Микробиология Лекции ИД Равновесие
|
|
|
|
Вопрос 45. Особенности метаболизма грибов. Основы систематики грибов
1. Биохимические свойства грибов Грибыбиохимически очень активны, в природе они участвуют в круговороте азота и углерода, в процессах минерализации.
Грибы образуют целлюлазы, выделяемые из мицелия и питательной среды, и активно разрушают целлюлозу растительных остатков в аэробных условиях, в том числе древесины. Они эффективнее бактерий, особенно в кислых почвах.
Большинство грибов продуцируют ксиланазы, расщепляя усилан, второй по распространенности вслед за целлюлозой в природе углевод, входящий в состав соломы и луба, древесины хвойных и лиственных пород, сахарного тростника.
Грибы синтезируют альфа-амилазы, осуществляя гидролиз крахмала, при росте на углеводных средах (с глюкозой, сахарозой) многие дрожи синтезируют бета-1, 6,-глюкан, входящий в состав их клеточной стенки в качестве нерастворимой опорной структуры. Некоторые дрожжеподобные грибы выделяют глюкан-пуллулан и маннаны, а плесневые грибы рода пенициллина активно накапливают в мицелиях полисахарид нигеран. Аспергиллы активно расщепляют фруктаны, хитин.
Многим грибам присуща способность расщеплять пектины, что используется при аэробной росяной мочке льна и конопли.
Базидиомицеты активно разрушают лигнин живых растений. При этом выделяют возбудители бурой гнили, разрушающие целлюлозные и гемицеллюлозные компоненты древесины и возбудители белой гнили, разрушающие собственно лигнин.
Дрожжи рода Candida способны разрушать метанол и алканы с длинной цепью.
Многие грибы разрушают ароматические углеводороды за счет ферментативного разрыва ароматического кольца. Все указанные процессы идут с участием экзоферментов грибов.
В анаэробных условиях дрожжи активно осуществляют брожение, но рост их резко замедляется, в аэробных условиях идут процессы дыхания с активным размножением грибов. Дрожжевые грибы широко используют в технологических процессах хлебопекарного и пивоваренного производства, виноделия. Главные продуценты этанола - грибы рода Saccharomyces, которые без доступа кислорода сбраживают глюкозу с его образованием. Помимо глюкозы дрожжи способны сбраживать пируват. Брожение дрожжами в присутствии бисульфата используют для промышленного производства глицерина.
Многочисленные грибы наряду с бактериями осуществляют распад белков в почве, минерализацию азота. Многие плесневые грибы являются продуцентами антибиотиков (пенициллина, эритромицина и др.) и используются в антибиотической промышленности. Многие грибы способны разлагать кератин, что обуславливает многочисленные поражения кожи и ее дериватов, в том числе и у человека.
Изучение биохимических свойств грибов имеет важное значение не только для развития промышленной микробиологии, но и медицинской микологии. По биохимическим свойствам идентифицируют вид чистой культуры гриба, выделенной в ходе микологического исследования из материла от больного, что позволяет поставить точный диагноз. Набор ферментов строго специфичен для вида.
2. Антигены грибов Антигенное строение грибов достаточно сложное и требует дальнейшего изучения. Условно антигены грибов можно разделить на 2 группы по биохимической природе: белковые и полисахаридные.
Белковые - сильные иммуногены и ответственны за развитие гуморального иммунного ответа в макроорганизме с образованием иммуноглобулинов классов G и М. Белковые антигены грибов и антитела к ним можно выявить в реакции агглютинации, РСК и использовать эти реакции в иммунодиагностике микозов - заболеваний, вызываемых грибами.
Вторая группа антигенов (полисахаридной природы) обуславливает клеточный иммунный ответ и развитие гиперчувствительности замедленного типа. Сенсибилизация организма грибами и проявление микозов всегда сопровождаются состоянием инфекционной аллергии, что позволяет использовать в диагностике этих заболеваний внутрикожные аллергические пробы с соответствующими аллергенами из грибов-возбудителей.
3. Основные принципы систематики грибов Царство грибов Mycota подразделено на 2 отдела: Myxomycota и Eumycota, к последнему относятся грибы-микроорганизмы, изучаемые медицинской микологией.
По способу размножения, морфологии гифов и характеру мицелия многоклеточные грибы подразделяются на классы.
Грибы, у которых нет мицелия и полового размножения (архимицеты), отнесены к двум классам: Chytridiomycetes и Hyphochridiomycetes.
Грибы для которых характерен несептированный мицелий и образование спорангиоспор при бесполом размножении (фикомицеты), в зависимости от типа спор, образуемых при половом размножении, делятся на 2 класса: Oomycetes и Zygomycetes (соответственно для них характерны ооспоры или зигоспоры).
Высшие многоклеточные грибы с септицированным мицелием, для которых наряду с бесполым характерно половое размножение, отнесены к классам Ascomycetes (характерны половые аскоспоры) и Basidiomycetes (характерно образование базидиоспор при половом размножении).
Отдельную группу составляет класс Deuteromycetes или несовершенных грибов, сюда отнесены дрожжевые, плесневые и некоторые другие грибы, не имеющие полового размножения.
Большинство возбудителей микозов человека относится к классу дейтеромицетов, хотя некоторые зигомицеты, аскомицеты и базидиомицеты также могут вызвать заболевания у человека.
Классы грибов делятся на семейства, семейства на роды, рода на виды. При этом учитывается: