III. Mikromycety jako původci onemocnění člověka, kontaminanty potravin, producenti mykotoxinů Alena Kubátová katedra botaniky PřF UK, Sbírka kultur hub, kubatova@natur.cuni.cz
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 makrokonidie symptomy na pokožce
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 Histopatologický preparát z průdušek, konidiofor konidiofory
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 syn. Absidia corymbifera, Mycocladus corymbifer Zygomycota, Mucorales MEA, 6 dní 25 C 37 C
Rhizopus oryzae Zygomycota, Mucorales vzácné oportunní infekce MEA, 6 dní 25 C 37 C
Pneumocystis jirovecii Pneumocystidomycetes Ascomycota, Pneumocystidales 1-buněčný parazit, netvoří mycelium dříve řazen do Protozoa (považován 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 askospory Pneumocystis životní cyklus
Cryptococcus neoformans Basidiomycota, Tremellales kvasinkovitý organismus, kulovité buňky onemocnění kryptokóza: plicní, kožní i diseminovaná forma (meningoencefalitida), letální ve 20-30 % případů, častá u pacientů s AIDS zdroj: půda, trus ptáků (např. holubů) rozšíření: kosmopolitní terapie: amfotericin B a azolová antimykotika http://www.ppdictionary.com/mycology/neoformans.htm http://www.glogster.com/
Candida albicans Ascomycota, Saccharomycetales kolonie 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 Ascomycota, Capnodiales konidiofory s konidiemi Kolonie
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 deoxynivalenol fumonisin B1 kyselina cyklopiazonová ochratoxin A arašídy, čili koření, fíky, kakao, kari, kmín, kukuřice, ořechy brazilské, pekanové, vlašské, pistácie, paprika, pepř rajčata, řepka obiloviny a výrobky z nich kukuřice a kukuřičné výrobky 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 B 1, B 2, G 1, G 2, M 1, M 2 Aflatoxin B 1 - 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 difuranokumarinové deriváty Aflatoxin B 1 C 17 H 12 O 6
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 ochratoxin A CYA 7 dní, 25 C
Ochratoxin A C 20 H 18 O 6 NCl Derivát izokumarinu napojený na L-phenylalanin Bezbarvá krystalická látka LD 50 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!