ASPERGILLUS: KENMERKEN, MORFOLOGIE, LEVENSCYCLUS, HABITAT - BIOLOGIE - 2026

Aspergillus is een geslacht van schimmels dat meer dan 100 soorten omvat die worden gekenmerkt doordat ze filamenteus zijn. De schimmels die tot dit geslacht behoren, zijn saprofyten en worden aangetroffen in habitats met een hoge luchtvochtigheid. Ze groeien voornamelijk op dood organisch materiaal, dat ze helpen afbreken.

Evenzo zijn enkele van de soorten die deel uitmaken van dit geslacht bekende menselijke pathogenen, die voornamelijk pathologieën in de luchtwegen veroorzaken. Deze pathologieën kunnen variëren van eenvoudige sinusitis tot chronische aspergillose en zelfs een systemische infectie.

Aspergillus niger gezien onder de elektronenmicroscoop. Bron: Mogana Das Murtey en Patchamuthu Ramasamy

Vanwege het pathogene potentieel is dit type schimmels een geslacht dat het onderwerp is geweest van talloze onderzoeken, daarom zijn er veel gegevens over.

Taxonomie

De taxonomische classificatie van het geslacht Aspergillus is als volgt:

• Domein: Eukarya.
• Kingdom: Fungi.
• Phylum: Ascomycota.
• Klasse: Eurotiomyceten.
• Bestelling: Eurotiales.
• Familie: Trichocomaceae.
• Geslacht: Aspergillus.

kenmerken

Het geslacht Aspergillus bestaat uit meer dan 100 soorten. Ondanks dat het er zoveel zijn, hebben ze bepaalde aspecten gemeen.

Een van de onderscheidende kenmerken is de morfologie, bestaande uit conidioforen die eindigen in een apicale blaasje en die op hun beurt een basale voetcel aan het andere uiteinde presenteren die in de hypha wordt ingebracht. Natuurlijk kunnen de kenmerken van de galblaas enigszins variëren, afhankelijk van de soort.

Evenzo zijn de schimmels van dit geslacht saprofyten, wat betekent dat ze zich voeden met dood of ontbindend organisch materiaal. Hierdoor vormen deze schimmels een belangrijk onderdeel van de voedselketens van de ecosystemen waarin ze worden aangetroffen, aangezien ze een krachtige afbraak van organisch materiaal zijn en dit omzetten in compost voor de bodem.

Wat de voortplanting betreft: de overgrote meerderheid van de soorten planten zich ongeslachtelijk voort, via conidia (sporen), hoewel bij sommigen ook een seksueel deel wordt waargenomen in hun levenscyclus.

Morfologie

De schimmels van het geslacht Aspergillus zijn draadvormig, en bestaan ​​voornamelijk uit kettingcellen die op hun beurt een structuur vormen die bekend staat als hypha.

De hyfen waaruit het mycelium van deze schimmel bestaat, worden gekenmerkt doordat ze gesepteerd zijn en een diameter hebben tussen de 2,6 en 8,0 micron. Evenzo zijn deze hyfen vertakt, waardoor de zogenaamde conidiale koppen ontstaan ​​wanneer ze in contact komen met de lucht. Deze kunnen tot 500.000 conidia produceren.

De structuur van de conodiale koppen is als volgt: ze hebben een conidiofoor die aan het uiteinde een verwijding vertoont, als een soort blaasje. Evenzo zijn ze bedekt door structuren die fialiden worden genoemd en die een langwerpige vorm hebben.

De functie van fialiden is om grote kolommen conidia te produceren die meestal rond van vorm zijn en een diameter hebben tussen 2 en 5 micron. Deze conidia worden beschouwd als de besmettelijke propagules die het startpunt vormen voor de ontwikkeling van het mycelium van de schimmel.

Onder de microscoop bekeken, zijn de hyfen uniform en hebben ze een boomachtig vertakkingspatroon. Belangrijk is dat de takken dichotoom zijn. Evenzo hebben hyfen parallelle contouren.

De kolonies die worden verkregen door te kweken in het laboratorium zijn van verschillende kleuren. In eerste instantie zijn ze wit, maar later kan die kleur variëren naar geel, bruin, groen of zelfs zwart. Dit hangt af van de soort Aspergillus die wordt gekweekt. Als het gaat om de textuur van de kolonies, zien ze eruit als katoen of fluweel.

Levenscyclus

Zoals in veel organismen van het schimmelkoninkrijk, overwegen schimmels die tot het geslacht Aspergillus behoren zowel seksuele als aseksuele voortplanting tijdens hun levenscyclus.

Ongeslachtelijke voortplanting

Het type voortplanting dat bij deze schimmels het vaakst wordt waargenomen, is aseksueel. Het wordt geproduceerd door middel van aseksuele sporen die bekend staan ​​onder de naam conidia. Deze groeien aan de uiteinden van de fialiden.

De conidia worden vrijgegeven en getransporteerd door de werking van de wind. Als het op het substraat valt en de omgevingsomstandigheden van vochtigheid en temperatuur ideaal zijn, beginnen ze te ontkiemen.

In eerste instantie is de eerste structuur die wordt gevormd een kiembuis die uiteindelijk verandert in een nieuw mycelium.

Seksuele reproductie

Aan de andere kant is seksuele voortplanting uiterst zeldzaam bij deze schimmels en wordt het bij zeer weinig soorten waargenomen, zoals Aspergillus fumigatus. De meeste schimmels van dit geslacht zijn homothallisch. Dit betekent dat ze zowel mannelijke als vrouwelijke geslachtsorganen hebben in hetzelfde mycelium en zelfs gevormd zijn uit dezelfde hypha. Beide organen zijn langwerpig, meerkernig en hebben de neiging zich om elkaar heen te wikkelen.

Het vrouwelijk geslachtsorgaan is verdeeld in drie delen: het terminale segment dat bekend staat als de trichogin en dat functioneert als het receptieve deel. Het volgende segment staat bekend als het ascogonium, en daaronder bevindt zich de stengel.

Evenzo kan het mannelijke geslachtsorgaan, het polynodium, groeien in dezelfde hypha of in een aangrenzende. Het heeft aan het einde een eencellig antheridium.

Gametenfusie of plasmogamie treedt op wanneer de punt van het antheridium over de trichogyne buigt en ermee versmelt. Vanaf hier worden de ascogene hyfen gevormd, die beginnen te vertakken en een andere structuur vormen die bekend staat als de ascocarp, die in de schimmels van het geslacht Aspergillus hol en gesloten is en cleistothecium wordt genoemd.

Binnen het cleistothecium worden de asci gevormd, die op hun beurt de zogenaamde ascosporen bevatten. Daar zijn de ascosporen vrij en voeden ze zich met de voedingsvloeistof die er is. Eindelijk, wanneer ze volledig volgroeid zijn, worden ze vrijgelaten. Als ze in het substraat vallen, ontkiemen ze, waardoor een nieuw mycelium ontstaat.

Habitat

De schimmels van het geslacht Aspergillus hebben een brede verspreiding over de hele planeet. De ideale habitat voor deze schimmels is hooi en compost. Het is gebruikelijk om het te zien groeien op granen die zijn opgeslagen in ongeschikte omstandigheden van vochtigheid en temperatuur.

Zoals veel schimmels groeit het op rottend organisch materiaal.

Belangrijkste soorten

Het geslacht Aspergillus omvat meer dan 100 soorten. Ze zijn echter niet allemaal even goed bestudeerd en erkend. De meest representatieve soorten van het geslacht zullen hieronder worden beschreven.

Aspergillus fumigatus

Dit is een van de schimmels van het geslacht Aspergillus die het meest is bestudeerd, aangezien het een belangrijke ziekteverwekker voor mensen vormt. Het is de oorzaak van talrijke luchtweginfecties, voornamelijk door inademing.

Het is een filamenteuze schimmel die als alomtegenwoordig wordt beschouwd, dat wil zeggen dat hij in elk ecosysteem kan worden aangetroffen. Het heeft saprofytische gebruiken, wat betekent dat het zich ontwikkelt op dood organisch materiaal, dat het afbreekt. Het heeft het typische uiterlijk van de paddenstoelen van dit geslacht, met korte, ronde conidioforen.

Aspergillus fumigatus. Bron: CDC / Dr. Libero Ajello (PHIL # 4297),

In culturen zijn hun kolonies aanvankelijk wit en nemen later een kleur aan die varieert van blauwachtig groen tot grijsachtig groen. De textuur hiervan is vergelijkbaar met die van fluweel.

Deze schimmel vertoont in zijn levenscyclus twee soorten voortplanting: aseksueel, via de conidiën en seksueel, gemedieerd door de ascosporen. Deze zijn zeer goed bestand tegen hoge temperaturen, zelfs tot 70 ° C.

Infectie bij mensen door dit organisme treedt in de meeste gevallen op wanneer sporen die in het milieu worden aangetroffen, de luchtwegen binnendringen. Het kan ook gebeuren door infectie van een eerdere wond of slijmvliezen. Soms kan het een infectie veroorzaken die bekend staat als invasieve aspergillose, wat erg gevaarlijk is en zelfs dodelijk kan zijn.

Aspergillus flavus

Dit is een schimmel die als pathogeen wordt beschouwd, omdat hij giftige stoffen produceert die schadelijk zijn voor de mens, ook wel aflatoxinen genoemd. Deze schimmel produceert in totaal vier gifstoffen: B1, B2, G1 en G2. Deze gifstoffen zijn bijzonder giftig voor de lever, waar ze cirrose tot kanker in dit orgaan kunnen veroorzaken.

De conidioforen van deze soort vertonen geen enkele kleur. Ze vertonen ook een bolvormig ogende verbreding, die is omgeven door fialiden. De conidia die in de fialid voorkomen, hebben een kleur die varieert van geel tot groen. Ze vormen in het algemeen kettingen.

Kolonies van deze soort kunnen een grote verscheidenheid aan verschijningsvormen aannemen, zoals korrelig of verspreid stofachtig. Zoals bij veel Aspergillus-soorten, hebben Aspergillus flavus-kolonies aanvankelijk een kleur (geel) en naarmate ze ouder worden, veranderen ze deze en worden ze donkerder.

Deze schimmel is gerelateerd aan bepaalde pathologieën zoals onder andere aspergillose, onychomycose, schimmel sinusitis en otomycose.

Aspergillus niger

Het is een van de bekendste soorten van het geslacht Aspergillus. Het dankt zijn naam aan het feit dat het een soort zwarte schimmel maakt op de groenten waarin het groeit.

De hyfen waaruit het mycelium van deze schimmel bestaat, vormen een draad en zijn gescheiden door een septum en zijn transparant. In de conidioforen bevinden zich bolvormige blaasjes die bedekt zijn met fialiden. Deze ondergaan een proces dat basiseptale conidiogenese wordt genoemd, waardoor zogenaamde bolvormige mitospores worden geproduceerd, die tussen 3 en 5 micron meten.

Deze soort is erg belangrijk op het gebied van biotechnologie, omdat het enkele interessante chemische stoffen produceert, zoals gluconzuur, citroenzuur en sommige enzymen zoals fytase en galactosidase.

Evenzo produceert Aspergillus niger een toxine dat bekend staat als ochratoxine A, dat voedsel kan besmetten en wordt doorgegeven aan mensen en andere dieren wanneer ze het eten. Het effect van dit toxine in het lichaam is voornamelijk beperkt tot het immuunsysteem, waardoor de vorming van antilichamen wordt verminderd, evenals de grootte van de immuunorganen. Evenzo veroorzaakt het een verandering op het niveau van cytokinines.

Aspergillus tubingensis

Dit is een soort met een grote ecologische waarde, aangezien is gebleken dat hij plastic kan verteren, zelfs zonder restanten achter te laten. Vanuit milieuoogpunt is dit erg belangrijk, omdat het kan worden gebruikt om onze ecosystemen op te schonen.

De conidia van deze soort hebben een diameter van ongeveer 2 tot 5 micron. Hij reproduceert uitsluitend aseksueel en de ideale groeitemperatuur ligt tussen 20 en 37 ° C.

Evenzo is Aspergillus tubingensis een soort die bepaalde stoffen produceert, zoals ochratoxine A en mycotoxieën.

Ziekten

Sommige soorten die deel uitmaken van het geslacht Aspergillus zijn bekende menselijke pathogenen. Ze veroorzaken voornamelijk infecties in de luchtwegen.

Aspergillose

Het is een infectie veroorzaakt door verschillende soorten Aspergillus, vooral Aspergillus fumigatus. Omdat het in het lichaam komt door inademing, zijn de weefsels die worden aangetast die van de luchtwegen.

Aspergillose kan echter in verschillende klinische vormen voorkomen: allergische bronchopulmonale aspergillose, chronische pulmonale aspergillose en invasieve aspergillose.

Allergische bronchopulmonale aspergillose

Onder de symptomen van deze pathologie zijn:

- Koorts.

- Donker slijm slijm.

- Bloedspuwing (bloeding uit de longen).

- Algemeen ongemak.

- Luchtwegobstructie.

Chronische pulmonale aspergillose

Deze pathologie is een compendium van verschillende klinische beelden die verschillende structuren van het ademhalingssysteem beïnvloeden. Dit zijn:

- Aspergilloma: het is een soort vreemd lichaam dat bestaat uit schimmeldraden, evenals slijm, pus, fibrine en celresten. Dit is gehuisvest in een longholte of zelfs in een van de neusbijholten. Onder de symptomen vinden we onder meer pijn op de borst, bloederig sputum, koorts en chronische hoest.

- Gavitate chronische aspergillose: treedt op wanneer het longweefsel zo aangetast is dat het meerdere holtes ontwikkelt, voornamelijk ter hoogte van de bovenste longkwabben. De symptomen zijn vergelijkbaar met die van aspergilloma, maar duren langer en zijn ook veel intenser.

Invasieve aspergillose

Het is de meest ernstige vorm van de ziekte en wordt alleen gezien bij mensen van wie het immuunsysteem erg verzwakt is; bijvoorbeeld mensen met ziekten van het immuunsysteem zoals AIDS, mensen met een of andere vorm van kanker die chemotherapie hebben ondergaan of mensen die een beenmergtransplantatie hebben ondergaan. Het treedt op wanneer de infectie niet langer beperkt is tot longweefsel, maar zich verspreidt naar andere organen zoals het hart of de nieren.

Symptomen die kunnen optreden zijn:

- Hoge koorts die niet verbetert.

- Hoest met bloederig slijm.

- Pijn op de borst.

- Pijn in de gewrichten.

- ademhalingsmoeilijkheden.

Hoofdpijn.

- Ontsteking in een van de ogen.

- Moeite met spreken.

- Huidletsels.

Schimmelsinusitis

Het treedt op wanneer de schimmel een van de holtes in het gezicht koloniseert, ook wel de neusbijholten genoemd. De symptomen zijn:

- Purulente of seromucosale rinorroe.

- Nasale obstructie of gevoel van vreemd lichaam.

- Regelmatig niezen.

- Pijn in de kaak en tanden.

Otomycose

Het treedt op wanneer de schimmel de gehoorgang binnendringt. Onder de meest representatieve symptomen vinden we de volgende:

Otalgie.

- Niet-specifieke jeuk in het oor.

- Afschilfering van het epitheel.

- Ontsteking.

- Gehoorverlies.

- Aanwezigheid van donker gekleurde resten, zoals groen, bruin of zwart in de gehoorgang.

Behandelingen

De geneesmiddelen die worden gebruikt om infecties te behandelen die worden veroorzaakt door schimmels van het geslacht Aspergillus, zijn geneesmiddelen die de schimmel rechtstreeks aanvallen. De meest gebruikte zijn:

- Amfotericine B.

- Itraconazol.

- Posaconazol.

- Echinocandines.

- Vorconazol.

Evenzo wordt in sommige gevallen chirurgische excisie van de laesies aanbevolen. Deze laatste optie wordt de laatste tijd echter praktisch niet meer gebruikt, dankzij de uitstekende resultaten die zijn verkregen met medicamenteuze therapie.

Referenties

1. Bennet, J. en Klich, M. (2003). Mycotoxinen. Klinische microbiologie beoordelingen. 16. 497-516.
2. Fortún, J., Mije, Y., Fresco, G., Moreno, S. (2012). Aspergillose. Klinische vormen en behandeling. Infectieziekten en klinische microbiologie. 30 (4). 173-222
3. García, P., García, R., Domínguez, I. en Noval, j. (2001). Otomicosis: klinische en microbiologische aspecten. Journal of Biological Diagnosis. 50 (1)
4. Guerrero, V., Herrera, A., Urbano, J., Terré, R., Sánchez, I., Sánchez, F., Martínez, M. en Caballero, j. (2008). Invasieve chronische schimmel sinusitis van de maxillaire sinus veroorzaakt door Aspergillus. Portugees Journal of Otorinolaryngology and Cervical Facial Surgery. 46 (2)
5. Méndez, L. (2011). Aspergillose. Ontvangen van: http: /facmed.unam.mx/deptos/microbiologia/micologia/aspergilosis.html
6. Germain, G. en Summerbell, R. (1996). Identificatie van filamenteuze schimmels. Star Publishing bedrijf. 1e editie.