ASPERGILLUS NIGER: KENMERKEN, MORFOLOGIE EN PATHOLOGIEËN - BIOLOGIE - 2026

Aspergillus niger is een myceliumschimmel uit de omgeving, gevormd door hyaline hyfen. Het is een alomtegenwoordige schimmel met een wereldwijde verspreiding van saprofytisch leven. Dit betekent dat zijn levenscyclus in de natuur ligt, zonder de mens erbij te betrekken. Daarom is de implantatie ervan in menselijke weefsels ondergeschikt aan de normale cyclus.

Dat is de reden waarom alle soorten van dit geslacht als opportunistische pathogenen worden beschouwd. In het geval van A. niger is het de derde meest geïsoleerde soort van dit geslacht bij opportunistische infecties bij mensen.

Door Bruno Alexandre Quistorp Santos, Seteno Karabo Obed Ntwampe en James Hamuel Doughari (), via Wikimedia Commons

Bij invasieve infecties vertegenwoordigt Aspergillus niger 3-7%, wat vaker voorkomt bij otychomycotische infecties en huidaandoeningen. Hoewel het opportunistische pathologieën kan veroorzaken, heeft het een gunstige kant op industrieel niveau.

Dit micro-organisme wordt gebruikt voor de biologische afbraak van industrieel afval en van daaruit worden stoffen en enzymen ontwikkeld die bruikbaar zijn bij de vervaardiging van een grote verscheidenheid aan eetbare en niet-eetbare producten.

kenmerken

Reproductie

Aspergillus niger reproduceert aseksueel door de productie van conidia. De conidiën zijn te vinden in de bodem en in een groot aantal natuurlijke substraten. Ze worden dankzij de wind verspreid om zich op verschillende oppervlakken te nestelen.

Besmetting

In het algemeen treft dit micro-organisme bij voorkeur volwassenen meer dan kinderen en mannen meer dan vrouwen. Alle rassen kunnen worden aangetast en de ziekten die het veroorzaakt, zijn niet besmettelijk.

Voordelen

Aan de andere kant presenteert A. niger een andere kant van de medaille, met nuttige toepassingen voor milieusanering door industrieel afval te degraderen dat vervolgens wordt gebruikt om nuttige producten te produceren.

Zo erg zelfs dat fermentatie met A. niger wordt erkend als GRAS (algemeen erkend als veilig) door de FDA (Food and Drug Administration door de Verenigde Staten).

Ondanks de uitgebreide industriële toepassing van dit micro-organisme, is de genetische kaart van deze schimmel slechts gedeeltelijk bekend.

Taxonomie

Schimmels koninkrijk

Phylum: Ascomycota

Klasse: Eurotiomyceten

Bestelling: Eurotiales

Familie: Aspergillaceae

Geslacht: Aspergillus

Soort: niger.

Morfologie

Macroscopische kenmerken

Kolonies van A. niger groeien snel en zijn gemakkelijk te herkennen aan hun kenmerkende stoffige uiterlijk. Eerst is het mycelium wit, dan wordt het donker en uiteindelijk krijgen ze verschillende kleuren, variërend van gitzwart tot donkerbruin.

De achterkant van de kolonie ziet eruit als een grijs-geelachtig suède doek, dat A. niger onderscheidt van andere schimmels met donkere kolonies die dematiaceous schimmels worden genoemd.

Microscopische kenmerken

Aspergillus niger heeft een gladde of licht korrelige conidiofoor van 1,5 tot 3 mm lang, met een dikke wand. Ze zijn meestal hyaline of bruin.

Onder de microscoop kunnen overvloedige conidia met een variabel uiterlijk worden waargenomen: onder hen bolvormig, subglobose, elliptisch, glad, equinulair, wratachtig of met longitudinale striae, allemaal zwart.

Blaasjes zijn bolvormig, hyaline of donkerbruin gekleurd en hebben een diameter van 75 µm. Ze zijn over het algemeen niet waarneembaar vanwege de dichte opeenhoping van zwarte conidiën.

De fialiden verschijnen in twee uitgestraalde reeksen.

Het heeft geen seksuele reproductiestructuren.

Pathologieën en klinische manifestaties

Otomycose

Het is een van de pathologieën die wordt veroorzaakt door het geslacht Aspergillus, waarbij de niger-soort de belangrijkste veroorzaker is. Deze pathologie wordt gekenmerkt door aantasting van de gehoorgang secundair aan de implantatie van een eerdere bacteriële infectie.

Bacteriële infectie zorgt voor het nodige vocht voor de schimmel om zich naar interne structuren te verspreiden.

De symptomen die het veroorzaakt zijn jeuk, pijn, otorroe en doofheid als gevolg van irritatie van het weefsel, plus de myceliale plug en vuil. De symptomatologie verdwijnt met de spoeling van het kanaal. Op deze manier wordt de plug verwijderd.

Aan de andere kant moet een antibacteriële behandeling worden gegeven om de aanwezige bacteriën te elimineren, die de primaire oorzaak van de infectie zijn en die de optimale omstandigheden bieden voor de ontwikkeling van de schimmel.

In oorsmeermonsters zijn de structuren van de schimmel te zien.

Bronchiale aspergilloma

Aspergillus niger is de tweede belangrijkste oorzaak van bronchiale Aspergilloma in Amerika. Deze ziekte wordt gekenmerkt door de vorming van een bolletje of een compacte kolonie van de schimmel met een diameter van 3-4 cm.

Dit zit over het algemeen aan de top van de long en hecht zich aan de bronchiën zonder deze te penetreren. De evolutie ervan kan jaren duren.

De klinische symptomen zijn intermitterende bloedspuwing, als gevolg van irritatie van de bronchiale wand met het wrijven van de bal, er is geen koorts of slijm.

Primaire en secundaire huidaandoeningen

Wanneer de laesies primair zijn, bestaan ​​ze uit meerdere knobbeltjes, de huid wordt dik, oedemateus met een paarsachtige kleur. Er kunnen zich zwarte korstjes met een verhoogde erythemateuze rand vormen.

De schimmel wordt aangetroffen in de oppervlakkige, middelste en diepe dermis. Het kan gepaard gaan met steken en pijn. Histologisch zijn er talrijke reuzencellen en centrale necrose. Het kan worden verward met lepromateuze lepra.

Het wordt topisch behandeld met nystatine. In uitgezaaide gevallen waarin cutane aspergillose secundair optreedt, beginnen de laesies meestal als kleine, discrete rode papels die in puisten veranderen.

Kleine granulomen met centrale necrose worden gezien bij biopsie. Het organisme kan worden gevisualiseerd als stralende kolonies.

Cultuur

Sabouraud-dextrose-agar, gistextract, moutagar en Czapek worden gebruikt om A. niger te kweken. Antibiotica moeten in het algemeen worden toegevoegd om de groei van verontreinigende bacteriële micro-organismen te beperken.

Het gebruik van cycloheximide als antibioticum in kweekmedia moet worden vermeden, aangezien sommige stammen door dit medicijn worden beïnvloed.

Eenmaal gezaaid, worden de monsters bij kamertemperatuur of 37 ° C geïncubeerd. Ze groeien in 3 tot 4 dagen.

KOH- en Parker-inkt worden gebruikt om de structuren van de schimmel bij direct onderzoek zichtbaar te maken.

Gebruik / toepassingen

Aspergillus niger heeft een complex metabolisch netwerk, bestaande uit 1.190 reacties en 1.045 metabolieten, verdeeld over drie compartimenten: extracellulair, cytoplasmatisch en mitochondriaal.

De industrie heeft geprofiteerd van deze eigenschappen van A. niger en moest daarom bepaalde belangrijke factoren beheersen die de morfologie van A. niger en het fermentatieproces reguleren.

Deze factoren zijn: nutriëntenniveaus en omgevingsomstandigheden, zoals pH, agitatie, temperatuur, metaalionen, fosfaatconcentratie, stikstofbron, koolstofbron, alcoholen en additieven.

Citroenzuur

Een van de belangrijkste stoffen die A. niger produceert en accumuleert, is citroenzuur, hoewel er ook andere micro-organismen zijn die het ook doen, zoals Citromyces, Penicilium, Monilia, Candida en Pichia.

Citroenzuur is nuttig bij de bereiding van dranken, worstjes, medicijnen, cosmetica, plastic en wasmiddelen. De meest effectieve stammen voor de productie ervan zijn die met een lage activiteit van de enzymen isocitraat dehydrogenase en aconitase hydratase. Ondertussen moeten ze een hoge citraatsynthetaseactiviteit hebben.

Wei blijkt een uitstekend substraat te zijn voor de productie van citroenzuur door Aspergillus niger, aangezien het gemakkelijk lactose assimileert zonder de noodzaak van voorafgaande hydrolyse.

Een ander gebruik dat de industrie aan Aspergillus niger geeft, is het verkrijgen van enzymen, zoals α-amylase, aminoglucosidase, catalase, cellulase, α-galactosidase, ß-galactosidase, ß-gluconase, glucoamylase of glucose aerodehydrogenase. Evenals glucose-oxidase, α-glucosidase, α-D-glucosidase, ß-glucosidase, lipase, invertase, hesperidinase, hemicellulase, pectinase, pytase, protease en tannase. Allemaal voor industrieel gebruik.

Referenties

1. López C, Zuluaga A, Herrera S, Ruiz A, Medina V. Productie van citroenzuur met Aspergillus niger NRRL 2270 uit wei. Dyna 2006; 73 (150): 39-57
2. Reyes-Ocampo I, González-Brambila en López-Isunza. Een analyse van het metabolisme van Aspergillus niger die groeit op een vast substraat. Rev Mex Ingen Quím. 2013; 12 (1): 41-56
3. Arenas R. Geïllustreerde medische mycologie. 2014. 5e Ed. Mc Graw Hill, 5e Mexico.
4. Bonifaz A. Basis medische mycologie. 2015. 5e editie. Mc Graw Hill, Mexico DF.
5. Koneman, E, Allen, S, Janda, W, Schreckenberger, P, Winn, W. (2004). Microbiologische diagnose. (5e ed.). Argentinië, Redactie Panamericana SA
6. Ryan KJ, Ray C. Sherris. Medische microbiologie, 2010. 6e uitgave McGraw-Hill, New York, VS.
7. Casas-Rincón G. Algemene mycologie. 1994. 2e editie Centrale Universiteit van Venezuela, bibliotheekuitgaven. Venezuela Caracas.
8. Persoon AK, Chudgar SM, Norton BL, Tong BC, Stout JE. Aspergillus niger: een ongebruikelijke oorzaak van invasieve pulmonale aspergillose. Journal of Medical Microbiology. 2010; 59 (7): 834-838
9. Zon J, Lu X, Zeng AP. Metabole peculiariaties van Aspergillus niger beschreven door vergelijkende metabole genomica. Genome Biol.2007; 8 (9): R182
10. Wikipedia-bijdragers. Aspergillus niger. Wikipedia, de gratis encyclopedie. 10 september 2018, 17:03 UTC. Beschikbaar op: wikipedia.org/ Geraadpleegd op 15 september 2018.