Chrysosporium keratinophilum - Chrysosporium keratinophilum

Chrysosporium keratinophilum
Chrysosporium keratinophilum.jpg
Научная классификация
Королевство:
Грибы
Тип:
Аскомикота
Учебный класс:
Эваскомицеты
Заказ:
Onygenales
Семья:
Onygenaceae
Род:
Хризоспориум
Разновидность:
кератинофил
Синонимы

Aphanoascus keratinophilus

Chrysosporium keratinophilum представляет собой плесень, которая тесно связана с дерматофитными грибами (семейство Arthrodermataceae ) и в основном содержится в почве и шкурах диких животных для расщепления кератина.[1][2] Chrysosporium keratinophilum является одним из наиболее часто встречающихся видов рода Хризоспориум в природе.[2] Его легко обнаружить благодаря характерной форме «лампочки» и плоскому основанию.[3] Chrysosporium keratinophilum чаще всего встречается в богатых кератином мертвых материалах, таких как перья, чешуйки кожи, волосы и копыта.[3][4][5] Хотя этот гриб не идентифицирован как патогенный, он является обычным загрязнителем кожных образцов, что приводит к распространенному ошибочному мнению, что этот гриб является патогенным.[6]

Описание

Chrysosporium keratinophilum колонии быстро растут при 25 ° C[7] примерно 60–100 мм за 21 день.[3] Колонии могут быть плоскими или складчатыми, сухими, пудровыми или бархатистыми с центром белого или кремового цвета.[3][4] Поверхность колонии усеяна каплями прозрачной или коричневой жидкости.[3] Гифы перегородка а конидии гиалиновый, широкая основа и одноклеточная.[3] Конидии большие, от гладких до слегка шероховатых, иногда слегка изогнутые, иногда с перегородками.[4] Конидии имеют широкоугольную форму с резко уплощенным гладким основанием.[3] Колонии вырастают примерно до 30 мм в диаметре за одну неделю.[4][8] они плоские, имеют текстуру от пудровой до замшевой.[4] Реверс колонии также кремового цвета.[4] Chrysosporium keratinophilum производит обильные алевриоконидии, напоминающие микроконидия дерматофитов; однако конидии С. кератинофилум значительно больше.[4] Chrysosporium keratinophilum был связан с двумя тесно связанными сексуальными состояниями: Aphanoascus keratinophilus и Aphanoascus fulvescens.[9]

Среда обитания и распространение

Белая порошкообразная колония на чашке Петри
A. fulvescens колония.
Сплюснутые, светло-желто-коричневые, аскоспоры с грубыми стенками
A. fulvescens аскус (вверху) и аскоспоры (внизу).

Chrysosporium keratinophilum часто называют кератинофильным грибком из-за его способности расти на богатых кератином неживых материалах, таких как чешуйки кожи и волосы, отделенные от хозяина.[10] Chrysosporium keratinophilum производит фермент, разрушающий кератин, который действует при 90 ° C.[11] Его процесс пищеварения происходит в два этапа, требующих химического преобразования кератина в бесструктурную форму перед его перевариванием.[1] Метод переваривания волос осуществляется перфорирующими телами.[3] Хризоспориум виды бесполые состояния грибов в родах Афаноаск, Нанницциопсис, и Унцинокарпус.[7]

Гриб обычно растет на перьях, копытах, волосах.[10] и прочая мертвая материя.[2] Он редко встречается на коже человека и чаще встречается в почве в регионах с умеренным климатом.[3] растительный материал, помет и птицы.[2] Исследование кератинофильных грибов в водных отложениях Индии, проведенное Катияром и Кушвахой, показало, что С. кератинофилум в отложениях водосборных бассейнов и в осадках сточных вод в Индии и Польше.[12] Chrysosporium keratinophilum связано со структурой шлама, высокой влажностью, летучими твердыми частицами, низким соотношением углерода и азота и устойчивостью к тяжелым металлам.[12] Вместе они дают С. кератинофилум высокая вероятность долгосрочного выживания в поверхностных водах, которые могут представлять риск воздействия, особенно для людей в Индии, которые купаются в этих водах.[12] Помимо обитания в водных отложениях, исследование в Египте выявило и изолировало телеоморф из С. кератинофилиум, Aphanoascus fulvescens, в половине образцов, собранных с полов в студенческих общежитиях университетов, что демонстрирует регулярность этого явления в помещениях.[13] Точно так же Бахкали и Парвез нашли С. кератинофилум быть широко распространенным плесень в домашней пыли из домов в Саудовской Аравии.[14] Изучая 29 песочниц в детских садах и общественных парках на Западном берегу Иордании, Штайех обнаружил, что более половины грибковых изолятов из этих материалов содержат грибки, вызывающие заболевания.[15] Среди обнаруженных непатогенных грибов: Chrysosporium keratinophilum был наиболее распространенным родственником дерматофитов.[15]

Исследование, посвященное видовому разнообразию кератин-деградирующих грибов в различных типах почв, проведенное Бохач и Корнилович-Ковальской, определило, что наиболее часто выделяемые виды были С. кератинофилум.[16] Вместе со своим телеоморфом, Aphanoascus fulvescens, он составил почти половину всех выделений.[16] Частота встречаемости этого гриба положительно коррелировала с содержанием гумуса, азота, CaCO3 и фосфор в почвах,[16] и гриб продемонстрировал высокую толерантность к pH (например, от pH 4,5–9,5).[16] Chrysosporium keratinophilum приходилось почти две трети выделений кератинофильных грибов из феозема (верхний слой, богатый гумусом почвенный горизонт) и более половины кератинофильных грибов из камбизол.[16] Увеличение популяции С. кератинофилум были обнаружены при более высоком pH.[16]

Изоляция

Как правило, приманка для волос использовалась для выборочного выделения кератинофильных грибов из почвы.[17] Однако из-за плохой кератинолитической активности Хризоспориум spp., некоторые из этих грибов недостаточно изолированы от почвы с помощью этого традиционного метода.[17] Следовательно, за счет использования более высоких температурных допусков некоторых Хризоспориум spp, селективный метод выделения С. кератинофилум, C. indicum, и С. тропикум была разработана.[17] За счет проведения предварительной инкубационной обработки образцов почвы с кератиновой наживкой при 38 ° C быстрорастущие, конкурентоспособные и термочувствительные штаммы устраняются, тем самым снижая конкуренцию и позволяя С. кератинофилум и другие термотолерантные виды продолжают расти.[17]

Антагонистическая активность

В исследовании Сингха с соавторами восемнадцать грибов были выделены из почвы и протестированы на их антагонистические взаимодействия.[18] Максимальное подавление Microsporum equinum, M. fulvum, М. gypseum и М. racemosum был вызван несколькими грибами, в том числе С. кератинофилум.[18] С другой стороны, черствые продукты К. Лакхновенс ускорил рост многих грибов, в том числе С. кератинофилум.[18] Еще одно испытанное исследование С. кератинофилум за его антидерматофитную активность против Trichophyton mentagrophytes и Epidermophyton flocossum. В своем исследовании С. кератинофилум подавленный Т. rubrum, T.tonsurans и T. mentagrophytes, но нет М. gypseum и Microsporum nanum.[18]

Патогенность

Члены рода Хризоспориум обладают слабым патогенетическим потенциалом, инфекции человека и животных зарегистрированы лишь для нескольких таксонов.[2] Экспериментальные исследования показали, что инокуляция этого грибка на коже морской свинки дает эритематозный шелушащиеся высыпания, которые исчезают через 3-5 недель; однако видимого вторжения в стержень волоса не происходит.[2] У белых мышей после инокуляции гранулемы с очагами некроза, хотя конидии гриба, по-видимому, остаются нетронутыми.[2] Chrysosporium keratinophilum является одним из нескольких почвенных организмов, которые иногда выделяются из кожи и ногтей.[4] Выделение этого вида из клинических образцов, как правило, связано с онихомикозом человека, грибковой поверхностной инвазией в ороговевшую ткань ногтевой пластины.[2][5] На практике, С. кератинофилум интерпретируется как нечастое загрязнение кератиновых клинических образцов, таких как волосы, кожа и ногти, не имеющее клинического значения.[6]:198 Патогенная роль С. кератинофилум маловероятно; однако его способность оставаться на коже в течение нескольких недель может указывать на патогенный потенциал.[2][7] Однако критическим компонентом в ограничении его патогенного потенциала является его неспособность расти при 37 ° C, что соответствует температуре человеческого тела.[19] предотвращая возможность заражения этих грибов людьми. Первое сообщение об онихомикозе, вызванном С. кератинофилум у животных сообщили Пин и его коллеги.[5] Семь валлаби Беннета (Macropus rufogriseus rufogriseus) они наблюдали опухшие аномальные когти, из которых Chrysosporium keratinophilum был неоднократно идентифицирован в культуре, что позволяет предположить, что грибок может быть фактором болезни.[5] В другом экспериментальном исследовании С. кератинофилум показали патогенный потенциал у белых мышей, оставаясь жизнеспособными в перитонеальный полость до двух месяцев.[20] Возможно, что С. кератинофилум может вызвать более общие инфекции у ослабленного млекопитающего-хозяина.[20]

Биотехнологические приложения

Дубление кожи

Chrysosporium keratinophilum производит термостабильную кератинолитическую щелочную протеазу при выращивании в среде, содержащей кератин.[11] При выращивании в среде без кератина он не выполнял ферментативную функцию, что указывало на индуцируемость фермента.[11] Кератинолитическая протеаза имела максимальную активность при pH 9,0 и максимальной температуре 90 ° C, в то время как многие другие грибы, такие как T. mentagraphytes, Microsporum gypseum, Т. rubrum, имел максимальную активность ниже pH 9,0.[11] Щелочные протеолитические кератиназы важны для дубления кожи как готовое средство удаления волос с шкур.[11]

Биоремедиация

Удаление отходов с боен иногда происходит на близлежащих полях, что представляет собой потенциальный риск для здоровья, поскольку контролируемое разложение кератина анаэробными бактериями производит большое количество сероводорода и аммиака.[21] Текущие исследования демонстрируют полезность протеазы произведено С. кератинофилум в биоремедиация этих кератиновых отходов.[21]

Деградация кофеина

В другом исследовании, сравнивающем разложение кофеина четырьмя разными грибами, Наяк и ее коллеги обнаружили, что C, кератинофил обеспечивает максимальную скорость разложения кофеина как в присутствии, так и в отсутствие источника азота.[22] Это открытие предполагает, что С. кератинофилум может иметь коммерческое использование для удаления кофеина из кофейной мякоти, и в этом процессе он может обеспечивать питательную добавку для кормов для животных или улучшенные субстраты для производства биоэтанола.[22]

Рекомендации

  1. ^ а б Английский, Мэри П. (1969). «Разрушение волос Chrysosporium Keratinophilum». Труды Британского микологического общества. 52 (2): 247–255. Дои:10.1016 / S0007-1536 (69) 80037-9.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я Chabasse, D .; Gentile, L .; Bouchara, J. -Ph. (1 июня 1989 г.). «Патогенность некоторых видов хризоспориумов, выделенных во Франции». Микопатология. 106 (3): 171–177. Дои:10.1007 / BF00443059.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я де Хуг, Г. С. (2000). Атлас клинических грибов (2-е изд.). Утрехт: Centraalbureau voor Schimmelcultures [u.a.] ISBN  978-9070351434.
  4. ^ а б c d е ж грамм час Кэмпбелл, К.К., Джонсон, Э.М., и Уорнок, Д.В. (7 мая 2013 г.). Выявление патогенных грибов (2-е изд.). Чичестер: Вили-Блэквелл. ISBN  978-1444330700.
  5. ^ а б c d Пин, Дидье; Видемонт, Эмили; Дериан-Отье, Доминик; Гийо, Жак; Плузо, Эрик (1 марта 2011 г.). "Первое описание онихомикоза, вызванного Chrysosporium keratinophilum у валлаби Беннета (Macropus rufogriseus rufogriseus)". Журнал медицины зоопарков и дикой природы. 42 (1): 156–159. Дои:10.1638/2010-0129.1. PMID  22946390.
  6. ^ а б Сиглер, Линн (2003). Патогенные грибы человека и животных (2-е изд.). Нью-Йорк [u.a.]: Деккер. п. 198. ISBN  9780824706838.
  7. ^ а б c "Chrysosporium spp". Доктор Грибок. Архивировано из оригинал 24 ноября 2013 г.. Получено 17 октября 2013.
  8. ^ Шабасс, Д. (март 1988 г.). «Таксономическое исследование кератинофильных грибов, выделенных из почвы и некоторых млекопитающих во Франции». Микопатология. 101 (3): 133–140. Дои:10.1007 / BF00437030.
  9. ^ «Синонимы и классификационные данные для Aphanoascus spp». Доктор Грибок. Архивировано из оригинал 19 октября 2013 г.. Получено 17 октября 2013.
  10. ^ а б «Грибковые инфекции кожи и кожных структур». Доктор Грибок. Архивировано из оригинал 24 ноября 2013 г.. Получено 17 октября 2013.
  11. ^ а б c d е Dozie, I. N. S .; Okeke, C.N .; Унаэзе, Н. К. (1 сентября 1994 г.). «Термостабильная, щелочно-активная, кератинолитическая протеиназа из chrysosporium keratinophilum». Всемирный журнал микробиологии и биотехнологии. 10 (5): 563–567. Дои:10.1007 / BF00367668. PMID  24421135.
  12. ^ а б c Катияр, Сарика; Кушваха, Р. К. С. (1 января 2001 г.). «Человеческие волосы, колонизирующие грибки в водных отложениях Индии». Микопатология. 152 (2): 81–84. Дои:10.1023 / А: 1012483907263.
  13. ^ Maghraby, Thanaa A .; Gherbawy, Youssuf A. M. H .; Хусейн, Мохамед А. (22 апреля 2008 г.). «Кератинофильные грибы, населяющие пыль полов в студенческих домах Университета Саут-Вэлли в Египте». Аэробиология. 24 (2): 99–106. Дои:10.1007 / s10453-008-9089-z.
  14. ^ Бахкали, А; Парвез (август 1999 г.). " Оригинальные статьи ". Микозы. 42 (4): 339–343. Дои:10.1046 / j.1439-0507.1999.00457.x.
  15. ^ а б Али-Штайех, М.С. (сентябрь 1988 г.). «Кератинофильные грибы, выделенные из детских песочниц в районе Наблуса, Западный берег Иордании». Микопатология. 103 (3): 141–146. Дои:10.1007 / BF00436812.
  16. ^ а б c d е ж Бохач, Юстина; Корнилович-Ковальска, Тереза ​​(10 февраля 2012 г.). «Видовое разнообразие кератинофильных грибов в различных типах почв». Центральноевропейский биологический журнал. 7 (2): 259–266. Дои:10.2478 / с11535-012-0008-5.
  17. ^ а б c d Гарг, А. П. (24 апреля 2009 г.). «Селективный метод выделения трех видов Chrysosporium из почв». Микозы. 35 (3–4): 95–97. Дои:10.1111 / j.1439-0507.1992.tb00826.x.
  18. ^ а б c d Singh, I .; Dixit, A.K .; Кушваха, Р. К. С. (январь 2010 г.). «Антагонизм видов Microsporum почвенными грибами». Микозы. 53 (1): 32–39. Дои:10.1111 / j.1439-0507.2008.01656.x. PMID  19207833.
  19. ^ Кейн, Джулиус (1997). Лабораторный справочник дерматофитов: клинический справочник и лабораторный справочник дерматофитов и других нитчатых грибов кожи, волос и ногтей.. Бельмонт, Калифорния: Star Pub. ISBN  978-0898631579.
  20. ^ а б Hubalek, Z .; Хорнич, М. (1977). «Экспериментальное заражение белой мыши хризоспориозом и paecilomyces». Микопатология. 62 (3): 173–178. Дои:10.1007 / BF00444111.
  21. ^ а б Сингх, Чандра Джит (1 января 2003 г.). «Оптимизация внеклеточной протеазы Chrysosporium keratinophilum и ее потенциал в биоремедиации кератиновых отходов». Микопатология. 156 (3): 151–156. Дои:10.1023 / А: 1023395409746.
  22. ^ а б Наяк, Вибха; Pai, Pooja V .; Пай, Ашвини; Пай, Суприя; Сушма, Ю.Д .; Рао, К. Ваман (3 апреля 2013 г.). «Сравнительное исследование разложения кофеина четырьмя разными грибами». Журнал биоремедиации. 17 (2): 79–85. Дои:10.1080/10889868.2012.751960.

внешняя ссылка