© Copyright by Wydawnictwo Naukowe PWN S.A., Warszawa 2023

Wszystkie prawa zastrzeżone.

Przedruk i reprodukcja w jakiejkolwiek postaci całości bądź części książki bez pisemnej zgody wydawcy są zabronione.

Autorzy i Wydawnictwo dołożyli wszelkich starań, aby wybór i metodyka zabiegów fizjoterapeutycznych w tym opracowaniu były zgodne z aktualnymi wskazaniami i praktyką kliniczną. Mimo to, ze względu na stan wiedzy, zmiany regulacji prawnych i nieprzerwany napływ nowych wyników badań dotyczących podstawowych i niepożądanych działań fizjoterapii, Czytelnik musi brać pod uwagę informacje producenta sprzętu lub autorów metod, aby nie przeoczyć ewentualnych zmian we wskazaniach i dawkowaniu. Dotyczy to także specjalnych ostrzeżeń i środków ostrożności. Należy o tym pamiętać, zwłaszcza w przypadku nowych lub rzadko stosowanych metod fizjoterapii.

Recenzent: prof. dr hab. Marzanna Bartoszewicz

Wydawca: Marta Diana Rozwadowska

Redaktor prowadzący: Barbara Nowak-Pacholczak

Redaktor merytoryczny: Zespół

Producent: Anna Badura

Projekt okładki i stron tytułowych: Kamil Cybul

eBook został przygotowany na podstawie wydania papierowego z 2023r. (Wydanie I)

Warszawa 2023

PZWL Wydawnictwo Lekarskie

ISBN 978-83-01-22985-6

DOI: https://doi.org/10.53271/2022.129

Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.

ul. G. Daimlera 2

02-460 Warszawa

pwn.pl

Księgarnia wysyłkowa:

tel. 42 680 44 88; infolinia: 801 33 33 88

e-mail: wysylkowa@pzwl.pl

Skład wersji elektronicznej na zlecenie Wydawnictwo Naukowe PWN S.A.

Michał Latusek

Informacje w sprawie współpracy reklamowej: BR.PZWL@pwn.pl

Fragment

Autorzy tom  1–2

Spis rozdziałów tomu 1

Spis rozdziałów tomu 2

9. Mykologia ogólna - Paweł Krzyściak, Anna B. Macura

9.1. Morfologia, metabolizm i rozmnażanie się grzybów

9.2. Klasyfikacja i taksonomia grzybów

9.3. Rodzaje zakażeń grzybiczych człowieka

9.4. Patogeneza zakażeń grzybiczych

9.4.1. Zakażenia powierzchniowe błon śluzowych (drożdżyce)

9.4.2. Zakażenia powierzchowne skóry dermatofitami (dermatofitoza)

9.4.3. Zakażenia powierzchowne skóry – Malassezia

9.4.4. Zakażenia podskórne (sporotrychoza, eumycetoma)

9.4.5. Grzybice głębokie

9.5. Mykotoksyny i mykotoksykozy

9.6. Grzyby jako alergeny

10. Mykologia szczegółowa

10.1. Grzyby drożdżopodobne z typu Ascomycota
Paweł Krzyściak, Anna B. Macura

10.1.1. Rodzaj Candida

10.1.2. Rodzaj Pichia

10.1.3. Rodzaj Clavispora

10.1.4. Rodzaj Dipodascus

10.1.5. Rodzaj Magnusiomyces

10.1.6. Rodzaj Meyerozyma

10.1.7. Rodzaj Saccharomyces

10.1.8. Rodzaj Pneumocystis

10.2. Grzyby drożdżopodobne z typu Basidiomycota
Paweł Krzyściak, Anna B. Macura

10.2.1. Rodzaj Cryptococcus

10.2.2. Rodzaj Malassezia

10.2.3. Rodzaj Cutaneotrichosporon

10.2.4. Rodzaj Trichosporon

10.3. Grzyby strzępkowe z typu Mucoromycota
Magdalena Skóra, Anna B. Macura

10.3.1. Rodzaj Rhizopus

10.3.2. Rodzaj Mucor

10.3.3. Rodzaj Lichtheimia

10.3.4. Inne rodzaje (Saksenaea, Syncephalastrum, Cunninghamella)

10.4. Grzyby strzępkowe z typu Ascomycota
Magdalena Skóra, Anna B. Macura

10.4.1. Rodzina Arthrodermataceae (dermatofity)

10.4.2. Rodzaj Aspergillus

10.4.3. Rząd Hypocreales

10.4.4. Rząd Microascales

10.4.5. Grzyby ciemnopigmentowe

10.4.6. Grzyby dimorficzne

11. Parazytologia ogólna

11.1. Wprowadzenie do parazytologii. Podstawowe pojęcia z zakresu parazytologii
Agata Pietrzyk

11.1.1. Pasożytnictwo, pasożyt i choroba pasożytnicza

11.1.2. Rodzaje żywicieli (gospodarzy) pasożytów

11.1.3. Cykle rozwojowe, intensywność i ekstensywność zarażenia

11.2. Nazewnictwo, klasyfikacja i cechy pasożytów człowieka
Agata Pietrzyk

11.2.1. Nazewnictwo i klasyfikacja pasożytów człowieka

11.2.2. Cechy pierwotniaków

11.2.3. Cechy przywr

11.2.4. Cechy tasiemców

11.2.5. Cechy nicieni

11.3. Patomechanizmy chorób pasożytniczych
Dominika Salamon

11.3.1. Układ pasożyt–żywiciel – wprowadzenie

11.3.2. Patogenne oddziaływanie pasożyta na żywiciela

11.3.3. Reakcje żywiciela na obecność pasożyta

11.3.4. Metody unikania przez pasożyta reakcji obronnych żywiciela

11.4. Epidemiologia oraz profilaktyka parazytoz
Dominika Salamon

11.4.1. Źródła inwazji pasożytniczych

11.4.2. Drogi zarażenia

11.4.3. Zapobieganie chorobom pasożytniczym

12. Parazytologia szczegółowa

12.1. Pierwotniaki

12.1.1. Giardia duodenalis
Agata Pietrzyk

12.1.2. Trichomonas vaginalis
Agata Pietrzyk

12.1.3. Leishmania spp.
Agata Pietrzyk

12.1.4. Trypanosoma brucei
Agata Pietrzyk

12.1.5. Trypanosoma cruzi
Agata Pietrzyk

12.1.6. Entamoeba histolytica i pełzaki niechorobotwórcze
Małgorzata Paul

12.1.7. Inne pełzaki przewodu pokarmowego
Małgorzata Paul

12.1.8. Pełzaki wolno żyjące
Małgorzata Paul

12.1.9. Toxoplasma gondii
Małgorzata Paul

12.1.10. Cryptosporidium spp.
Małgorzata Paul

12.1.11. Kokcydia chorobotwórcze dla człowieka
Małgorzata Paul

12.1.12. Plasmodium spp.
Małgorzata Paul

12.1.13. Babesia spp.
Małgorzata Paul

12.1.14. Balantidium coli

12.1.15. Microsporidia
Małgorzata Paul

12.2. Robaki

12.2.1. Przywry
Małgorzata Paul

12.2.2. Tasiemce
Agata Pietrzyk, Dominika Salamon

12.2.3. Nicienie przewodu pokarmowego
Agata Pietrzyk, Piotr Kochan

12.2.4. Nicienie tkanek oraz krwi i limfy
Małgorzata Paul

12.2.5. Stawonogi
Dominika Salamon

13. Leki przeciwdrobnoustrojowe i antybiotykoterapia chorób zakaźnych

13.1. Zasady racjonalnej chemioterapii
Artur Drzewiecki

13.1.1. Farmakokinetyka

13.1.2. Farmakodynamika

13.1.3. Oporność bakterii i grzybów

13.1.4. Skojarzenia antybiotyków

13.1.5. Rodzaje farmakoterapii zakażeń

13.2. Leki przeciwbakteryjne
Katarzyna Dzierżanowska-Fangrat

13.2.1. Antybiotyki β-laktamowe

13.2.2. Penicyliny

13.2.3. Cefalosporyny

13.2.4. Karbapenemy

13.2.5. Monobaktamy

13.2.6. Aminoglikozydy

13.2.7. Tetracykliny i ich pochodne

13.2.8. Chloramfenikol

13.2.9. Antybiotyki peptydowe (glikopeptydy, lipopeptydy, lipoglikopeptydy, polipeptydy)

13.2.10. Chinolony i fluorochinolony

13.2.11. Makrolidy i linkozamidy

13.2.12. Sulfonamidy

13.2.13. Oksazolidynony

13.2.14. Ansamycyny (ryfamycyny)

13.2.15. Fosfomycyna

13.2.16. Nitrofurany

13.2.17. Nitroimidazole

13.3. Leki przeciwwirusowe
Marta Wróblewska

13.3.1. Interferony

13.3.2. Rybawiryna

13.3.3. Leki przeciw wirusom grypy

13.3.4. Leki przeciw herpeswirusom

13.3.5. Leki przeciwretrowirusowe

13.3.6. Leki stosowane w zakażeniu HBV

13.3.7. Leki stosowane w zakażeniu HCV

13.3.8. Leki stosowane w leczeniu zakażeń SARS-CoV-2

13.3.9. Inne leki przeciwwirusowe

13.3.10. Przeciwwirusowe surowice odpornościowe

13.3.11. Przeciwwirusowe przeciwciała monoklonalne

13.4. Leki przeciwgrzybicze
Katarzyna Dzierżanowska-Fangrat

13.4.1. Polieny

13.4.2. Antymetabolity

13.4.3. Azole

13.4.4. Echinokandyny

14. Zakażenia związane z opieką zdrowotną

14.1. Podstawowe pojęcia i definicje
Jadwiga Wójkowska-Mach

14.2. Szczegółowe definicje i kryteria rozpoznania przypadków zakażenia szpitalnego
Jadwiga Wójkowska-Mach, Anna Różańska

14.2.1. Zakażenie krwi

14.2.2. Zapalenie płuc

14.2.3. Zakażenie układu moczowego

14.2.4. Zakażenia miejsca operowanego

14.2.5. Zakażenie układu pokarmowego powodowane przez Clostridioides difficile

14.3. Epidemiologia zakażeń szpitalnych
Jadwiga Wójkowska-Mach

14.4. Kontrola zakażeń
Jadwiga Wójkowska-Mach

14.5. Profilaktyka zakażeń
Jadwiga Wójkowska-Mach

14.5.1. Zapobieganie zakażeniom miejsca operowanego

14.5.2. Zakażenia związane ze stosowaniem procedur inwazyjnych

14.6. Procedury dotyczące przerywania dróg transmisji drobnoustrojów
Anna Różańska, Jadwiga Wójkowska-Mach

14.7. Nadzór mikrobiologiczny zakażeń związanych z opieką zdrowotną. Drobnoustroje o zwiększonym potencjale epidemicznym. Nadzór nad lekoopornością drobnoustrojów
Dorota RomaniszyN, Jadwiga WÓJKOWSKA-MACH

14.7.1. Lekooporność drobnoustrojowa

14.7.2. Nadzór nad lekoopornością drobnoustrojów

14.8. Typowanie molekularne
Agnieszka Chmielarczyk

14.8.1. Analiza restrykcyjna chromosomalnego DNA połączona z elektroforezą pulsową – RAE-PFGE (restriction enzyme analysis – pulsed-field gel electrophoresis)

14.8.2. Metody oparte na technice PCR (wykorzystujące amplifikację DNA)

14.8.3. Metody oparte na sekwencjonowaniu – analiza sekwencji MLST

14.8.4. Sekwencjonowanie całego genomu (whole genome sequencing, WGS)

15. Bioterroryzm

15.1. Historia broni biologicznej
Janusz Kocik, Marcin Niemcewicz, Anna Bielecka-Oder

15.2. Podział czynników broni biologicznej
Janusz Kocik, Marcin Niemcewicz, Anna Bielecka-Oder

15.3. Międzynarodowe porozumienia nieproliferacyjne i rozbrojeniowe dotyczące broni biologicznej oraz toksynowej
Anna Bielecka-Oder

16. Diagnostyka mikrobiologiczna

16.1. Diagnostyka zakażeń bakteryjnych
Małgorzata Bulanda

16.1.1. Pobieranie i przesyłanie materiałów do badań bakteriologicznych – etap przedlaboratoryjny

16.1.2. Szczegółowe zasady – poszczególne materiały biologiczne

16.1.3. Etap laboratoryjny

16.1.4. Etap polaboratoryjny

16.2. Diagnostyka zakażeń wirusowych
Maciej Przybylski, Tomasz Dzieciątkowski

16.2.1. Pobieranie i przesyłanie materiałów do badań wirusologicznych

16.2.2. Izolacja wirusów w hodowlach komórkowych

16.2.3. Wykrywanie antygenów wirusowych

16.2.4. Mikroskopia elektronowa

16.2.5. Metody molekularne

16.2.6. Wykrywanie przeciwciał

16.3. Diagnostyka zakażeń grzybiczych
Anna B. Macura, Magdalena Skóra

16.3.1. Pobieranie i przesyłanie materiałów do badań mykologicznych

16.3.2. Metody mikroskopowe i hodowlane

16.3.3. Metody immunologiczne

16.3.4. Metody molekularne

16.3.5. Metoda MALDI-TOF MS

16.3.6. Interpretacja wyniku badania mykologicznego

16.4. Diagnostyka parazytologiczna
Małgorzata Paul

16.4.1. Pobieranie i przesyłanie materiałów do badań parazytologicznych

16.4.2. Diagnostyka pasożytów przewodu pokarmowego

16.4.3. Diagnostyka pasożytów krwi i tkanek

16.4.4. Metody biologii molekularnej w diagnostyce parazytologicznej

17. Zakażenia układowe i narządowe

17.1. Zakażenia układu oddechowego
Stefania Giedrys-Kalemba

17.1.1. Zakażenia górnych dróg oddechowych

17.1.2. Zakażenia dolnych dróg oddechowych

17.2. Zapalenie ucha
Stefania Giedrys-Kalemba

17.3. Zakażenia żołądka i jelit oraz zatrucia pokarmowe
Hanna Stypułkowska-Misiurewicz

17.4. Zakażenia narządów płciowych i układu moczowego
Magdalena Strus

17.4.1. Prawidłowa mikrobiota pochwy

17.4.2. Waginoza bakteryjna

17.4.3. Tlenowe zapalenie pochwy

17.4.4. Zakażenia układu moczowego

17.5. Choroby przenoszone drogą płciową
Piotr Kochan

17.6. Zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych i inne infekcje ośrodkowego układu nerwowego
Piotr Kochan

17.6.1. Czynniki predysponujące do infekcji OUN

17.6.2. Czynniki etiologiczne zakażeń i zarażeń OUN

17.6.3. Epidemiologia infekcji OUN

17.6.4. Zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych

17.6.5. Diagnostyka zakażeń OUN

17.6.6. Leczenie zakażeń OUN

17.6.7. Profilaktyka zakażeń OUN

17.7. Zapalenie wsierdzia
Artur Drzewiecki

17.8. Bakteryjne zakażenie skóry i tkanek miękkich
Małgorzata Bulanda

17.8.1. Formy kliniczne zakażeń w zależności od czynnika etiologicznego

17.8.2. Diagnostyka bakteryjnych zakażeń skóry i tkanek miękkich

17.8.3. Leczenie bakteryjnych zakażeń skóry i tkanek miękkich

17.9. Bakteryjne zakażenia kości i stawów
Małgorzata Bulanda

17.9.1. Zakażenia kości

17.9.2. Zakażenia stawów

17.9.3. Zakażenia narządu ruchu związane z obecnością ciał obcych

17.10. Zakażenia narządu wzroku
Małgorzata Bulanda

17.10.1. Postacie kliniczne zakażeń

17.10.2. Diagnostyka zakażeń narządu wzroku

17.10.3. Leczenie i profilaktyka zakażeń narządu wzroku

17.11. Sepsa
Anna Przondo-Mordarska

17.11.1. Epidemiologia

17.11.2. Definicja sepsy

17.11.3. Etiologia sepsy

17.11.4. Etiopatogeneza sepsy

17.11.5. Obraz kliniczny i rozpoznanie sepsy

17.11.6. Diagnostyka laboratoryjna w sepsie

17.11.7. Leczenie sepsy

17.12. Inwazyjne zakażenia grzybicze
Katarzyna Dzierżanowska-Fangrat

17.12.1. Zakażenia grzybami drożdżopodobnymi

17.12.2. Zakażenia grzybami pleśniowymi z rodzaju Aspergillus

17.12.3. Inne inwazyjne zakażenia grzybicze wywoływane przez grzyby pleśniowe

17.13. Zakażenia wrodzone i zakażenia w ciąży
Piotr B. Heczko, Magdalena Strus, Edyta Golińska

17.13.1. Zakażenia wrodzone

17.13.2. Badania przesiewowe w celu wykrycia zagrożenia zakażeniami wrodzonymi

17.13.3. Zakażenia noworodków

17.13.4. Zakażenia kobiet w ciąży i w połogu

17.14. Infekcje u chorych z obniżoną odpornością
Barbara Zawilińska

17.14.1. Pierwotne i wtórne niedobory odporności

17.14.2. Infekcje u pacjentów po przeszczepie narządów miąższowych i szpiku kostnego

Piśmiennictwo

Pozostałe rozdziały dostępne w pełnej wersji e-booka.

AUTORZY TOM  1–2

prof. dr hab. n. med. Ewa Augustynowicz-Kopeć

Zakład Mikrobiologii, Krajowe Referencyjne Laboratorium Prątka, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie

prof. dr hab. Małgorzata Bała

Zakład Higieny i Dietetyki, Katedra Epidemiologii i Medycyny Zapobiegawczej, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr n. med. i dr n. o zdr. Anna Bielecka-Oder

Departament Bezpieczeństwa, Ministerstwo Zdrowia

prof. dr hab. n. wet. Marian Binek

Pracownik emerytowany, Katedra Nauk Przedklinicznych, Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie

prof. dr hab. n. med. Monika Brzychczy-Włoch

Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Małgorzata Bulanda

Zakład Kontroli Zakażeń i Mykologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr hab. n. med. Agnieszka Chmielarczyk

Zakład Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr n. med. Marta Ciszek-Lenda

Zakład Immunologii, Katedra Immunologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr n. med. Artur Drzewiecki

Szpital Uniwersytecki w Krakowie

dr hab. n. med. Tomasz Dzieciątkowski

Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, Warszawski Uniwersytet Medyczny

prof. dr hab. n. med. Katarzyna Dzierżanowska-Fangrat

Zakład Mikrobiologii i Immunologii Klinicznej, Instytut „Pomnik-Centrum Zdrowia Dziecka” w Warszawie

dr n. med. Małgorzata Fleischer

Katedra i Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

prof. dr hab. n. med. Stefania Giedrys-Kalemba

Pracownik emerytowany, Pomorski Uniwersytet Medyczny w Szczecinie

dr n. med. Edyta Golińska

Zakład Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Tomasz Gosiewski

Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr. hab. n. med. Eugenia Gospodarek-Komkowska

Katedra Mikrobiologii, Collegium Medicum im. Ludwika Rydygiera w Bydgoszczy, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu; Zakład Mikrobiologii Klinicznej, Szpital Uniwersytecki nr 1 im. dr. Antoniego Jurasza w Bydgoszczy

prof. dr hab. med. Piotr B. Heczko

Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. Elżbieta Katarzyna Jagusztyn-Krynicka

Zakład Genetyki Bakterii, Instytut Mikrobiologii, Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Piotr Kochan

Redaktor naczelny, World Journal of Medical Images, Videos and Cases,

European Society of Clinical Microbiology and Infectious Diseases Fellow

dr n. med. Janusz Kocik, prof. CMKP

Zakład Epidemiologii Chorób Zakaźnych i Nowotworowych, Centrum Medyczne Kształcenia Podyplomowego w Warszawie

prof. dr hab. Magdalena Kosz-Vnenchak

Pracownik emerytowany, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr n. med. Paweł Krzyściak

Zakład Kontroli Zakażeń i Mykologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

Ph.d. Paweł Łaniewski

Department of Basic Medical Sciences, College of Medicine – Phoenix, University of Arizona

prof. dr hab. n. med. Anna B. Macura

Pracownik emerytowany, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Gajane Martirosian

Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach

dr n. biol. Marcin Niemcewicz

Wojskowy Instytut Higieny i Epidemiologii w Warszawie

dr hab. n. med. Małgorzata Paul

Katedra i Klinika Chorób Tropikalnych i Pasożytniczych, Uniwersytet Medyczny im. Karola Marcinkowskiego w Poznaniu

dr n. biol. Agata Pietrzyk

Zakład Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Anna Przondo-Mordarska

Pracownik emerytowany, Katedra i Zakład Mikrobiologii, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu

dr hab. n. med. Maciej Przybylski

Katedra i Zakład Mikrobiologii Lekarskiej, Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Dorota Romaniszyn

Zakład Kontroli Zakażeń i Mykologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr hab. n. o zdr. Magdalena Rosińska, prof. NIZP PZH – PIB

Zakład Epidemiologii Chorób Zakaźnych i Nadzoru, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego PZH – Państwowy Instytut Badawczy w Warszawie

prof. dr hab. n. biol. Barbara Różalska

Pracownik emerytowany, Katedra Immunologii i Biologii Infekcyjnej, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Uniwersytet Łódzki

dr hab. n. med. Anna Różańska

Zakład Kontroli Zakażeń i Mykologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr hab. Beata Sadowska, prof. UŁ

Katedra Immunologii i Biologii Infekcyjnej, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Uniwersytet Łódzki

dr n. med. Dominika Salamon

Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej, Katedra Mikrobiologii,

Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

dr n. med. Magdalena Skóra

Zakład Kontroli Zakażeń i Mykologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Magdalena Strus

Zakład Bakteriologii, Ekologii Drobnoustrojów i Parazytologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Hanna Stypułkowska-Misiurewicz

Pracownik emerytowany, Narodowy Instytut Zdrowia Publicznego – Państwowy Zakład Higieny w Warszawie

dr hab. n. med. Sława Szostek

Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Jadwiga Wójkowska-Mach

Zakład Kontroli Zakażeń i Mykologii, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

prof. dr hab. n. med. Marta Wróblewska

Zakład Mikrobiologii Stomatologicznej, Warszawski Uniwersytet Medyczny

dr n. med. Anna Zabost

Zakład Mikrobiologii, Krajowe Referencyjne Laboratorium Prątka, Instytut Gruźlicy i Chorób Płuc w Warszawie

dr hab. n. med. Barbara Zawilińska

Zakład Molekularnej Mikrobiologii Medycznej, Katedra Mikrobiologii, Uniwersytet Jagielloński Collegium Medicum w Krakowie

Spis rozdziałów tomu 1

1. Historia mikrobiologii

2. Wprowadzenie do epidemiologii chorób zakaźnych

3. Dezynfekcja, sterylizacja i antyseptyka

4. Immunoprofilaktyka zakażeń czynna i bierna

5. Bakteriologia ogólna z patogenezą zakażeń bakteryjnych

6. Bakteriologia szczegółowa

7. Wirusologia ogólna

8. Wirusologia szczegółowa

Spis rozdziałów tomu 2

9. Mykologia ogólna

10. Mykologia szczegółowa

11. Parazytologia ogólna

12. Parazytologia szczegółowa

13. Leki przeciwdrobnoustrojowe i antybiotykoterapia chorób zakaźnych

14. Zakażenia związane z opieką zdrowotną

15. Bioterroryzm

16. Diagnostyka mikrobiologiczna

17. Zakażenia układowe i narządowe

9. MYKOLOGIA OGÓLNA

Paweł, Krzyściak, Anna B., Macura

9.1. Morfologia, metabolizm i rozmnażanie się grzybów

Grzybami (królestwo Fungi) określa się wielokomórkowe, komórczakowe lub jednokomórkowe organizmy eukariotyczne, plechowce nietworzące tkanek, odżywiające się cudzożywnie poprzez procesy osmozy (nie mają plastydów i chlorofilu). W większości przypadków są niezdolne do aktywnego ruchu (poza zoosporami u przedstawicieli prymitywnych grzybów).

Budowa komórki

Komórka grzybów otoczona jest błoną komórkową zbudowaną z podwójnej warstwy fosfolipidów, w której związkiem stabilizującym jest ergosterol (analogicznie do cholesterolu w błonie komórkowej ssaków). Na zewnątrz błony komórkowej znajduje się ściana komórkowa składająca się w uogólnieniu z trzech warstw: zrębu chitynowego (nieobecny u Pneumocystis), amorficznej warstwy glukanów i zewnętrznej warstwy glikoproteinowej zbudowanej z różnego rodzaju mannanów (ryc. 9.1). W niektórych przypadkach (rodzaj Cryptococcus) zewnętrzna warstwa jest grubą otoczką (ryc. 9.2).

Komórki grzybów cechuje obecność jednego lub wielu jąder otoczonych błoną jądrową z genomem rozmieszczonym na różnej liczbie chromosomów i o różnej ploidalności. Poza jądrem w cytoplazmie komórek grzyba występują mitochondria, retikulum endoplazmatyczne, wakuole i inne struktury cytoplazmatyczne typowe dla Eucaryota.

RYCINA 9.1.

Uproszczony schemat budowy ściany komórkowej grzybów

RYCINA 9.2.

Otoczki Cryptococcus neoformans uwidocznione w barwieniu negatywowym roztworem nigrozyny

Morfologia

Plechy grzybów występują w dwóch postaciach morfologicznych, jako jednokomórkowe organizmy drożdżopodobne (drożdże, yeasts) lub formy wielokomórkowe, które określa się mianem grzybów strzępkowych (hyphomycetes). Drożdże to zwykle owalne lub okrągłe komórki, o średnicy 3–10 μm, które rozmnażają się głównie przez pączkowanie, tworząc komórki potomne zwane blastosporami. Grzyby strzępkowe zbudowane są z rozgałęziających się, rurkowatych układów komórek – strzępek grzybni (hyphae), zwykle o średnicy 2–10 μm. Strzępki mogą mieć liczne przegrody (strzępki septowane, od łac. septum oznaczającego przegrodę) lub być komórczakami bez przegród (strzępki cenocytyczne). Sploty strzępek określa się mianem grzybni (mycelium). Wydłużone komórki drożdżowe ułożone jedna za drugą mogą imitować strzępkę – określa się je mianem strzępek rzekomych (pseudohyphae) (ryc. 9.3).

Niektóre grzyby, w zależności od warunków środowiska, występują w postaci drożdżowej lub strzępkowej, wykazując dimorfizm morfologiczny. Grzybnia odpowiedzialna za odżywianie, wnikająca do podłoża z substancjami odżywczymi, to grzybnia wegetatywna, natomiast grzybnia rozwijająca się nad powierzchnią podłoża, umożliwiająca wymianę gazową, nosi nazwę grzybni powietrznej. Wśród strzępek grzybni powietrznej tworzone są struktury rozmnażania płciowego lub (częściej w przypadku grzybów chorobotwórczych) bezpłciowego (konidiofory, sporangiofory). Grzyby strzępkowe mogą również rozmnażać się przez fragmentację grzybni wegetatywnej (fragmentacja strzępek, tworzenie aleurokonidiów).

RYCINA 9.3.

Elementy morfologiczne grzybów

Rozmnażanie

Grzyby rozmnażają się poprzez wytwarzanie zarodników zarówno na drodze płciowej w procesie mejozy (np. askospory, bazydiospory), jak i bezpłciowej poprzez podziały mitotyczne (konidia, aleurospory). Cykl życiowy grzybów jest złożony. Rozmnażanie płciowe i bezpłciowe może występować obok siebie nawet w jednej kolonii grzyba (np. tworzenie klejstotecjów obok konidioforów w przypadku Aspergillus nidulans). W rozmnażaniu grzybów obserwuje się również tzw. cykl paraseksualny, czyli proces crossing-over zachodzący między jądrami komórkowymi (heterokarion) w strzępkach wegetatywnych w dowolnym momencie życia grzyba, a nie w wyspecjalizowanych do tego organach, czy też stadium rozwojowym, jak przebiega to w typowym procesie rozmnażania płciowego. Zdarza się, że redukcja ploidalności komórki grzybowej może zachodzić również poprzez utratę chromosomów w podziałach mitotycznych, a nie na drodze mejozy.

U podstawczaków i workowców proces kariogamii jest odsunięty w czasie od plazmogamii, przez co grzyby te występują w fazie dwujądrowej (z tego powodu łączy się je w rangę podkrólestwa Dikarya). Zwykle w procesie rozmnażania płciowego powstaje owocnik. Patogennymi grzybami, u których można spotkać owocniki, są głównie Aspergillus i Chaetomium. Drożdże podczas rozmnażania nie wytwarzają owocników, a komórki zarodnikotwórcze powstają z przekształcenia komórek wegetatywnych i pozostają nieosłonięte.

Większość patogennych grzybów preferencyjnie rozmnaża się bezpłciowo, chociaż w ich genomie zachowane są mechanizmy rozrodu płciowego. Często do indukcji rozmnażania płciowego konieczne jest zaistnienie sprzyjających warunków (długi okres inkubacji, temperatura, odpowiednia pożywka). Budowa struktur rozmnażania wraz z wyglądem i sposobem tworzenia zarodników przez wiele lat stanowiły podstawę klasyfikacji grzybów oraz ich identyfikacji mikroskopowej (ryc. 9.4).

Wyróżnia się dwa główne sposoby tworzenia zarodników bezpłciowych: konidiogenezę blastyczną i konidiogenezę taliczną. Konidigeneza blastyczna polega na wytworzeniu zarodnika poprzez uwypuklenie komórki rodzicielskiej (w przypadku drożdży jest to proces pączkowania, a u grzybów strzępkowych powstawanie zarodników w komórkach typu fialidy lub annelidy). W konidiogenezie talicznej zarodnik powstaje poprzez przekształcenie istniejącej już komórki i odłączenie jej od pozostałych komórek (rozpad strzępek na oidia/artrokonidia, powstawanie zarodników typu aleurokonidiów, np. mikro- i makrokonidiów u dermatofitów) (ryc. 9.5).

RYCINA 9.4.

Konidiofor i sporangiofor pozwalające odróżnić najczęstsze grupy grzybów pleśniowych

RYCINA 9.5.

Niektóre zarodniki grzybów strzępkowych, będące równocześnie kryterium rozpoznawania poszczególnych gatunków

Metabolizm grzybów

Grzyby są heterotrofami, a większość z nich jest destruentami, które rozkładają szczątki organiczne w przyrodzie. Spora część gatunków wchodzi w interakcje z innymi organizmami, które mogą polegać na symbiozie, komensalizmie lub pasożytnictwie. Istnieją też gatunki drapieżne (zoofagiczne). Wymagania pokarmowe grzybów patogennych są zróżnicowane: od oligotroficznych pleśni, przez wyspecjalizowane rodzaje wymagające do wzrostu suplementacji podłoży, np. lipidami (Malassezia), aż po niewzrastające na sztucznych pożywkach Pneumocystis jirovecii. Grzyby wykazują różne strategie życiowe, które przekładają się również na przebieg kliniczny zakażeń. Gatunki szybko kolonizujące nisze i szybko wytwarzające liczne zarodniki, które – zanim pojawią się inne organizmy – opuszczają środowisko i giną, określa się jako posiadające strategię R (ruderal). Taki sposób bytowania przypisuje się grzybom z typu Mucoromycota. Inne gatunki kolonizujące już zajęte nisze, które poprzez produkcję zewnątrzkomórkowych metabolitów (w tym antybiotyków, mykotoksyn) wykazują właściwości konkurencyjne, opisuje się jako posiadające strategię C (combative). Tutaj zalicza się gatunki z rodzajów Aspergillus lub Fusarium, które powodują bardziej przewlekłe zakażenia niż Mucorales.

Metabolizm grzybów obejmuje liczne szlaki biochemiczne prowadzące do biosyntezy ogromnej liczby związków, które można podzielić na metabolity pierwotne i wtórne. Metabolizm pierwotny prowadzi do wytworzenia związków zapewniających wzrost i rozwój grzybów, natomiast metabolizm wtórny odnosi się do wytwarzania związków, które nie są niezbędne podczas rozwoju grzybów i powstają zwykle w wyniku presji środowiska (np. antybiotyki przy współzawodnictwie międzygatunkowym lub mykotoksyny usuwane jako szkodliwe pozostałości przemiany materii). Metabolity wtórne są szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym, kosmetycznym i spożywczym. W przemyśle farmaceutycznym grzyby są znane jako producenci antybiotyków (penicylina, cefalosporyny, kwas fusydowy, gryzeofulwina), statyn (lowastatyna), cytostatyków (cyklosporyna), witamin (ryboflawina) i β-galaktozydazy. Dostarczają kilku dodatków do żywności i adiuwantów technologicznych, takich jak kwasy organiczne, barwniki i kwasy tłuszczowe, np. cytrynowy, fumarowy, glukonowy, barwniki spożywcze, jak karoteny (likopen, β-karoten), monaskorubina, ankaflawina, alizaryna. Grzyby są zdolne do wytwarzania specyficznych enzymów, np. fosfolipaz, proteaz, w tym proteinazy serynowej, keratynazy, elastazy, które biorą udział w patogenezie zakażeń.

Patogenne grzyby są mezotermiczne, jednak w większości wykazują zdolność do wzrostu w temperaturze 37°C – dotyczy to nawet pasożytujących typowo na skórze dermatofitów (Trichophyton verrucosum wzrasta lepiej w temperaturze 37°C niż w 25°C). Niektóre z nich w wyniku działania temperatury zmieniają swoją morfologię. Grzyby są w większości tlenowymi mikroaerofilami. Część drożdży to fakultatywne beztlenowce, które muszą syntetyzować w obecności tlenu tylko niektóre kwasy tłuszczowe (np. kwas oleinowy) i sterole (ergosterol). Obligatoryjnymi beztlenowcami są symbiotyczne Neocallimastigomycota bytujące w żwaczach przeżuwaczy. Większość drożdży wzrasta w ciągu 1–3 dni, pleśnie Aspergillus wykazują dojrzałość kolonii w okresie 5–7 dni. Niektóre grzyby wykazują wolny wzrost na pożywkach, wymagający nawet 6 tygodni inkubacji. Znane są grzyby termofilne, psychrofilne, acidofilne i halofilne.

9.2. Klasyfikacja i taksonomia grzybów

Systematyka grzybów podlega ciągłym zmianom w związku z badaniami podobieństwa genomów. Grzyby są bliżej spokrewnione ze zwierzętami, z którymi miały wspólnego przodka niż z królestwem roślin, do którego były zaliczane przez wiele lat jako rośliny zarodnikowe. Uważa się, że pochodzą od jednokomórkowych protistów z wiciami ułożonymi na tylnym biegunie, które nie miały plastydów i magazynowały glikogen. Najstarsze skamieniałości uznawane za grzyby są szacowane na około 1 mld lat. Istnieją przesłanki, że grzyby skolonizowały lądy na długo przed „wyjściem” z morza roślin.

Obecnie w systematyce wyróżnia się królestwo grzybów (Fungi), w którym z szacunkowej liczby 1,5 mln gatunków opisano do tej pory około 100 tys. Grzyby dzieli się na dziewięć głównych linii rozwojowych: Opisthosporidia, Chytridiomycota, Neocallimastigomycota, Blastocladiomycota, Zoopagomycota, Mucoromycota, Glomeromycota, Ascomycota i Basidiomycota. Patogenne dla ludzi grzyby stwierdzane są w pięciu typach: Basidiobolomycota, Entomophthoromycota, Mucoromycota, Basidiomycota i Ascomycota. Od 1840 roku opisano 675 różnych gatunków grzybów, które były związane z zakażeniami kręgowców, około 100 gatunków uznawanych jest za względnie częste czynniki grzybic u ludzi i zwierząt.

Istotnym problemem w taksonomii mykologicznej jest występowanie podwójnego nazewnictwa, które wynika z opisywania osobno form rozmnażania płciowego (teleomorfy) i odpowiadających im form rozmnażających się bezpłciowo (anamorfy) pod różnymi nazwami gatunkowymi. Przyjęcie wielokierunkowej koncepcji taksonomicznej gatunku uwzględniającej, oprócz cech morfologicznych, dane biochemiczne i pokrewieństwo genetyczne, przyczyniło się do zmiany podejścia do nazewnictwa i klasyfikacji grzybów. W rozdziale zastosowano uproszczenia łączące obecne w mykologii lekarskiej tradycyjne podziały na grzyby drożdżopodobne (drożdże), pleśniowe, dermatofity i grzyby dimorficzne w odniesieniu do ich klasyfikacji naturalnej (ryc. 9.6).

RYCINA 9.6.

Drzewo filogenetyczne organizmów żywych z usytuowaniem na nim grzybów

9.3. Rodzaje zakażeń grzybiczych człowieka

W zależności od umiejscowienia w organizmie wyróżnia się cztery główne kategorie grzybic:

• zakażenia powierzchniowe bez odpowiedzi tkankowej;

• grzybice skórno-śluzówkowe;

• grzybice podskórne;

• grzybice głębokie.

Zakażenia powierzchniowe bez odpowiedzi tkankowej są zwykle związane z zajęciem martwych komórek łodygi włosów (piedra, wczesne zakażenie włosów przez dermatofity, przed zajęciem skóry) czy też z kolonizacją warstwy rogowej naskórka (łupież pstry, tinea nigra). Do tej grupy grzybic można też zaliczyć przerost grzybów w kanale usznym.

Grzybice skórno-śluzówkowe dzieli się na grzybice skóry i jej przydatków oraz grzybice błon śluzowych. Grzybice skóry i jej przydatków wywoływane są głównie przez dermatofity i wiążą się ze zmianami rumieniowo-złuszczającymi na skórze, utratą włosów czy też hiperkeratozą, kruchością i zmianą zabarwienia paznokci. Drożdże, szczególnie Candida albicans, są odpowiedzialne za wyprzenia lokalizujące się w fałdach skóry (pachwiny, fałdy podpiersiowe, przestrzenie międzypalcowe) i objawiające się w postaci wysypki rumieniowej z typowymi zmianami satelitarnymi. Grzybice błon śluzowych jamy ustnej, przełyku i dróg rodnych są przerostem komórek drożdży, najczęściej objawiającym się białymi zmianami, które są łatwo usuwalne szpatułką. Po usunięciu zmian odsłania się odczyn zapalny widoczny jako rumieniowo zmieniona błona śluzowa.

Grzybice podskórne są związane z traumatyczną inokulacją grzybów do tkanek podskórnych, powodującą reakcję immunologiczną prowadzącą do powstania ziarniniaków lub cyst. Zwykle zakażenia te są przewlekłe i mogą być powiązane z nekrozą tkanek i tworzeniem jam, jak w przypadku eumycetoma.

Grzybice głębokie zwykle dotyczą pacjentów z upośledzonym układem odporności. Do zakażenia może dojść poprzez inhalację zarodników ze środowiska, wniknięcie grzybów z zatok przynosowych, przedostanie się z przewodu pokarmowego w wyniku przełamania barier błon śluzowych, drogą urazów, w tym związanych z zabiegami medycznymi. Zakażenie może pozostać miejscowe w narządach lub tkankach głębokich (grzybica narządowa, grzybica systemowa) lub ulec rozsiewowi (grzybica rozsiana) poprzez naczynia krwionośne (fungemia) lub limfatyczne. W wyniku rozsiewu może dochodzić wtórnie do zakażenia skóry. Zakażenia dotyczące miejsc pierwotnie jałowych określa się mianem grzybic inwazyjnych. Wśród grzybic płuc i zatok na osobną uwagę zasługują grzybice związane z reakcją alergiczną, np. alergiczna aspergiloza oskrzelowo-płucna.

Ze względu na rodzaj czynnika etiologicznego wśród grzybic wymienia się:

• drożdżyce – do których należy szerokie spektrum zakażeń od kandydozy błon śluzowych, przez łupież pstry po kandydozę narządową i kryptokokozę opon mózgowo-rdzeniowych;

• dermatofitozy – zakażenia skóry i jej przydatków wywołane przez dermatofity (zakażenia skóry wywołane przez inne grzyby nazywa się dermatomykozami);

• grzybice tropikalne/endemiczne – wywoływane przez grzyby cechujące się dimorfizmem mycelialno-drożdżowym związanym z temperaturą;

• pleśnice – zakażenia wywołane przez grzyby strzępkowe niebędące dermatofitami; do tej grupy zalicza się m.in. aspergilozę, fuzariozę, pleśnicę paznokci wywołaną przez Scopulariopsis (dawniej akaulioza);

• mukormykozę/zygomykozę – zakażenie wywołane przez grzyby należące do sprzężniaków (głównie rzędu Mucorales).

9.4. Patogeneza zakażeń grzybiczych

Wyróżniamy dwa rezerwuary grzybów patogennych: mikrobiotę gospodarza i środowisko zewnętrzne. Zakażenia wywołane grzybami należącymi do mikrobioty gospodarza określa się mianem grzybic endogennych. Patogenne grzyby wnikają do organizmu w wyniku otwarcia wrót zakażenia, np. poprzez wejścia naczyniowe, czy w czasie operacji, osłabienie bariery błon śluzowych lub w wyniku działania leków cytostatycznych, a także na skutek translokacji drobnoustrojów wskutek czynników behawioralnych, np. z przewodu pokarmowego do dróg moczowo-płciowych. Zakażenia wywołane grzybami pochodzącymi ze środowiska określa się mianem grzybic egzogennych. Patogeny najczęściej wnikają poprzez układ oddechowy na drodze inhalacji zarodników (Aspergillus, Cryptococcus), kontakt bezpośredni z drobnoustrojem (kontakt z zakażonym nosicielem, skażonymi przedmiotami, glebą) oraz w wyniku urazów i poprzez skażone urządzenia medyczne.

Po dostaniu się drobnoustrojów do organizmu gospodarza nie bez znaczenia są jego kondycja i status immunologiczny. Do grzybic predysponuje wiele stanów chorobowych, m.in. choroby związane z immunosupresją (szczególnie nowotwory krwi, procedury związane z leczeniem nowotworów, AIDS), cukrzyca, stosowanie antybiotyków, a także stany fizjologiczne, np. ciąża (tab. 9.1).

TABELA 9.1.

Czynniki predysponujące do rozwoju zakażenia grzybiczego

Czynniki

Mechanizmy

Przyczyny

Immunologiczne

Zaburzenia odporności, szczególnie komórkowej, ale również humoralnej; defekt neutrofili, limfocytów T, układu fagocytarnego

AIDS, chłoniak Hodgkina, ostre białaczki, splenektomia, immunosupresja

Chemioterapia i radioterapia

Zmiana składu flory endogennej i osłabienie obrony przed zakażeniem

Stosowanie antybiotyków (szczególnie o szerokim zakresie działania), leków immunosupresyjnych, cytostatyków i glikokortykosteroidów

Przerwanie ciągłości tkanek

Urazy skóry i błony śluzowej, wprowadzanie narzędzi mechanicznych do naczyń lub tkanek, zabiegi chirurgiczne

Oparzenia, protezy stomatologiczne, choroba wrzodowa, nakłucia, cewniki, intubacja, endoskopia, tracheostomia, wkłucia dożylne, przetaczanie krwi, punkcja szpiku kostnego i inne punkcje, sztuczne zastawki serca, rozległe operacje, przeszczepy narządów, endoprotezy

Endokrynologiczne

Zaburzenia hormonalne, szczególnie niewyrównane i długotrwałe

Cukrzyca, nadczynność i niedoczynność tarczycy, choroba Cushinga

Fizjologiczne

Określone stany fizjologiczne i odchylenia od stanu prawidłowego

Ciąża, okres noworodkowy, starość, zakażenia drobnoustrojowe, choroby wyniszczające

Żywieniowe

Nadmiar lub niedobór pewnych składników odżywczych

Dieta obfita w węglowodany (szczególnie cukry proste) i niedobór witamin

Czynniki predysponujące do zakażeń dermatofitami: mikrourazy na skórze i paznokciach, zaburzenia troficzne i ortopedyczne, żylaki, zaburzenia krążenia; zaburzenia złuszczania naskórka, składu i obecności kwasów tłuszczowych na skórze; opatrunki okluzyjne; przebywanie w środowisku o dużej ekspozycji na dermatofity

9.4.1. Zakażenia powierzchniowe błon śluzowych (drożdżyce)

Zakażenia Candida mogą mieć zarówno charakter endogenny, jak i egzogenny. Niezależnie od ich źródła pierwszym etapem w patogenezie zakażeń jest przylgnięcie i kolonizacja (również w formie wielogatunkowego biofilmu) tkanek gospodarza lub powierzchni abiotycznych (np. ściany cewników). Etap ten wiąże się z koniecznością przezwyciężenia konkurencji ze strony rezydujących na tych powierzchniach bakterii i przełamaniem mechanizmów obrony gospodarza (ochronne właściwości mucyn, przeciwciała wydzielnicze, peptydy przeciwdrobnoustrojowe). O ile sama kolonizacja nie jest szkodliwa, to przy zaistnieniu sprzyjających warunków, zasiedlenie przez Candida spp. jest czynnikiem predysponującym do rozwoju grzybic, w tym zakażeń inwazyjnych.

Na początkowym etapie przylegania działają czynniki fizyczne, jednak z czasem następuje utrwalenie interakcji poprzez wiązanie się cząsteczek powierzchniowych komórek Candida (adhezyn) z receptorami na powierzchni komórek nabłonka lub bezpośrednio z powierzchniami abiotycznymi (tworzywa sztuczne, szkło, silikon), szczególnie pokrytymi śliną. Wśród adhezyn najlepiej poznane są białka z sekwencją podobną do aglutynin (agglutinin like sequence – Als 1–7, Als9) i białka ściany komórkowej strzępek 1 (hyphal wall protein – Hwp1). W ciągu 3 godzin od momentu zakażenia komórki C. albicans intensywnie wytwarzają strzępki (rostki, germ tubes) (ryc. 9.7).

Wzrost strzępek jest ukierunkowany (tigmotropizm). Tworzenie strzępek indukowane jest przez szereg czynników, takich jak zwiększone ciśnienie parcjalne CO_2 (hipoksja), niska zawartość azotu, H_2O_2, zmiana pH. Formę mycelialną indukuje też temperatura 37°C. Wytworzenie strzępek zwiększa siłę przylegania poprzez ekspresję kolejnych adhezyn, takich jak Als3 i Ssa1, które wiążą się bezpośrednio z E-kadheryną (białko odpowiedzialne za integralność nabłonka), a także pośrednio wchodząc w interakcję z białkami powierzchniowymi bakterii, np. SspA i SspB. Wydzielana cytolityczna toksyna peptydowa (kandydalizyna) uszkadza błony komórkowe, aktywuje komórki nabłonkowe, w tym receptor nabłonkowego czynnika wzrostu (EGFR), który jest związany z chorobami zapalnymi, a także onkogenezą (zakażenie Candida łączy się z leukoplakią drożdżakową). Inicjowane są endocytoza i internalizacja komórek drożdży. Strzępki Candida mogą również mechanicznie wnikać pomiędzy lub wręcz przez komórki nabłonkowe. Uszkodzeniu i penetracji nabłonka gospodarza towarzyszy wydzielanie na szczytach strzępek i pseudostrzępek proteaz, fosfolipaz i lipaz.

RYCINA 9.7.

Preparaty mikroskopowe bezpośrednie z plwociny barwione metodą Grama. Po lewej widoczne są liczne bakterie i blastospory, po prawej oprócz blastosporów nici grzybów. Czynnikiem etiologicznym kandydozy płuc w obu przypadkach była Candida albicans

Proteinazy aspartylowe C. albicans (Sap 1–3) są odpowiedzialne za niszczenie nabłonka, natomiast proteinazy wytwarzane przez inne drożdże mogą mieć różną specyfikę działania – niszczenie komórek skóry lub nabłonków dróg rodnych, np. u C. parapsilosis. Wydzielane fosfolipazy (PLB1–5) i lipazy (LIP8) uszkadzają błony komórkowe. Opisane wcześniej procesy zachodzą jednocześnie z aktywacją odpowiedzi immunologicznej gospodarza. W wyniku działania mediatorów komórkowych rekrutowane są wrodzone komórki odpornościowe, takie jak neutrofile, makrofagi i komórki Th17. W preparatach histopatologicznych obserwuje się zmiany naskórka z nieregularną akantozą, łagodnym obrzękiem międzykomórkowym (gąbczastość) i zmianami zapalnymi. Charakterystyczną cechą jest obecność w warstwie rogowej i górnych warstwach naskórka neutrofili w towarzystwie komórek drożdży. Neutrofile mogą tworzyć niewielkie skupiska.

W odpowiedzi na działanie układu immunologicznego strzępki mogą wywołać zabijanie fagocytów poprzez pyroptozę. Komórki drożdży wytwarzają dysmutazy nadtlenkowe (SOD1 i SOD5) i katalazę (Cta1), które stanowią obronę przed reaktywnymi formami tlenu (ROS), oraz białko powiązane z flawohemoglobiną (Yhb1), chroniące przed reaktywnymi formami azotu (RNS). Ponadto białka Iff/Hyr, biorące udział we wzroście i organizacji ściany komórkowej strzępki, są związane z unikaniem odpowiedzi immunologicznej gospodarza m.in. poprzez wiązanie kininogenu (prekursor białek dopełniacza).

Zakażenie zwykle pozostaje miejscowe, jednak u pacjentów predysponowanych może dojść do grzybicy inwazyjnej (patrz dalej).

9.4.2. Zakażenia powierzchowne skóry dermatofitami (dermatofitoza)

Do zakażenia dermatofitami dochodzi drogą egzogenną w wyniku kontaktu z zakażonymi ludźmi lub zwierzętami, skażonymi przedmiotami bądź powierzchniami, w tym glebą. Zakażeniu sprzyjają nagromadzenie cząstek infekcyjnych i czas ekspozycji, np. w miejscach znacznego zagęszczenia ludzi, takich jak koszary, akademiki, szatnie sportowców, hotele, baseny itp., w których użytkownicy korzystają ze wspólnych sanitariatów. Dużą rolę odgrywają tu czynniki związane z podatnością gospodarza, tj. wilgotność, maceracja i alkaliczne pH w miejscu infekcji. Za czynniki zakaźne uważa się artrokonidia. Przylgnięcie artrokonidiów następuje w około 4 godziny od ich depozycji na powierzchni skóry. W tym czasie komórki grzyba uwalniają liczne enzymy proteolityczne, lipazy, ceramidazy, po czym zaczynają tworzyć się strzępki (ok. 4–24 godz.). Septowane strzępki są już widoczne po 6 godzinach od momentu zakażenia. W ciągu 1–4 dni enzymy grzybicze dokonują degradacji korneodesmosomów, kutikuli lipidowej i zaczynają trawienie keratyny. Następuje utrata ochronnej bariery naskórkowej. Keratynocyty uwalniają cytokiny prozapalne i peptydy przeciwdrobnoustrojowe. Zaczyna się proces zapalny o różnym nasileniu w zależności od infekującego gatunku (dermatofity zoofilne z reguły wywołują silniejszą odpowiedź zapalną, natomiast mannany obecne w ścianie komórkowej T. rubrum zmniejszają limfoproliferację, przez co odpowiedź immunologiczna jest łagodniejsza). Istotnym aspektem w patogenezie zakażeń dermatofitowych jest ich zdolność do rozkładu keratyny. Dioksygenaza cysteiny (Cdo1) i pompa siarczkowa typu efflux (Ssu) pozwalają dermatofitom na wytworzenie siarczynów z aminokwasu cysteiny. Siarczyny redukują wiązania w mostkach siarczkowych (S=S) obecne w twardej keratynie, co powoduje rozluźnienie jej struktury, umożliwiając działanie kolejnym enzymom – endopeptydazom. Różnice w budowie keratyn, jak również różnice w aktywności keratynaz tłumaczą preferencje gatunkowe i lokalizację zakażeń poszczególnych dermatofitów, np. rodzaj Microsporum atakuje skórę i włosy, rodzaj Epidermophyton skórę i paznokcie, a rodzaj Trichophyton skórę, włosy i paznokcie (większość szczepów T. rubrum nie infekuje włosów).

9.4.3. Zakażenia powierzchowne skóry – Malassezia

Drożdże z rodzaju Malassezia są składnikiem naturalnej mikrobioty bytującej na ludzkiej skórze w miejscach bogatych w łój, tj. na klatce piersiowej, plecach i głowie. Są ściśle zależne od obecności lipidów w środowisku. W ich genomach nie stwierdza się genów związanych z syntezą kwasów tłuszczowych i genów dla enzymów wykorzystujących węglowodany. Obecnych jest natomiast wiele genów kodujących lipazy pozwalające na wykorzystywanie jako źródła pożywienia triglicerydów z łoju.

Gatunki Malassezia różnią się między sobą pod względem zdolności asymilacji poszczególnych lipidów, a różnica w składzie lipidów naskórka i łoju może determinować kolonizację przez określone gatunki. Przy nieuszkodzonej skórze Malassezia nie wzbudzają odpowiedzi immunologicznej, natomiast w przypadku uszkodzenia bariery naskórkowej komórki drożdży wchodzą w bezpośredni kontakt z keratynocytami, komórkami dendrytycznymi, makrofagami, komórkami mieloidalnymi i limfocytami Tγδ. Drożdże Malassezia mogą wchodzić w reakcje ze skórą na dwa sposoby: bezpośrednio poprzez podrażnienie wydzielanymi metabolitami lub pośrednio indukując odpowiedź immunologiczną, bądź alergiczną, co prowadzi do rozwoju zapalenia.

Zmiany o charakterze niezapalnym obserwowane są w przypadku łupieżu pstrego. Dochodzi wtedy do przerostu grzybów i wytworzenia przez nie strzępek. W preparatach histopatologicznych biopsji skóry widoczne są łagodne oznaki defektów bariery skórnej i brak oznak zapalenia pomimo dużego obciążenia grzybami. W surowicy wykrywane są specyficzne immunoglobuliny klasy IgG. Przyczyną obserwowanych zmian hiper- lub hipopigmentacyjnych skóry są wydzielane przez komórki drożdży metabolity, będące wynikiem przekształcenia przez aminotransferazę tryptofanową aminokwasów L-tryptofanu i L-DOPA. Indyrubina, indolo[3,2-b]karbazol aktywują szlak sygnałów receptora węglowodorów arylowych (AhR), który pośredniczy w indukowanej UV melanogenezie, prowadząc do hiperpigmentacji skóry. Natomiast malassezyna powoduje zależną od AhR apoptozę melanocytów, co z kolei objawia się odbarwieniami skóry. Łuszczenie można tłumaczyć efektem drażniącym związków powstałych z przemian tłuszczów (kwas oleinowy działa drażniąco i złuszczająco). Ponadto wykazano udział grzybów Malassezia w takich chorobach skóry, jak łojotokowe zapalenie skóry i łupież zwyczajny, atopowe zapalenie skóry oraz łuszczyca, gdzie choroba sprzyja zmianom w populacji drożdży, których nadmierny przerost powoduje nasilanie stanu zapalnego i indukcję reakcji alergicznej.

9.4.4. Zakażenia podskórne (sporotrychoza, eumycetoma)

Sporotrychoza wywoływana jest przez dimorficzne grzyby z rodzaju Sporothrix. Do zakażenia dochodzi poprzez wprowadzenie do skóry lub tkanki podskórnej strzępek bądź zarodników grzyba w wyniku zakłucia częściami roślin czy poprzez zadrapania i ugryzienia przez zwierzęta (szczególnie przez koty w Ameryce Południowej). Zmiany skórne w postaci początkowo czerwonawej, martwiczej, guzkowatej grudki pojawiają się 1–10 tygodni od penetrującego uszkodzenia skóry. Zmiany są ropiejącymi ziarniniakami. Ulegają często rozsianiu poprzez naczynia limfatyczne, tworząc łańcuch luźno rozmieszczonych zmian guzowatych i owrzodzeń typowych dla tej choroby. Grzyby posiadają adhezyny (białka ściany komórkowej – gp70) wiążące się do fibronektyny i lamininy, które są zdolne do wywoływania silnej odpowiedzi humoralnej. Sfagocytowane elementy grzybów stymulują produkcję cytokin i tlenku azotu. Cytokiny pośredniczą w różnicowaniu limfocytów Th1 i Th17. Odpowiedź humoralna jest różna w zależności od infekującego gatunku. Cięższy przebieg zakażenia związany jest z wysokim odsetkiem limfocytów T CD4+, limfocytów B CD22+, neutrofilów, większą ekspresją syntetazy tlenku azotu NOS_2 prowadzącą do intensywniejszej reakcji zapalnej z produkcją IFN-γ. Wytwarzane są specyficzne przeciwciała, które po opłaszczeniu patogenu wzmagają jego fagocytozę. Odpowiedź immunologiczna, która prowadzi do uszkodzenia tkanek, nie zawsze powoduje zabicie grzyba. Wówczas zakażenie może ulec rozsianiu do innych miejsc i przybrać postać ogólnoustrojową.

Grzyby obecne w tkankach mogą wykorzystywać do przetrwania czynniki efektorowe układu odpornościowego. Charakterystyczne dla sporotrychozy jest powstawanie ciałek gwiaździstych (asteroid body) będących reakcją Splendore'a-Hoeppliego, czyli nagromadzeniem wokół komórki drożdżowej grzyba resztek nekrotycznych i immunoglobulin IgG i IgM. Taka sytuacja powoduje maskowanie antygenów grzybiczych i czyni je niedostępnymi dla swoistej odpowiedzi immunologicznej. Dodatkowo obecność melaniny w ścianie komórkowej chroni komórki Sporothrix przed fagocytozą i działaniem reaktywnych form tlenu i azotu. Szczepy posiadające melaninę wywołują liczne ziarniniaki, podczas gdy mutanty jej pozbawione dają tylko zlokalizowaną i ograniczoną reakcję ziarniniakową.

Patogeneza eumycetoma (stopa madurska) nie jest w pełni poznana. W rejonach endemicznych wiele osób jest narażonych na czynniki powodujące zakażenie i ma stwierdzane przeciwciała przeciw Madurella mycetomatis, ale tylko u nielicznych rozwija się choroba. Stwierdzono, że brak aktywności chitotriozydazy makrofagów (enzym odpowiedzialny za spichrzanie glukocerebrozydu w makrofagach) jest związany ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia mycetoma. Do zakażenia dochodzi po traumatycznej inokulacji w tkankę skórną lub podskórną strzępek jednego z ponad 40 gatunków grzybów. Uraz może być niewielki (z powodu cierni, drzazg lub innych przedmiotów). Czas inkubacji po zaszczepieniu drobnoustroju do momentu rozpoznania waha się od miesięcy do lat. W dwóch na trzy przypadki zakażenie jest umiejscowione na stopie. Dotknięty obszar ma normalną temperaturę skóry i często jest przebarwiony. Istotnym objawem mycetoma jest bezbolesny guzowaty obrzęk tkanki podskórnej.

Elementy grzybni są zlokalizowane w podskórnej tkance tłuszczowej jako gęste, ograniczone, w szczególności promieniste konglomeraty strzępek, zamknięte w amorficznej substancji macierzy. Reakcje tkankowe w mycetoma przebiegają w kolejności: przylgnięcie i degranulacja neutrofili prowadząca do dezintegracji ziaren, zastąpienie neutrofili makrofagami w celu wchłonięcia ziaren i szczątków po neutrofilach, a w konsekwencji utworzenie ziarniniaka nabłonkowego. Na kolejnym etapie tworzone są przetoki z licznymi zatokami. Płyn odprowadzany z zatoki może zawierać charakterystyczne ziarna mikrokolonii grzyba. Badanie histopatologiczne mycetoma wykazuje wyraźną odpowiedź zapalną, blizny, ropienie, owrzodzenie i przerost nabłonka.

W przypadku braku leczenia zmiany mogą stać się guzami deformującymi, upośledzającymi funkcję i powodować ból, a ponadto może dochodzić do nadkażeń bakteryjnych (Staphylococcus aureus).

9.4.5. Grzybice głębokie

Kandydoza inwazyjna

Do wniknięcia drożdży Candida i rozwoju inwazyjnej kandydozy predysponują trzy główne czynniki:

• poantybiotykowa dysbioza – prowadząca do przerostu drożdży na błonach śluzowych;

• naruszenie barier skórno-śluzówkowych – wywołane cytotoksycznym zapaleniem związanym z chemioterapią, stosowaniem wkłuć naczyniowych, szczególnie centralnych, lub zabiegami chirurgicznymi;

• brak zdolności eliminacji drobnoustrojów w wyniku immunosupresji (neutropenia indukowana chemioterapią, kortykosteroidoterapia).

Po wniknięciu komórek grzyba do organizmu następuje ich rozsiew drogą hematogenną. W przeciwieństwie do kandydozy błony śluzowej, w której kluczową linią obrony jest odpowiedź pośredniczona przez limfocyty Th17, skuteczna odporność przy zakażeniu inwazyjnym opiera się na fagocytach szpikowych (neutrofile, monocyty, makrofagi i komórki dendrytyczne). Rekrutacja neutrofili do miejsca infekcji (narządu) ma ogromne znaczenie w eliminacji Candida spp., szczególnie w początkowym okresie zakażenia (24–48 godz. od początku infekcji). Patogeneza zajęcia poszczególnych narządów w przebiegu kandydozy narządowej jest ciągle przedmiotem badań. Uważa się, że przy zajęciu narządów działają te same mechanizmy, jak przy zakażeniu błon śluzowych (patrz wyżej), czyli przyleganie i zdolność formowania strzępek. Szczególne znaczenie w patogenezie kandydozy inwazyjnej mają proteinazy serynowe Sap4-Sap6, które są zaangażowane w unikanie niszczenia komórek Candida przez makrofagi. W patogenezie zakażeń narządowych wskazuje się również na zdolność Candida do zmiany fenotypu komórki z formy owalno-kulistej, określanej na podstawie koloru formowanych kolonii jako white, w formę wydłużoną, pozbawioną zabarwienia, nazywaną opaque. W zakażeniu nerek częściej stwierdza się tzw. fenotyp white, który indukuje powstawanie cytokin prozapalnych, a w zakażeniach serca i śledziony fenotyp opaque.

Ważną rolę w podatności na kandydozy ma upośledzenie układu odporności. Wykazano, że zwiększoną podatność na kandydozę inwazyjną i przewlekłą kandydozę śluzówkowo-skórną mają pacjenci z autosomalnym recesywnym niedoborem białka CARD9 w szlaku odpowiedzi receptora lektynowego (CLR). U tych osób inwazyjna kandydoza zazwyczaj atakuje ośrodkowy układ nerwowy (ale nie nerki, wątrobę lub śledzionę). Może to być związane z działaniem kandydalizyny na komórki mikrogleju CARD9+, prowadzącym do rekrutacji neutrofili do mózgu. Paradoksalne u pacjentów z inwazyjną kandydozą z zajęciem nerek oraz w podgrupie pacjentów z neutropenią, u których inwazyjna kandydoza z zajęciem wątroby i śledziony rozwinęła się w czasie odbudowy populacji neutrofilii, można zaobserwować patogenetyczne działanie neutrofili na te narządy.

Kryptokokoza

Kryptokokoza jest zakażeniem egzogennym, w którym patogeny najczęściej dostają się do organizmu gospodarza na drodze inhalacji blastospor (średnica ok. 3 µm) lub bazydiospor (< 2µm), rzadziej przez powłoki skórne. Rezerwuarem w przypadku Cryptococcus neoformans są gleba bogata w azot, odchody ptasie, owoce, natomiast C. gattii bytuje na korze drzew, szczególnie eukaliptusowych. Zarodniki kryptokoków po aspiracji do układu oddechowego, ze względu na swój rozmiar, penetrują głęboko do drzewa oskrzelowego. Wydzielana przez komórki kryptokoków fosfolipaza rozkłada surfaktant i sprzyja przyłączaniu się C. neoformans do komórek nabłonka płuc, gdzie zachodzi ich fagocytoza. Wynik interakcji C. neoformans–makrofagi jest krytycznym wyznacznikiem dalszych losów drobnoustroju i gospodarza podczas infekcji. Zwykle zakażenie ulega ograniczeniu na tym etapie, jednak przy braku efektywnego zabijania przez makrofagi i dysfunkcji limfocytów T pomocniczych, jak dzieje się to w przypadku pacjentów z AIDS, czy też biorców narządów w czasie terapii immunosupresyjnej, dochodzi do rozsiewu zakażenia. Obecność ureazy C. neoformans w płucu sprzyja gromadzeniu się niedojrzałych komórek dendrytycznych i powstawaniu spolaryzowanej na komórki Th2 nieochronnej odpowiedzi zapalnej. Antygeny otoczkowe zakłócają migrację fagocytów w kierunku chemoatraktantów m.in. poprzez indukcję wydalania selektyny L z neutrofili, interferują w wydzielanie cytokin, bezpośrednio hamują proliferację limfocytów T, wzmagają apoptozę makrofagów i opóźniają dojrzewanie oraz aktywację komórek dendrytycznych. Zakłócenia migracji leukocytów mogą tłumaczyć często obserwowane u wielu pacjentów słabe reakcje zapalne w odpowiedzi na zakażenie kryptokokowe. Istnieją również dowody na to, że infekcja kryptokokowa w płucach predysponuje gospodarza do rozwoju alergicznego zapalenia, które może prowadzić do nadreaktywnych chorób dróg oddechowych, takich jak astma.

Poza zdolnością unikania fagocytozy kryptokoki posiadają szereg mechanizmów pozwalających im przetrwać w fagosomach. Wzmagają dysfunkcję i lizę makrofagów poprzez akumulujące się w cytoplazmie pęcherzyki z uwalnianymi polisacharydami otoczki. Wytwarzane fosfolipazy (głównie fosfolipaza B) pozwalają uszkadzać błony fagolizosomów. Kolejnym mechanizmem obrony przeciw fagocytozie jest powstawanie komórek tytanów, czyli powiększenie objętości komórki drożdży i rozmiarów otoczki do wielkości ponad 10 µm, co może prowadzić do uszkodzenia makrofagów. Niekontrolowane pączkowanie może spowodować lizę makrofaga. Komórki kryptokoka mogą również przemieszczać się do sąsiedniego makrofaga, unikając kontaktu z układem immunologicznym. C. neoformans może też opuścić fagolizosom bez niszczenia makrofagów.

Wiele czynników pozwala komórkom kryptokoków przeżyć w organizmie gospodarza. C. neoformans skutecznie wychwytuje żelazo za pomocą białek, takich jak permeazy żelaza, ferroksydazy i glikoproteiny Cig1 (chelator grup hemowych). Białko Rim101 służy kryptokokom do adaptacji do obojętnego pH. Reguluje ono również inne ważne cechy wymagane do zjadliwości, takie jak integralność ściany komórkowej i wytwarzanie otoczki. W przeciwdziałaniu reaktywnym formom tlenu C. neoformans wykorzystuje glutation, tioredoksyny oraz mannitol, natomiast odporność na stres nitrozowy związany jest z aktywnością dehydrogenazy izocytratowej i denitrozylazy fawohemoglobiny. Silna aktywność przeciwutleniająca melaniny zapewnia ochronę przed utleniaczami wytwarzanymi przez stymulowane makrofagi. Różne białka zewnątrzkomórkowe, w tym fosfolipazy, proteazy i ureazy oraz enzymatyczne składniki układu redoks: tioredoksyny (Trxs), glutaredoksyny (Grxs), peroksyredoksyny (Prxs) i katalazy, służą jako czynniki enzymatyczne pozwalające przetrwać kryptokokom atak nieswoistej odpowiedzi immunologicznej.

Po przeżyciu fagocytozy i ataku oksydacyjnego C. neoformans dociera drogą krwionośną do narządów docelowych. Z wciąż nieznanych powodów grzyb ten ma szczególny tropizm do mózgu. Drożdże po dotarciu do mózgowia ze względu na swoją wielkość zostają uwięzione w kapilarach mózgowych.

C. neoformans może pokonywać barierę krew–mózg na kilka sposobów:

1) w procesie transcytozy, w którym komórki drożdży ulegają endocytozie, łącząc się za pomocą kwasu hialuronowego otoczki z obecnymi na błonie komórkowej komórek śródbłonka receptorami (RHAMM) i glikoproteinami CD44;

2) poprzez paracytozę, czyli przeniknięcie przez zniszczone lub rozluźnione na skutek działania amoniaku (produkt działania ureazy) i plazmin (mannoproteiny kryptokoka aktywują plazminogeny) komórki śródbłonka;

3) poprzez mechanizm „konia trojańskiego”, polegający na przeniesieniu komórek kryptokoka wewnątrz zainfekowanych makrofagów.

Dodatkowo inozytol obecny w mózgowiu w dużej ilości jako osmolit jest pozyskiwany przez kryptokoki w charakterze źródła węgla.

Charakterystyczną cechą wielu przypadków kryptokokozy OUN jest tworzenie się mas komórek drożdży (kryptokokoma) w mózgu z niewielkim stanem zapalnym lub w ogóle niewystępującym bez tworzenia ziarniniaków i martwicy. Powstałe zmiany składają się z galaretowatych pseudotorbieli złożonych z upakowanych komórek C. neoformans i – ze względu na szczególny wygląd w MR – zostały określone jako bańki mydlane.

W patogenezie choroby kryptokokowej ważny jest miejscowy stan zapalny i uszkodzenie narządów w odpowiedzi na antygeny kryptokokowe w tkankach w zespole rekonstrukcji immunologicznej (IRIS). Udział uszkodzeń immunologicznych w patogenezie kryptokokozy może pomóc wyjaśnić paradoksalną obserwację, że rokowanie kryptokokowego zapalenia opon mózgowo-rdzeniowych jest korzystniejsze u pacjentów z zakażeniem wirusem HIV i ciężkim niedoborem odporności niż u osób bez oczywistego upośledzenia odporności. Zapalenie opon mózgowo-rdzeniowych jest główną przyczyną śmiertelności podczas kryptokokozy. Śmierć gospodarza jest często spowodowana skutkami fizycznego ucisku tkanki, obrzękiem mózgu i defektami resorpcji płynu mózgowo-rdzeniowego (prawdopodobnie z powodu zwiększenia jego lepkości w wyniku wydalania polisacharydów grzybowych).

Aspergiloza

Aspergiloza jest grzybicą egzogenną, której rezerwuar stanowią miejsca naturalnego bytowania kropidlaków, czyli wszelkie produkty mogące pleśnieć. Zarodniki Aspergillus fumigatus mają wielkość 2–3 µm, co pozwala im wniknąć głęboko do drzewa oskrzelowego. U zdrowych osób pojawienie się grzybów pobudza reakcję nabłonka płuc, który wydziela śluz, surfaktant, peptydy przeciwdrobnoustrojowe i chemoatraktanty przyciągające komórki układu odpornościowego. W górnych drogach oddechowych warstwa śluzu na powierzchni komórek nabłonka rzęskowego wychwytuje i przesuwa w górę układu oddechowego zainhalowane zarodniki i fragmenty strzępek, które następnie są usuwane w odruchu kaszlu. Komórki nabłonka pęcherzykowego i makrofagi pęcherzykowe przyczyniają się przez fagocytozę do usuwania zarodników grzybów i ich fragmentów strzępek o małych rozmiarach. Nieusunięte zarodniki lub fragmenty strzępek mogą prowadzić do kolonizacji i rozwoju zakażenia. Dalszy przebieg inwazji jest zależny od kondycji gospodarza i może przybrać jedną z postaci: alergiczną aspergilozę pęcherzykowo-płucną (ABPA, pacjenci z mukowiscydozą i astmą), aspergillomę (pacjenci z wcześniejszymi jamami w tkance płucnej, np. po sarkoidozie, gruźlicy), przewlekłe martwicze zapalenie płuc (pacjenci z chorobami podstawowymi, takimi jak steroidozależna POChP, alkoholizm) lub postać inwazyjną, która może prowadzić do rozsiewu poza płuca (pacjenci z przedłużającą się neutropenią lub immunosupresją). W patomechanizmie zakażenia sugeruje się również zmiany w mikrobiocie płuc i uszkodzenie nabłonka związanego z narażeniem na substancje szkodliwe, np. palenie papierosów w przebiegu POChP.

Pierwszym etapem kolonizacji i zakażenia jest przyleganie komórek grzyba do powierzchni tkanki płucnej, przy czym istnieje różnica w odpowiedzi immunologicznej na zarodniki i strzępki grzybni. Układ odpornościowy stara się przede wszystkim zapobiec wzrostowi strzępek. Na powierzchni zarodników znajduje się warstwa hydrofobin (RodA) oraz melanina, które z jednej strony maskują glukany i działają antyfagocytarnie, z drugiej pośredniczą w wiązaniu albuminy i kolagenu, stymulując adhezję. Zarodniki stymulują komórki dendrytyczne, które indukują limfocyty T wytwarzające IFN-γ. Odsłonięta melanina jest rozpoznawana przez receptory lektynowe typu C.

Aspergillus fumigatus atakuje komórki nabłonka lub śródbłonka płuc poprzez białko podobne do taumatyny (CalA), które reaguje z integryną α_5β_1, indukując endocytozę. Samo białko CalA jest konieczne do kiełkowania zarodników i tworzenia strzępek. Wzrastające aktywnie strzępki, aby pozyskać pożywienie, uwalniają zewnątrzkomórkowe proteazy, które mają również silne działanie alergenne. Uwalnianie proteaz prowadzi do złuszczania nabłonka i uwalniania prozapalnych cytokin. W czasie germinacji zarodników zostaje odsłonięty β-glukan ściany komórkowej, który jest rozpoznawany przez dektynę-1 makrofagów i układ Syk/CARD9, co prowadzi do odpowiedzi limocytów Th17. Proces ten ograniczany jest przez galaktozaminogalaktan (GAG) uwalniany przez strzępki, który po deacylacji indukuje antagonistę receptorów dla IL-1 (IL-1Ra). Gdy wzrastające strzępki są za duże do fagocytowania, neutrofile przyczepiają się do nich i degranulują. Powodują również tzw. fałdowanie strzępek grzybów, hamując ich dalszy wzrost i ułatwiając fagocytozę. Komórki Th17 rekrutują do miejsca infekcji i aktywują neutrofile, a także indukują prozapalne cytokiny i chemokiny. Stymulacja neutrofili przez IL-17A zwiększa produkcję reaktywnych form tlenu, enzymów proteolitycznych i peptydów przeciwdrobnoustrojowych. Po aktywacji komórki Th17 uwalniają również IL-22, która pobudza komórki nabłonkowe do wytwarzania peptydów przeciwdrobnoustrojowych, takich jak β-defensyna 2 i lipokalina-2. Niekontrolowana lub długotrwała aktywacja Th17 jest szkodliwa dla gospodarza, powoduje uszkodzenie płuc i utrzymujący się stan zapalny. Zwiększonej odpowiedzi Th17 przypisuje się ciężką immunopatologię charakteryzującą się masywnymi naciekami neutrofili w miąższu płuc i upośledzeniem usuwania grzybów.

Gdy gospodarz nie ma mechanizmów obronnych, ma je upośledzone lub dojdzie do ich przełamania przetrwałe strzępki powodują inwazję naczyń krwionośnych. Początkowo strzępki penetrują powierzchnię abluminalną naczynia, powodując uszkodzenie śródbłonka. Ten typ angioinwazji obserwuje się miejscowo w aspergilozie płuc. Inwazja tkanek i naczyń krwionośnych przez strzępki aktywuje płytki krwi, sprzyja zakrzepicy oraz wywołuje hipoksję i reakcję zapalną. Wtórne metabolity grzybów, takie jak fumagilina lub gliotoksyna, promują dalszy stan niedotlenienia poprzez hamowanie czynników wzmagających angiogenezę, takich jak czynnik indukowany hipoksją (HIF) i cytokin (IL-1), co prowadzi do apoptozy komórek śródbłonka i zahamowania tworzenia nowych naczyń. Aspergillus poprzez zdolność fermentacji i obecność oksyreduktaz przystosowuje się do środowiska hipoksji. Strzępki grzybów dokonują dalszej inwazji; wydzielają enzymy, takie jak elastaza, kolagenaza, metaloproteinazy, proteinazy aspartylowe i serynowe, lipaza, fosfolipazy i inne proteazy, które trawią macierz zewnątrzkomórkową i dostarczają składników odżywczych. Aby zapobiec działaniu reaktywnych form tlenu, grzyby wytwarzają dysmutazy ponadtlenkowe i katalazy. Natomiast aby przeciwdziałać niedoborom żelaza, w wyniku wiązania go z laktoferyną przez neutrofile, A. fumigatus wykorzystuje poza- i wewnątrzkomórkowe syderofory.

Po przeniknięciu do światła naczynia krwionośnego strzępki rozpadają się na mniejsze fragmenty i prawdopodobnie rozprzestrzeniają hematogennie. Jednak w przypadku rozsianej aspergilozy posiewy krwi są zwykle ujemne, stąd albo uwalnianie się fragmentów strzępek nie jest stałe i w momencie diagnozy są one już nieobecne we krwi, albo (co bardziej prawdopodobne) rozsiewowi ulegają przetrwałe w komórkach żernych zarodniki, które wraz z makrofagami trafiają do narządów, gdzie proces inwazji i powstawania martwicy rozpoczyna się de novo.

Powtarzające się wdychanie unoszących się w powietrzu zarodników A. fumigatus wraz z zaburzeniem klirensu śluzówkowego płuc w przebiegu astmy lub mukowiscydozy może prowadzić do ciężkiego stanu zapalnego płuc, zdominowanego przez eozynofile, określanego jako alergiczna aspergiloza oskrzelowo-płucna (ABPA). Mechanizmy regulujące patologię płuc w ABPA są słabo poznane. Eozynofile promują odpowiedź IgE i akumulację komórek Th2, degranulację komórek tucznych. W odpowiedzi na proteazy A. fumigatus uwalniane są cytokiny prozapalne (np. IL-8), które powodują uszkodzenie komórek nabłonka i przerwanie barier ochronnych, co wyzwala reakcję nadwrażliwości. Histopatologicznie widoczny jest obraz przewlekłego zapalenia oskrzeli, eozynofilia (prowadząca do rozwoju obszarów włóknienia parenchymy płucnej), przebudowa dróg oddechowych i rozstrzenie oskrzeli. Światło oskrzeli może być zatykane śluzowymi czopami z elementów grzybów, fibryny, kryształów Charcota–Leydena (zbudowane z białka galektyny-10) i spiralami Curschmanna. Odpowiedź Th2 pośredniczy w reakcjach przeciwzapalnych, alergii i przetrwaniu grzybów w płucach. Silna odpowiedź Th2 koreluje z gorszym rokowaniem w aspergilozie i jednocześnie zmniejsza odpowiedź Th1 przez hamowanie mediatorów zapalnych. Objawia się to produkcją IgE – eozynofilią. W związku z faktem, że u około 4% pacjentów z grup ryzyka rozwija się ABPA, postuluje się obecność czynników po stronie gospodarza, predysponujących do wystąpienia tego schorzenia.

Zygomykoza (mukormykoza)

Niezależnie od manifestacji choroby cechą charakterystyczną mukormykozy jest zdolność czynnika etiologicznego do agresywnej i szybkiej inwazji naczyń krwionośnych, co skutkuje rozsiewem krwiopochodnym, zakrzepicą naczyń, a następnie martwicą tkanek. Interakcje między atakującymi grzybami a komórkami śródbłonka wyścielającymi naczynia krwionośne stanowią główny etap patogenezy w mukormykozie. Z powodu uszkodzenia komórek nabłonka (np. w wyniku cukrzycy lub chemioterapii), białka macierzy zewnątrzkomórkowej mogą być narażone na bezpośrednie oddziaływanie z wdychanymi lub spożywanymi zarodnikami. Wykazano, że zarodniki Rhizopus przylegają do lamininy i kolagenu typu IV, a tworzące się strzępki przylegają i atakują komórki śródbłonka poprzez łączenie się białek powlekających zarodniki (CotH) ze specyficznymi receptorami żywiciela – białkami regulatora glukozy 78 (GRP78). Połączenie z receptorem indukuje endocytozę grzyba i śmierć komórek gospodarza. Patogenne gatunki (z rodzajów Rhizopus, Mucor, Lichtheimia) wykazują wysoką ekspresję tych białek.

W rozwoju mukormykozy duże znaczenie mają hiperglikemia, dostępność żelaza i zakwaszenie ciałami ketonowymi, na co wskazuje wyjątkowa predyspozycja pacjentów z kwasicą ketonową i leczonych deferoksaminą do rozwoju tej choroby. Nadmierna glikacja podczas hiperglikemii i niskie pH w naczyniach krwionośnych spowodowane nagromadzeniem się ciał ketonowych (np. β-hydroksymaślanu, BHB) zmniejszają powinowactwo transferyny i ferrytyny do żelaza. Glukoza, wolne żelazo i BHB wspomagają wzrost grzyba i indukują ekspresję GRP78 i CotH, nasilając inwazję grzybów do tkanek.

Strzępki wnikające do naczyń mogą zatykać ich światło, powodując zakrzepicę wewnątrznaczyniową z następczą martwicą. Często w takich przypadkach występuje wyraźna odpowiedź zapalna. Czasami reakcja zapalna jest nieznaczna, szczególnie u osób z obniżoną zdolnością obronną układu immunologicznego, osłabieniem fagocytozy, np. poprzez zmniejszenie liczby komórek (w neutropenii) lub ich funkcji (działanie kortykosteroidów, hiperglikemia i kwasica w cukrzycy).

9.5. Mykotoksyny i mykotoksykozy

Mykotoksyny to wtórne metabolity grzybów. Jest to zróżnicowana pod względem budowy i działania grupa niskocząsteczkowych, ciepłostabilnych związków, które powstają w strzępkach podczas wzrostu i są aktywnie wydalane do środowiska lub uwalnianie dopiero po obumarciu strzępek. Mogą być także deponowane w zarodnikach lub powstawać w czasie ich germinacji. Brak pleśni w produktach nie świadczy o braku mykotoksyn, podobnie jak obecność pleśni nie jest jednoznaczna z ich wydzieleniem. Rolą mykotoksyn jest ochrona przed mykofagami i zwalczanie konkurencji w niszach ekologicznych. Stąd mykotoksynami są również antybiotyki wytwarzane przez pleśnie. Rozpoznanie mykotoksykozy jest trudne i wymaga rozpoznania choroby wywołanej przez zatrucie oraz mykotoksyn w pożywieniu. Mykotoksykozy mogą mieć charakter ostry (np. ergotyzm, ostra aflatoksykoza) lub przewlekły (np. aflatoksykoza, ochratoksykoza). Niektóre mają działanie immunosupresyjne, a zatrucia nimi mogą być maskowane przez rozwój chorób infekcyjnych. Część mykotoksyn może mieć działanie kancerogenne (tab. 9.2).

TABELA 9.2.

Charakterystyka wybranych mykotoksyn

Mykotoksyny

Grzyby wytwarzające mykotoksyny

Przykłady działania na organizm

Przykłady występowania w produktach spożywczych

Aflatoksyny (cztery typy)

Aspergillus, głównie A. flavus, A. parasiticus i A. nomius

Hepatotoksyczne; karcynogenne (wywołują nowotwory wątroby, żołądka, płuc i nerek); teratogenne; powodują krwawienia; zaburzają stężenie i ruchliwość plemników w najądrzach; działają prozapalnie

Orzechy ziemne i inne, suszone i świeże owoce, mleko i jego przetwory, groch, fasola, kukurydza, ryż i inne zboża

Ochratoksyny (trzy typy)

Aspergillus, Penicillium

Nefrotoksyczne, hepatotoksyczne; neurotoksyczne; karcynogenne; teratogenne; immunosupresyjne; wywołujące apoptozę

Kukurydza, ryż i inne zboża, wino, fasola, przetwory mięsne zawierające krew, piwo

Patulina

Penicillium, Aspergillus, Byssochlamys

Toksyna komórkowa zaburzająca procesy translacyjne i trankrypcyjne, a także uszkadzająca śluzówkę jelit z owrzodzeniem i krwawieniem

Jabłka i ich przetwory oraz inne owoce i ich soki, pomidory

Fumonizyny

Fusarium

Nefrotoksyczne, neurotoksyczne, hepatotoksyczne, karcynogenne, immunosupresyjne

Kukurydza, ryż, piwo, makaron

Sterygmatocystyna

Aspergillus, Penicillium

Uszkodzenie wątroby, działanie karcynogenne

Ryż, pszenica, orzeszki ziemne

Trichoteceny

Fusarium, Trichoderma, Stachybotrys i inne

Karcynogenne, toksyczne dla przewodu pokarmowego i układu krwiotwórczego; zaburzające przemianę materii i rozród; immunosupresyjne

Kukurydza, ryż i inne zboża, fasola

Kwas penicylinowy

Penicillium, Aspergillus

Uszkadza wątrobę i nerki; działa karcynogennie

Ryż, mąka

Kwas byssochlaminowy

Byssochlamys

Uszkadza nerki i powoduje krwawienia

Soki owocowe, ryż, fasola, mąka

Luteoskiryna

Penicillium

Hepatotoksyczna i hepatokarcynogenna

Orzechy, pszenica i jej przetwory, soki owocowe

Leczenie jest zwykle objawowe, można inaktywować lub absorbować mykotoksyny w przewodzie pokarmowym, np. wchłonięciu aflatoksyny zapobiegają glinokrzemiany. Najlepszym sposobem zapobiegania zatruciu mykotoksynami jest monitoring produktów spożywczych i pasz dla zwierząt pod kątem obecności mykotoksyn oraz niespożywanie produktów, które uległy zapleśnieniu.

Alkaloidy sporyszu to neurotoksyny wytwarzane przez formę rozwojową buławinki czerwonej (Claviceps purpurea) pasożytującej na kłosach zbóż. Są to pochodne indolu z pierścieniem ergolinowym o różnej budowie i odmiennym działaniu. Grzyb może tworzyć różne związki, w zależności na jakiej glebie rośnie porażona roślina. Do grupy alkaloidów sporyszu zalicza się niskocząsteczkowe amidy pochodne kwasu lizergowego i aminoalkoholi (kwas lizergowy, ergometrynę, metyzergid) i wysokocząsteczkowe oligopeptydy ergopeptyny (ergotaminy, ergotoksyny, alkaloidy klawinowe), a także ich izomery. Alkaloidy sporyszu są wysoce toksyczne i mogą powodować nudności, wymioty, osłabienie krążenia, szybki lub słaby puls oraz śpiączkę, znużenie, zmiany niedokrwienne skóry stóp i rąk.

Powszechnym objawem jest formikacja – uczucie pełzania owadów pod skórą, dłuższa choroba prowadzi do dezorientacji, demencji, zaburzenia postrzegania. Skurcze naczyń, które mogą dotyczyć każdego organu, prowadzą do niedokrwienia, a co za tym idzie – niedotlenienia i zawału dotkniętego narządu. Zmiany gangrenowe rozpoczynają się palącym bólem (ogień św. Antoniego) zwykle na kończynach, dalsze spożywanie alkaloidów prowadzi do gangreny i w następstwie do autoamputacji kończyn (zwykle symetrycznie – postać zgorzelinowa, ergotismus gangraenosus).

Postać konwulsyjna (ergotismus convulsivus) objawia się halucynacjami, drżeniem mięśniowym, konwulsjami i niezwykle bolesną sztywnością kończyn. Ponadto alkaloidy sporyszu zwiększają ruchliwość macicy, mają złożony wpływ na czynność układu sercowo-naczyniowego i hamują wydzielanie prolaktyny. Ergotamina znalazła zastosowanie w leczeniu migren (może być przyczyną jatrogennego ergotyzmu). Jest alternatywą dla oksytocyny w czasie porodu, natomiast pochodną ergoliny jest substancja psychoaktywna – LSD.

Aflatoksyny (B1, B2, G1, G2, M1) są pochodnymi difuranokumaryny i powodują zatrucia nazywane aflatoksykozami. Mykotoksyny te wytwarzane są głównie przez Aspergillus flavus (od którego pochodzi nazwa) i A. parasiticus. W UE obecność aflatoksyn najczęściej stwierdzana jest w orzechach (orzeszki ziemne, pistacje), produktach z orzechów i nasion, owocach (figi, kukurydza), warzywach oraz w paszy. Ostre zatrucie aflatoksynami jest obecnie rzadkie, występuje sporadycznie w krajach rozwijających się (np. ognisko epidemiczne w Tanzanii w 2016 roku). Jest związane ze spożyciem silnie zanieczyszczonych produktów. Objawia się wymiotami, bólami brzucha, obrzękiem płuc lub mózgu, nekrozą i stłuszczeniem wątroby. Pacjenci wykazują jadłowstręt, depresję, żółtaczkę, biegunkę, fotouczulenie. Długoterminowe przyjmowanie niskich dawek aflatoksyn prowadzi do rozwoju aflatoksykozy przewlekłej, której objawy zależą od wieku, płci, dawki, czasu ekspozycji, stanu odżywienia narażonych osobników. Długotrwała intoksykacja zwiększa ponad 3-krotnie ryzyko rozwoju raka wątroby, natomiast przy koinfekcji wirusem HBV ryzyko wystąpienia nowotworu zwiększa się do 59 × (sama infekcja HBV to ryzyko ok. 7-krotne). Zauważono, że mutacja w genie supresorowym guza p53 związana z rakiem wątroby znacznie częściej występuje w powiązaniu z rejonami wysokiego ryzyka ekspozycji na aflatoksynę, w porównaniu do chorych na raka wątroby z rejonów o niskiej ekspozycji na aflatoksynę. Aflatoksyny mają również wpływ na stężenie testosteronu we krwi i funkcjonowanie nabłonka nasieniotwórczego, działają immunomodulująco, zwiększając podatność na wtórne zakażenia; może wystąpić encefalopatia ze stłuszczeniem organów wewnętrznych przypominająca zespół Reye'a, zwłóknienie śródmiąższowe płuc – związane z zawodowym narażeniem inhalacyjnym.

Ochratoksyna A to związek będący pochodną dihydroizokumaryny, wytwarzany głównie przez pleśnie Aspergillus ochraceus, A. niger, Penicillium verrucosum. Ochratoksyna A najczęściej zanieczyszcza produkty pochodzenia roślinnego: zboża, ziarna kawy i kakao, przyprawy, suszone owoce i orzechy, a także występuje w winie oraz piwie. Jest szybko wchłaniana i dystrybuowana w organizmie, ale proces metabolizmu i wydalania jest powolny, dlatego może dochodzić do potencjalnej kumulacji w organizmie (ma to szczególne znaczenie dla mięsa zwierząt karmionych skażoną paszą). Działanie ochratoksyny polega na hamowaniu metabolizmu fenyloalaniny i produkcji mitochondrialnego ATP, a także stymulacji peroksydacji lipidów. Toksyczność polega na działaniu nefrotoksycznym (np. przypadek endemicznej bałkańskiej nefropatii w latach 50. XX w.).

Trichoteceny to grupa ponad 60 różnych mykotoksyn, epoksydów seskwiterpenowych, które powodują zatrucia. Trichoteceny wpływają na metabolizm białek. Wyróżnia się 4 grupy trichotecenów, a wśród nich najwyższą toksycznością charakteryzują się toksyna T2 i deoksyniwalenol (DON, womitoksyna). Womitoksyna może być wytwarzana podczas wzrostu roślin na polu przez różne gatunki grzybów, głównie z rodzaju Fusarium, ponadto Trichoderma, Myrothecium, Phomopsis, Trichothecium, Stachybotrys. Womitoksyna była przyczyną zatruć w wyniku spożycia produktów z ziarna, które przezimowało w złych warunkach w pryzmach pod śniegiem na Syberii w okresie II wojny światowej. Prowadziło to do rozwoju żywieniowej białaczki toksycznej (alimentary toxic aleukia, ATA) o ostrym przebiegu. Objawy w przypadku ATA pojawiają się kilka godzin po spożyciu zanieczyszczonego pożywienia w postaci postępującego zapalenia przewodu pokarmowego, skutkującego opuchlizną żołądka i jelit z towarzyszącą biegunką, nudnościami, bólem brzucha i wymiotami. W wielu przypadkach pojawiają się ślinotok, ból i zawroty głowy, osłabienie, uczucie zmęczenia, tachykardia, gorączka i nadmierne pocenie. Po tym następuje bezobjawowe uszkodzenie szpiku powodujące postępującą leukopenię, aż do atrofii. Immunosupresja jest przyczyną zakażeń, w tym sepsy. W ciężkich przypadkach intensywne owrzodzenia i zgorzel w krtani prowadzą do afonii i śmierci przez uduszenie. Chorzy mają ciężkie krwawienia z błon śluzowych nosa, jamy ustnej, żołądka i jelit. Ostatecznie rozwija się u nich zapalenie płuc, które może być związane z krwawieniem, często prowadząc do śmierci.

Cytrynina i citreowirydyna to mykotoksyny wytwarzane przez Penicillium citreonigrum, powodujące chorobę kakke, nazywaną także chorobą żółtego ryżu lub ostrą sercową beri-beri. Jest związana ze spożyciem przerośniętego pleśnią ryżu i objawia się trudnościami w oddychaniu, nudnościami i wymiotami oraz ostrym bólem. W ciężkich przypadkach dochodzi do porażenia układu nerwowego i paraliżu prowadzącego do niewydolności oddechowej i śmierci.

Fumonizyny to mykotoksyny przypominające budową sfingozynę, które zaburzają metabolizm sfingolipidów. Wytwarzane są przez Fusarium, głównie F. verticillioides, a także inne pleśnie, np. Alternaria alternata. Fumonizyny odpowiedzialne są za leukoencefalomalację (rozmiękczenie mózgu) u koni. Nie ma jednoznacznych dowodów na szkodliwe działanie u ludzi, jednak łączy się je z rakiem przełyku w Południowej Afryce, rakiem wątroby w Chinach i wadami rozwoju cewy nerwowej – działanie teratogenne (podanie folianów może odwrócić toksyczne działanie fumonizyn).

Zearalenon to lakton kwasu rezorcynowego, zaliczany do fitohormonów (właściwie mykohormonów); określany również jako mykoestrogen (egzoestrogen, fitoestrogen). Wytwarzany głównie przez Fusarium graminearum i inne gatunki z tego rodzaju. Szacuje się, że 1/4 spożywanej przez człowieka kukurydzy zawiera zearalenon. Związek ten wiąże się z receptorami estrogenowymi, a syntetycznie produkowany analog jest stosowany jako lek w hormonalnej terapii zastępczej. Ta właściwość i zdolność do bioakumulacji mogą prowadzić potencjalnie do hiperestrogenizmu, co w konsekwencji przyczynia się do wystąpienia chorób układu rozrodczego, takich jak rak prostaty, jajnika, szyjki macicy czy piersi.

9.6. Grzyby jako alergeny

Alergeny grzybicze to głównie różnej wielkości białka enzymatyczne, rybosomowe i glikoproteiny. Najmniejszym alergenem jest dehydrogenaza aldehydu 3-fosfoglicerynowego, pochodząca z Fusarium lateritium, zbudowana z 16–18 aminokwasów, największym zaś składająca się z 804 aminokwasów β-ksylozydaza pochodząca z Aspergillus niger. Nazwy alergenów tworzy się najczęściej od skrótu nazwy rodzajowej i gatunkowej organizmu, z którego pochodzą, z następującą po nim liczbą oznaczającą konkretny antygen, np. rybotoksyna, będąca głównym alergenem izolowanym z Aspergillus fumigatus ma oznaczenie Asp f1. Większość z opisanych alergenów grzybiczych to alergeny wziewne, a reakcja na inhalację zarodników pleśni została opisana już w 1873 roku. Szacuje się, że uczulenie na alergeny grzybicze dotyczy: 6–24% populacji ogólnej, do 44% atopików i do 80% astmatyków (45% u dzieci i 70% u dorosłych). Wielu pacjentów uczulonych na pleśnie wytwarza swoiste IgE przeciw różnym antygenom innych pleśni, pyłków, a nawet alergenom pokarmowym – reakcje krzyżowe.

Zarodniki pleśni mogą być przyczyną alergicznego nieżytu nosa (allergic rhinitis), który objawia się całorocznym katarem, kichaniem, „laniem” się z nosa, świądem i zatkanym nosem. Główną przyczyną są zarodniki Alternaria, zwłaszcza w sezonie koszenia zbóż (uczulonych jest ok. 4–13% populacji ogólnej), Cladosporium – najczęściej w czasie koszenia łąk (uczulonych jest ok. 2,5–3% populacji ogólnej) oraz Aspergillus i Penicillium, które są dominującymi alergenami pleśniowymi wnętrz (alergia na Aspergillus dotyczy ok. 2,5% populacji ogólnej i 15–30% atopików, a Penicillium to ok. 1,5% populacji ogólnej i 7–22% atopików). Uczulenie na antygeny grzybicze jest reakcją typu I z wytworzeniem przeciwciał IgE. Długotrwała ekspozycja i uczulenie na antygeny Cladosporium lub Alternaria mogą prowadzić również do rozwoju astmy alergicznej (allergic asthma), a następnie alergicznej aspergilozy oskrzelowo-płucnej (ABPA).

Osobnym fenotypem astmy jest ciężka astma z uczuleniem na grzyby (severe asthma with fungal sensitization – SAFS). Chorują na nią zwykle dorośli (średnia wieku 50 lat). Poza typowymi objawami astmy występuje dodatkowo nieżyt nosa z obfitą wydzieliną, kichaniem, objawami podobnymi do kataru siennego i eozynofilią. Rozpoznanie obejmuje stwierdzenie ciężkiej astmy oskrzelowej, przy wykluczeniu ABPA (na podstawie tIgE < 1000 IU/ml) z potwierdzeniem uczulenia na grzyby testem skórnym lub RAST.

W następstwie reakcji nadwrażliwości na antygeny grzybicze po wcześniejszej kolonizacji dróg oddechowych, zwykle przez A. fumigatus, C. albicans, gatunki z rodzajów Curvularia, Geotrichum i Helminthosporium może rozwinąć się zakażenie płuc zwane alergicznągrzybicą oskrzelowo-płucną (allergic bronchopulmonary mycosis/aspergillosis, ABPM/ABPA). Na ABPM zapadają zwykle pacjenci, u których występuje zaleganie wydzieliny w drzewie oskrzelowym, utrudniające jego oczyszczanie. ABPA dotyczy około 2,5% pacjentów z astmą oskrzelową (w tym szczególnie z SAFS) i 1–15% chorych cierpiących na mukowiscydozę. Stwierdzono też zwiększoną podatność związaną z pewnymi genotypami HLA-DR. Choroba objawia się skurczami oskrzeli, naciekami płucnymi, eozynofilią, prowadząc do zwłóknienia miąższu i przebudowy dróg oddechowych wraz z rozstrzeniem oskrzeli; towarzyszą temu immunologiczne objawy alergii na antygeny grzybów (reakcje typu I, III i IV) (por. str. 22, tom 2).

Podstawą stwierdzenia jest wykazanie uczulenia na antygeny grzybicze, zwiększone miano swoistych przeciwciał IgE przeciwko alergenom A. fumigatus (zwykle 2 razy wyższe niż u osób uczulonych na A. fumigatus z nieżytem nosa lub astmą) oraz zwiększenie całkowitego stężenia IgE. Powtarzające się narażenie (głównie zawodowe) na różnego rodzaju cząsteczki organiczne, w tym alergeny grzybicze, może prowadzić do reakcji alergicznej przyczyniającej się do rozwoju stanu zapalnego w obrębie pęcherzyków płucnych i alergicznego zapalenia pęcherzyków płucnych (AZPP, hypersensitivity pneumonitis). W AZPP występuje reakcja alergiczna typu III i IV z naciekami komórkowymi z przewagą limfocytów, słabo uformowanymi ziarniniakami wraz z cechami zapalenia oskrzelików i śródmiąższowego włóknienia. AZPP jest chorobą rzadką (obejmuje ok. 1/100 tys. populacji i rozwija się u ok. 1–2% pacjentów narażonych na dany antygen). Objawy w postaci sporadycznego kaszlu z odkrztuszaniem, pogorszenie tolerancji wysiłku, stany podgorączkowe, utrata masy ciała, mogą być ignorowane przez długi czas. Najczęstszymi antygenami powodującymi AZPP są białka ptasie (płuco hodowcy ptaków) i bakterii Saccharopolyspora rectivirgula (płuco farmera). W tej ostatniej czynnikami alergizującymi mogą być również grzyby, takie jak: Lichtheimia corymbifera, Aspergillus (Eurotium) amstelodami, Wallemia sebi i A. fumigatus.

Grzyby z rodzaju Malassezia wraz z Staphylococcus aureus (rzadziej Candida) poprzez działanie alergizujące nasilają objawy atopowego zapalenia skóry (atopic dermatitis). 40–65% pacjentów z AZS wykazuje pozytywne wyniki testów skórnych w kierunku antygenów Malassezia, a we krwi stwierdza się przeciwciała IgE. Grzyby kapeluszowe mogą powodować wyprysk alergiczny. Opisano przypadki swędzącej, pęcherzowej lub plamkowatej wysypki, opuchlizny (palców i powiek od potarcia, szyi i twarzy) po kontakcie z grzybami kapeluszowymi (m.in. Pleurotus pulmonarius, Agaricus campestris, Suillus spp.). Zakażenia grzybicze mogą wywoływać reakcję autoegzematyzacji (autowyprysku), zwaną także reakcją ,,id”, a w przypadku grzybów – mykidami. Jest to typ IV reakcji według Coombsa, który można obserwować w odpowiedzi na zakażenie Candida (kandidydy) i dermatofitami (dermatofitydy).

Alergie pokarmowe na grzyby są rzadkie, choć prawdopodobnie niedoszacowane ze względu na kojarzenie objawów z poglądem o ciężkostrawności grzybów lub zatruciami. Występują alergie pokarmowe po spożyciu zarówno grzybów kapeluszowych, jak i pleśniowych. Opisano działanie alergizujące lentinianu po konsumpcji grzybów shitake (Lentinula edodes) z towarzyszącymi eozynofilią i swędzącymi zmianami na skórze przypominającymi zadrapania lub ślady po biczowaniu (flagellate dermatitis/whiplash-like infiltrated erythemas). Opisano także reakcje alergiczne po zjedzeniu „Quorn” (mykoproteina Fusarium venenatum) i obrzęk naczyniowy po spożyciu wiedeńskich kiełbasek u pacjenta z astmą, alergią na pyłki i pleśnie (obecne na skórce wędlin pleśnie Penicillium i Mucor zostały potwierdzone w testach jako przyczyna alergii).

10. MYKOLOGIA SZCZEGÓŁOWA

10.1. Grzyby drożdżopodobne z typu Ascomycota

Paweł, Krzyściak, Anna B., Macura

Drożdże workowe są głównie komensalami bytującymi w środowisku i zasiedlającymi błony śluzowe, a zakażenia przez nie wywoływane mają charakter oportunistyczny. Przez wiele lat patogenne gatunki zaliczane były do anamorficznego rodzaju Candida, obecnie wiele z nich zostało przeklasyfikowanych do innych rodzajów.

10.1.1. Rodzaj Candida

Obecnie do rodzaju Candida, wśród ważnych z punktu widzenia klinicznego gatunków, zalicza się: C. albicans, C. dubliniensis, C. auris, C. tropicalis oraz kompleks gatunków C. parapsilosis. W ostatnim czasie rodzaj Candida był wielokrotnie rewidowany taksonomicznie i do innych rodzajów przeniesione zostały m.in. C. krusei (do rodzaju Pichia), C. guilliermondii (do rodzaju Meyerozyma) i C. lusitaniae (do rodzaju Clavispora).

Budowa i właściwości

Kolonie na podłożach mykologicznych są białe lub kremowe, gładkie, masłowate. U C. parapsilosis mogą ulegać pomarszczeniu, a w przypadku C. albicans przyjmować mycelialny brzeg (ryc. 10.1). U gatunków tego rodzaju nie występuje rozmnażanie płciowe (C. albicans może rozmnażać się w tzw. cyklu parapłciowym). Mikroskopowo rodzaj Candida charakteryzuje się okrągłymi do wydłużonych komórkami pączkującymi na wąskiej podstawie. W hodowlach na podłożach zubożonych C. albicans i C. dubliniensis mogą wytwarzać rozgałęzione strzępki lub pseudostrzępki z gęstymi skupiskami blastospor, a w pobliżu krawędzi szkiełka nakrywkowego sferyczne, grubościenne chlamydospory zlokalizowane na końcach strzępek (ryc. 10.2). Wymieniona cecha odróżnia te gatunki od innych drożdży. C. tropicalis wytwarza długie, pofalowane strzępki i pseudostrzępki z licznymi jajowatymi blastosporami, natomiast C. parapsilosis wzrasta w postaci obfitych, mocno rozgałęzionych pseudostrzępek z ułożonymi wzdłuż nich blastosporami. C. glabrata i C. auris wzrastają jedynie w formie pączkujących komórek. Grzyby z rodzaju Candida mają zdolność fermentowania glukozy i z reguły nie wykazują aktywności ureazy.

RYCINA 10.1.

Różna morfologia grzybów z rodzaju Candida

RYCINA 10.2.

Mikromorfologia Candida albicans na podłożu zubożonym. Widoczne są grzybnia prawdziwa i chlamydospory

Epidemiologia

Kolonizacja jamy ustnej przez drożdże stwierdzana jest u 35–55% zdrowych osób, a u 40–65% mogą być one izolowane z kału jako składnik mikrobioty przewodu pokarmowego. Częstość występowania Candida waha się w zależności od grupy wiekowej. Najczęściej występuje u małych dzieci i osób w podeszłym wieku, chociaż u dzieci < 1. rż. częstość kolonizacji tym gatunkiem jest niska. Częsta kolonizacja występuje u pacjentów z zaistniałymi czynnikami sprzyjającymi, takimi jak protezy, aparaty nazębne, cukrzyca, nowotwory czy zakażenie HIV. Drogi rodne mogą być przejściowo skolonizowane u 70% kobiet w wieku rozrodczym, podczas gdy stała kolonizacja prezentowana jest u 5%. Zwiększony współczynnik bezobjawowej kolonizacji występuje u ciężarnych, pacjentek z cukrzycą i obłożnie chorych. W tej lokalizacji dominuje C. albicans, stanowiąc około 80–90% wszystkich gatunków. Wśród gatunków z rodzaju Candida skóra jest najczęściej kolonizowana przez C. parapsilosis, C. orthopsilosis i C. tropicalis, jednak zakażenia tego narządu najczęściej powodowane są przez C. albicans.

Kandydozy błon śluzowych są jednymi z najczęstszych schorzeń na świecie. Trzy na cztery kobiety doświadczają co najmniej jednego epizodu kandydozy pochwy i sromu w ciągu swojego życia (dotyczy to szczególnie kobiet w okresie rozrodczym). Zakażenie może mieć charakter endogenny w wyniku translokacji drożdży z przewodu pokarmowego lub przerostu mikrobioty dróg rodnych bądź może być nabyte egzogennie, np. poprzez kontakty seksualne (kandydoza pochwy jest zaliczana do chorób przenoszonych drogą płciową). Ocenia się również, że nawracająca kandydoza pochwy (co najmniej 3 epizody w ciągu roku) dotyczy około 8% kobiet. Zakażenie jamy ustnej ma obserwuje się u 5–7% dzieci < 1. mż. oraz u ponad 90% pacjentów zakażonych HIV, którzy nie otrzymują terapii antyretrowirusowej. U około 20% pacjentów z nowotworami może rozwinąć się kandydoza jamy ustnej i gardła, a u 10% występuje co najmniej jeden epizod kandydozy przełyku. Liczba osób mających protezowe zapalenie jamy ustnej wywołane przez Candida jest szacowana na około 60% użytkowników całkowitych i częściowych protez.

Kandydoza inwazyjna dotyka pacjentów obciążonych wysokim ryzykiem tego typu zakażeń. Szacunkowa chorobowość w populacji światowej wynosi powyżej 400 tys. z wysoką śmiertelnością 46–75% pacjentów.

Kandydoza łożyska naczyniowego stanowi prawie 9% wszystkich zakażeń krwi na oddziałach intensywnej terapii (OIT) w Europie (w Polsce 1–16%). Najczęstszym źródłem rozsiewu w przypadku Candida są przewód pokarmowy i układ moczowy, natomiast zakażenia spowodowane mikrobiotą skórną obejmują 4,5% wszystkich zakażeń. Dominującym gatunkiem jest C. albicans, który stanowi ponad 40% wszystkich izolowanych gatunków. W populacji dziecięcej znaczny odsetek (ok. 35%) to C. parapsilosis. Na oddziałach hematoonkologicznych sumarycznie gatunki inne niż C. albicans przeważają ze znacznym udziałem (24%) szczepów Pichia kudriavzevii (C. krusei).

Występowanie grzybów w moczu zwykle jest następstwem kolonizacji, a nie zakażenia, dlatego nie można na podstawie wyniku posiewu i leukocyturii rozróżnić tych dwóch stanów klinicznych. Mimo to uznaje się, że Candida spp. to drugi po Escherichia coli czynnik etiologiczny szpitalnych zakażeń układu moczowego, odpowiadający za 17,5% wszystkich UTI (urinary tract infection). Dominującym gatunkiem pozostaje C. albicans (3/4 wszystkich zidentyfikowanych gatunków), rzadziej występują C. glabrata (9%) i C. tropicalis (4%).

Patogeneza i obraz kliniczny

Zakażenia Candida mogą mieć charakter zarówno endogenny, jak i egzogenny. Do rozwoju infekcji błon śluzowych dochodzi zwykle w wyniku przerostu drożdży, związanego z dysbiozą (zaburzeniem równowagi mikrobioty) najczęściej poantybiotykową, zaburzeniem bariery śluzówki, upośledzeniem mechanizmów obronnych organizmu z powodu chorób podstawowych, np. cukrzycy. Poważne upośledzenie odporności, szczególnie neutropenia, predysponuje zarówno do zakażeń powierzchniowych, jak i inwazyjnych.

Wyróżnia się kilka manifestacji klinicznych zakażeń, w których dominującym gatunkiem jest C. albicans:

• Zakażenia błon śluzowych – objawiające się najczęściej białymi nalotami w postaci błon rzekomych, które po usunięciu odsłaniają podłoże rumieniowe z wyraźnym stanem zapalnym, tzw. kandydoza rzekomobłoniasta, pleśniawka (thrush). Taka postać może rozwijać się na błonach śluzowych jamy ustnej i przełyku, a także pochwy oraz sromu.

− Kandydoza jamy ustnej – dzieli się na postaci: (1) ostrą rzekomobłoniastą, (2) przewlekłą zanikową, zazwyczaj związaną z zapaleniem kątów ust, (3) ostre zanikowe zapalenie jamy ustnej, (4) przewlekłe rozrostowe drożdżakowe zapalenie jamy ustnej. Kandydoza jamy ustnej jest częstym powikłaniem chemioterapii chorób nowotworowych, cukrzycy, stosowania antybiotyków o szerokim spektrum działania i zakażenia HIV (ryc. 10.3).

− Kandydoza pochwy i sromu – objawia się nasilonym dyskomfortem w okolicach płciowych oraz świądem. Stwierdzane są obrzęk i zaczerwienienie błony śluzowej, białe lub żółte naloty oraz upławy.

• Zakażenia powierzchniowe skóry i jej przydatków:

− drożdżyca wyprzeniowa fałdów skóry (najczęstsza postać), w tym pieluszkowe zapalenie skóry (kandydoza pieluszkowa) u niemowląt;

− wyprzenie drożdżakowe nadżerkowe międzypalcowe – pęknięcia najczęściej między palcami III i IV rąk u osób pracujących w wilgotnym środowisku;

− drożdżyca mieszków włosowych w obrębie brody (figówka);

− drożdżyca wałów paznokciowych i paznokci – zakażenie wałów paznokci (zanokcica), które może prowadzić do uszkodzenia płytki paznokciowej;

− ziarniniak drożdżakowy (granuloma candidamyceticum) – rzadka postać kandydozy występująca u dzieci z defektami odporności i zaburzeniami endokrynologicznymi; objawia się w postaci wybujałych ziarniniakowych ognisk, które mogą rozwijać się na skórze głowy i twarzy, rzadziej na kończynach.

• Przewlekła kandydoza śluzówkowo-skórna – przewlekłe zakażenie skóry i błon śluzowych związane z genetyczną predyspozycją do infekcji Candida.

• Otomykoza – objawia się świądem i skąpą wydzieliną w obrębie przewodu słuchowego zewnętrznego. Ból pojawia się w przypadku dołączenia zakażenia bakteryjnego.

• Kandydoza głęboka (narządowa) i uogólniona (rozsiana) – grzybicze zakażenia uogólnione cechujące się występowaniem fungemii i zakażeniami wielonarządowymi (np. kandydoza wątrobowo-śledzionowa):

− kandydoza dróg oddechowych – zmiany mogą rozwijać się w tchawicy, oskrzelach, płucach i zatokach, głównie szczękowych;

− kandydoza układu moczowego – występuje grzybicze zapalenie cewki moczowej i pęcherza moczowego, najczęściej o charakterze wstępującym;

− kandydoza ośrodkowego układu nerwowego – może rozwinąć się u osób z obniżoną odpornością (noworodki z niską masą urodzeniową, chorzy na AIDS, biorcy szpiku).

RYCINA 10.3.

Kandydoza jamy ustnej (zdjęcie użyczone dzięki uprzejmości dr hab. n. med. Jolanty Pytko-Polończyk z Instytutu Stomatologii UJ CM)

Diagnostyka mikrobiologiczna

Hodowla nie nastręcza trudności i prowadzona jest na standardowych pożywkach takich jak podłoże Sabourauda. Do wstępnego różnicowania gatunków (C. albicans, C. tropicalis, C. glabrata) w posiewach bezpośrednich wykorzystuje się podłoża chromogenne. Identyfikacja gatunków może być dokonywana za pomocą testów biochemicznych (w automatach) i spektroskopii masowej MALDI-TOF. Metodą referencyjną w różnicowaniu gatunków jest sekwencjonowanie określonych regionów genomu (geny dla podjednostek rybosomów D1/D2 i ITS).

Leczenie i profilaktyka

W decyzji o zastosowaniu leczenia należy wziąć pod uwagę postać kliniczną zakażenia, współistnienie chorób i neutropenii oraz gatunek izolowanego grzyba wraz z oceną jego wrażliwości na antymykotyki. W większości przypadków skuteczne są azole (flukonazol, itrakonazol, nie dotyczy to C. glabrata). W kandydozie inwazyjnej w przypadku stwierdzenia gatunku innego niż C. albicans lub jeśli był wcześniej stosowany flukonazol, a także w ciężkim przebiegu zaleca się stosowanie echinokandyn lub amfoterycyny B w postaci liposomalnej albo deoksyholanu (np. w grupie pediatrycznej). W przypadku kandydoz błon śluzowych i skóry, aby osiągnąć sukces terapeutyczny i uniknąć nawrotów, ważne jest wyeliminowanie czynników sprzyjających zakażeniu, np. poprzez wyrównanie choroby podstawowej (cukrzyca, refluks), poprawę higieny (szczególnie u pacjentów z protezami), ograniczenie używek, w tym w szczególności palenia papierosów.

Zakażenia o etiologii C. albicans, C. tropicalis, C. parapsilosis zwykle nie stanowią problemu terapeutycznego, o ile nie stwierdza się oporności na stosowane leki. C  tropicalis ogólnie wykazuje wrażliwość na antymykotyki, choć obserwuje się podwyższone wartości MIC dla flukonazolu w porównaniu z C. albicans oraz 2 razy wyższe wartości MIC dla echinokandyn niż u C. albicans. C. parapsilosis wykazuje wyższe wartości MIC dla echinokandyn niż inne gatunki Candida, dlatego nie zaleca się ich jako leków z wyboru w przypadku poważnych zakażeń wywołanych przez C. parapsilosis.

Jeśli chodzi o C. glabrata, stwierdza się naturalnie zmniejszoną wrażliwość na azole, szczególnie dotyczy to flukonazolu. C. glabrata wykazuje wyższe wartości MIC dla pozakonazolu w stosunku do gatunków naturalnie wrażliwych na ten lek, a odpowiedź kliniczna na terapię zakażeń C. glabrata worykonazolem wynosi około 50% (MIC są 10 razy wyższe niż dla C. albicans). Pomimo tego leczenie infekcji dróg moczowych o etiologii C. glabrata w podstawowej opiece zdrowotnej może być prowadzone flukonazolem, gdyż istnieje niewiele odpowiednich antymykotyków, które wydalane są przez nerki.

W ostatnim czasie problemem terapeutycznym okazały się zakażenia gatunkiem C. auris, którego ponad 90% izolatów wykazuje oporność na flukonazol, 1/3 jest niewrażliwa na amfoterycynę B, a 7% na echinokandyny; około 40% wykazuje oporność na 2 klasy leków przeciwgrzybiczych, a około 5% szczepów jest oporna na 3 klasy leków.

Profilaktyczne stosowanie leków przeciwgrzybiczych budzi kontrowersje. Można je rozważyć u pacjentów z grupy wysokiego ryzyka rozwoju zakażeń drożdżami, np. biorców allogenicznych krwiotwórczych komórek macierzystych (stosuje się flukonazol, pozakonazol, mykafungina), chorych leczonych na OIT, szczególnie po operacjach chirurgicznych (flukonazol), chorych z neutropenią wywołaną chemioterapią do czasu wzrostu liczby granulocytów oraz osób zakażonych HIV z nawrotową grzybicą i niską liczbą limfocytów CD4+.

W przypadku stwierdzenia zakażenia lub kolonizacji szczepami C. auris, które należą do tzw. alert patogenów, należy bezwzględnie wprowadzić metody izolacji kontaktowej z następczą dekontaminacją.