarzane przez grzyby.
Rodzaj: endomykotoksyny
egzomykotoksyny- wydzielane do środowiska zewnętrznego
Mykotoksykozy- choroby wywołane przez toksyny grzybicze
Mykotoksyny powodują:
-ostre lub chroniczne zatrucia
- zmiany w układzie immunologicznym
-zmiany: karcinogenne, teratogenne, dot. Ukł. Moczowego, nerwowego i rozrodczego, zmiany alergiczne, utrata produkcyjności

SZUKAMY TOKSYN A NIE GRZYBÓW. NIE W KAŻDYCH WARUNKACH GRZYB PRODUKUJE TOKSYNĘ.
Warunki do wytwarzania toksyn:
-dostateczna ilość substancji odżywczych (owoce, ziarna)
-wilgotność (>14 %)
-wilgotność względna otoczenia (>70%)
-uszkodzenia: owoców, ziarna, paszy.

Jedna toksyna może być produkowana przez wiele grzybów, ale jeden grzyb może produkować wiele toksyn.

Diagnostyka intoksykacji to identyfikacja toksyny. Metody
-chromatografia gazowa
-chromatografia cieczowa
-spektrofotometr masowy
-chromatografia cienkowarstwowa
-metody immunologiczne

Grupy toksyn:
-aflatoksyny
-ochratoksyny (nefrotoksyny)
-trichoteceny (cytotoksyny)
-zearaelony (toksyny estrogenie)
-fumonizyny
-tremorgeny

Aflatoksyny- Hepatotoksyny

Producenci:
rodzaj Aspergillus
Aspergillus flavus
A. parasiticus
Rodzaj Penicillium

Przedstwiciele
B1
B2
G1
G2
M1 - mleko, mieso
M2 - mleko, mieso

Występowanie:
-zboża
-kukurydza
- ryż
- orzeszki ziemne
- figi
- mleko
- mięso
- jaja
-tytoń

Drogi wnikania
-pokarmowa
-absorpcja przez skórę
-inhalacyjnie

Wrażliwość:
-ludzie
-wszystkie gatunki zwierząt

Działanie:
-hepatotoksyczne
-karcinogenne
-mutagenne

Wykrywanie:
- UV (świecą na niebiesko lub zielono)
- ELISA
- chromatografia

Dawkowanie:
2-6 mg/dzień wywołuje zapalnie wątroby
1,5 mg- nudności, wymioty, ból głowy

Ochratoksyny- neurotoksyny
Producenci:
Aspergillus ochraceus
Aspergillus spp.
Penicillium verrucosum
Penicillium spp.

Przedstawiciele:
ochratoksyna A (OTA)
cytrymina

Występowanie:
zboża
ziarno
kawa

Wrażliwość:
świnie
ludzie
psy

Mechanizm działania:
Powinowactwo do białek plazmy, hamuje syntezę białek, kwasów nukleinowych, zaburzenie gospodarki Ca 2+

Działanie:
uszkodzenie nerek
karcinogennie
teratogennie
immunosupresyjnie

Kumulacja w tkankach świń- karencja 4 tygodnie

Trichoteceny- cytotoksyny
Producenci:
Fusarium spp.
Trichotecium spp.

Przedstawiciele:
Grupa A: T2, HT2, DAS (diacetyoksyscripenol) - HT2 i DAS są wysokiej toksyczności
B: DON (deoxynivalenol) i NIV (nivalenol)- wymiotne

Występowanie: zboża w czasie wegetacji, ryż, orzeszki ziemne, kukurydza

Działanie:
-hamowanie syntezy białek (łącznie z rybosomami)
-hamowanie syntezy DNA i RNA
-uszkodzenie błony komórkowej
-indukcja apoptozy komórek limfatycznych i hemopoetycznych

Efekt działania:
DON, NIV- wymioty
zahamowanie wzrostu
leukopenia
zaburzenia w układzie immunologicznym

Najbardziej narażone są płody oraz młode osobniki

T1/2- 13 minut u świni


Zearalenony
Producenci- Fusarium
Przedstawiciele- zearalenon (F2)
zearalenol- metabolit

Występowanie- zboża, ryż, sorgo, kukurydza, banany

Działanie- obniżenie płodności, łączenie z receptorami dla estrogenów w macicy, wątrobie, podwzgórzu, gruczole mlekowym

Efekty: obniżenie płodności, podwyższenie resorpcji embrionów, obniżenie liczebności Miotów, obniżenie poziomu estradiolu i progesteronu, mutacje DNA

Fumonizyny:
Producenci: Fusarium spp
Przedstawiciele: B1 (70%) B2, B3

Występowanie: zboża i kukurydza

Drogi wnikania: słabo wchłanialne, szybko dystrybuowane, przechodzą przez łożysko, przechodzą do mleka

Wrażliwość: bydło, świnie, naczelne, kury nioski

Działanie: hamuje syntezę i metabolizm sfingolipidów

Efekt: zaburzenia wzrostu i różnicowania komórek, zaburzenia przepuszczalności komórek endotelialnych, indukcja apoptozy

Wrażliwe narządy: wątroba, nerki, obrzęk płuc u świń, rak przełyku u ludzi, leukoencephalomalacje u koni

Kumulacja w tkankach do kilku tygodni

Tremorgeny- neurotoksyny
Przedstawiciele/producenci:
Alkaloid sporyszu- Claviceps spp
Penitren A- Penicillium spp
Patulina- Penicillium spp
Cytrowirydyna- Penicillium spp

Objawy: konwulsje, halucynacje, kurcze mięśni, drgawki, senność, zawroty głowy, ataksja, śpiączka

Najczęściej występujące toksyny:
-aflatoksyny B1
-ochratoksyna A (OTA)
-DON
-Zearaelon
-Fumonizyna B1
Kumulacja w tkankach:
aflatoksyny, ochratoksyny, fumonizyny

Preparaty przeciwgrzybicze

Cechy dobrego leku przeciwgrzybicznego:
1) duża skuteczność
2) Eliminacja grzybów z organizmu
3) Niski % nawrotów i nosicielstwa
4) Krótki okres terapii
5) Brak objawów ubocznych
6) Brak interakcji z innymi lekami

Trudności w opracowaniu dobrego leku:
1) Komórka grzyba i gospodarza jest eukariotyczna
2) Powolny wzrost i wielokomórkowa budowa
3) Polimorfizm grzybów
4) Budowa ściany komórkowej (chityna)
5) wysoka aktywność i bogaty garnitur enzymatyczny
6) lokalizacja grzybów

Preparaty przeciwgrzybiczne

I antyseptyki
II antybiotyki
1) antybiotyki polienowe (Streptomyces)
-amfoterycyna B
-nystatyna
-pimarycyna
2) Gryzeofulwina (Penicillium griseofulvum)
3) Echinokandiny
-kaspafungina
-mikafungina
-anidulafungina
II chemioterapeutyki
1)Leki azolowe:

-imidazole- klotrimazol, mikonazol, ekonazol, ketokonazol
-triazole- flukonazol, itrakonazol, worikonazol
2)Alliloaminy: naftifina, terbinafina
3) Pochodne morfoliny: amorfolina
4) 5-flucytozyna (antymetabolit)- flucytozyna 5-FC
5)Sordarin

Miejsce oddziaływania poszczególnych grup leków:
1) ściana komórkowa- echinokandina
2) błona komórkowa- antybiotyki polienowi
3) synteza DNA i RNA- flucytozyna
4) mikrotubule- gryzeofulwina
5) retikulum endoplazmatyczne (miejsce syntezy steroli)- azole, allilaminy, morfoliny,
6) rybosomy- sordarin
Charakterystyka antybiotyków

1) Antybiotyki polienowe- Amfoterycyna B, Nystacyna, Natamycyna, Candicydyna
Producenci- Streptomyces spp.
Struktura- makrolity polienowi, pierścień laktonowy, 3-8 wiązań podwójnych połączonych z cukarmi
Mechanizm działania- łączą się z ergosterolem błony komórkowej, zaburzają funkcjonowanie błony, powodują wyciek zawartości komórki (K+, Ca2+, PO4 3-), śmierć komórki

Amfoterycyna B
Producent- Sterptomyces nodosus
Cechy- nierozpuszczalna w H2O, słabo wchłaniany w jelitach, iniekcje dożylne ( Fungizon= amfoterycyna B + dezoksycholan sodu)

Spektrum- bardzo szerokie spektrum działania (drożdżaki, grzyby strzępkowe)
Efekty uboczne- nefrotoksyczne, liza erytrocytów, zapalenie żył, utrata wagi - wysoka toksyczność w związku z czym uznawany jest za lek ratujący życie!

Natamycyna- nie będzie na kolokwium, więc nie było omawiane na wykładzie

Nystatyna
Producenci: Streptomyces nouresei
Cechy- słabo rozpuszczalny w H2O, nie wchłania się z przewodu pokarmowego.
Spektrum- szerokie - Candida spp, Aspergillus spp, Cryptococcus neoformans, Trichosporan spp
Zastosowanie- grzybice skóry, błon śluzowych, forma liposomalna - do uzytku wew.

2) Gryzeofulwina
Producenci: Penicillium gryzeofulvum, Penicillium Janczewski
Struktura- aromatyczny, pochodna kumaryny, antybiotyk niepolienowy
Charakterystyka- nie rozpuszcza się w H2O, słabo rozpuszczalny w etanolu, skuteczny per os, odkłada się w stratum corneum
Mechanizm działania- zmiany konformacji tubuliny, hamuje tworzenie mikrotubuli wrzeciona kariokinetycznego, hamuje tworzenie mikrotubuli w cytoplazmie
Spektrum- dermatofity
Działania uboczne- hamuje syntezę hemu w wątrobie, działanie toksyczne i teratogenne na embriony

3) Echinokandiny
Kaspofungina (dożylnie), Mikofungina, Anidulafungina (dożylnie)
Producent: Glarea lozoyensis

Mechanizm działania:
hamowanie syntezy β(1,3)D-Glukanu
działanie bójcze- Candida spp
działanie hamujące- Aspergillus spp




4) Flucytozyna 5-flucytozyna
Charakterystyka- dobrze rozpuszczalna w H2O, wchłania się z przewodu pokarmowego
Mechanizm działania:
Flucytozyna ->(permeaza cytozyny) komórka grzyba->(deaminaza cytozyny) 5-fluorouracyl
->(konwersja) wbudowywany do DNA i RNA-> zmiany w produkcji białek-> śmierć komórki
Nawiasy są nad strzałkami.

Spektrum działania- drożdżopodobne
Podawany jako flucytozyna + amfoterycyna B

5) Azole
-imidazole
-triazole
Mechanizm działania
Acetylo-CoA
allilaminy | epoksydaza skwalenowa
|
Lanosterol
leki azolowe | 14 adenotylaza
|
14 demetyllanosterol
|
amorolfina | δ14 reduktaza
Ignosterol
|
amorolfina | δ8-δ7 izomeraza
Episterol
|
|
Ergosterol
|
|
Błona komórkowa

Ergosterol- sterol błony komórkowe, reguluje przepuszczalność błony, moduluje aktywność enzymów błony, rola w funkcjonowaniu mitochondriów i fosforylacji oksydatywnej

Cytochromy p450- włączone w syntezę ergosterolu, steroli komórek ssaków
Triazole- wysokie powinowactwo do cytochromów p450 grzybów, później toksyczny dla makrofagów

Worikonazol-
Struktura zbliżona do flukonazolu
Spektrum- bardzo szerokie
Mechanizm działania- działanie grzybobójcze dla grzybów strzęp kujących
- gatunki oporne- nie zdążyłem zapisać

Allilaminy-
Naftifina (miejscowe), Terbinafina(ogólne, miejscowe)
Działanie hamujące aktywność epoksydazy skwalenowej
-kumulacja skwalenu
- obniżenie poziomu ergosteroli (działanie fugnistatyczne)

Pochodne morfoliny
Amorfoliny
Mechanizm działania- hamuje działanie reduktazy Δ14 i izomerazy Δ8-Δ7
Efekt:
Gromadzenie ignosterolu
zaburzenie w syntezie chityny
śmierć komórki
Stosowanie:
miejscowe- grzybice powierzchowne

Sordarin
Hamowanie syntezy białek (czynnik elongacji- EF2)
pochodne różnią się zakresem działania
bardzo wysoka specyficzność do komórek grzybów EF2 grzybów homologiczne do EF2 ludzi

---