Проклятие фараонов

Городская научно-практическая конференция школьников

«Юность и наука – третье тысячелетие»

Проклятие фараонов

Секция - медицина и здоровье

Тип работы – научно-исследовательская

Автор работы: Рахматуллина Валерия Равилевна, 20.11.95., проживающая: г. Норильск, ул. Нансена, 116, кв. 20, 663319. Место учебы: МБОУ «СОШ № 21», 11 «А» класс. Место выполнения работы: МБОУ «СОШ № 21», бактериологическая лаборатория. Руководитель: Бочегурова Людмила Александровна, МБОУ «СОШ № 21», учитель биологии. Научный руководитель: Кухаренко Елена Борисовна, бактериологическая лаборатория г.Норильска, врач бактериолог СЭС. E-mail автора: [email protected] E-mail руководителя: bochiehgurova71mail.ru

Оглавление:

1. Введение………………………………………………………………………………………3

2. Основное содержание:

   1. «Проклятье фараонов»………………………………………………………

   2. Морфология Aspergillus niger……………………………………………….

   3. Опасное соседство……………………………………………………………

   4. Аспергиллез - причины и симптомы заболевания………………………...

   5. Исследования воздействия различных препаратов на колонию грибка Aspergillus niger………………………………………………………………

1. Заключение…………………………………………………………………………………….

2. Список используемых источников……………………………………………………………

3. Приложение……………………………………………………………………………………..

Введение.

Актуальность.

Симптомы аспергиллеза сложно определить. Неправильный диагноз затрудняет лечение и осложняет течение болезни. Актуальность данной проблемы состоит в том, что необходимы новые методики определения и диагностики возбудителей заболевания.

Проблема исследования.

Плесневый грибок Aspergillus niger очень живуч и практически неистребим. Сможет ли человечество победить данный вид инфекции или плесень убьет нас?

Разработанность исследуемой проблемы.

Изучение медицинской литературы, справочников, интернет-сайтов.

Цель исследования.

Определить наиболее эффективное средство для борьбы с Aspergillus niger.

Объект исследования.

Aspergillus niger (черная плесень).

Предмет исследования.

Действие различных препаратов на Aspergillus niger

Задачи:

1. изучить морфологию плесневого грибка Aspergillus niger;

2. изучить симптомы и причины развития аспергиллеза;

3. профилактика аспергиллеза.

Методы работы:

1. наблюдение;

2. сравнение;

3. эксперимент;

4. анализ;

5. описание полученных результатов.

«Проклятье фараонов»

Осенью 1922 года, после 16-летних раскопок археолог Говард Картер обнаружил захоронение фараонов в Египетской долине царей. Спонсор исследования – английский лорд Карнеол – лично приехал на вскрытие гробницы… Вернуться в Англию ему уже было не суждено. Он умер 5 апреля 1923 года от резкой вспышки пневмонии, от которой умерло еще много других людей, принимавших участие в раскопках. Спустя некоторое время умер еще один из участников экспедиции – Артур Мейс.

Газеты того времени пестрили заголовками о проклятии Тутанхамона (см. приложение 1).

Исследования ученых позволили обнаружить в тканях мумии споры грибка на высокой стадии развития, который оставался живым тысячелетиями. Это был плесневый грибок аспергиллус нигер (черная плесень), который вызывает тяжелейшее заболевание аспергиллез.

Морфология Aspergillus niger

Aspergillus niger относится к классу сумчатых грибов (Ascomycetes), семейству аспергилловых (Aspergillaceae), роду Aspergillus, который в настоящее время насчитывает свыше 120 видов. Тело гриба (см. приложение 2) состоит из бесцветных, сильно разветвленных и переплетенных между собой тонких нитей — гиф, образующих мицелий (грибницу). Гифы септированы — разделены поперечными перегородками (септами) на клетки. Диаметр гиф от 3 до 6 мкм..

Для аспергиллов характерен поверхностный стелющийся рост, однако при достаточной аэрации и строгом соблюдении асептики они могут размножаться и в толще твердой и в глубине жидкой среды.

При поверхностном росте возвышаются органы плодоношения — конидиеносцы, которые отходят от особых опорных клеток мицелия. Конидиеносцы представляют собой утолщенные неветвящиеся несептированные, сильно зернистые на вид гифы длиной до 2000 мкм и более. На концах конидиеносцев появляется перетяжка без перегородки, выделяющая «пузырек» будущей головки. Пузырек округляется, увеличивается до 400 мкм, на его поверхности вырастают радиально расположенные продолговатые одно- или двухрядные клетки — стеригмы. На свободных концах стеригм размещаются цепочками более мелкие клетки — конидии. Такое строение головки внешне похоже на наконечник лейки, из отверстий которого льются струйки воды. Отсюда русское название аспергилла — леечный гриб. Однако точный перевод термина аспергилл — «косматая голова» (см. приложение 3).

Конидии — покоящиеся клетки, с минимальным содержанием воды, шаровидной или элипсовидной формы, средним размером в поперечнике 4 мкм. Поверхность конидий — гладкая, бугристая или шиповатая, черная (откуда и название этого гриба niger) или коричневая с различными оттенками. Окраска конидий опреде­ляет цвет всей конидиеносящей поверхности. Число конидий на каждой головке достигает 10 тысяч.

Зрелые конидии очень легко отделяются от головок током воздуха или струей воды. Попав в жидкую питательную среду, они сначала набухают, а затем прорастают, образуя одновременно один или два проростка (гифы), на твердой среде прорастают при наличии капельно-жидкой влаги, почти не набухая. Гифа растет на свободном конце; удлиняясь, дает боковые отростки, которые в свою очередь также удлиняются, ветвятся, переплетаются между собой, образуя колонии, видимые невооруженным глазом. Через 16—20 ч в центральной гифе начинают появляться обособленные клетки, из которых вырастают конидиеносцы. Образование зрелых конидий заканчивается через 3—4 суток (см. приложение 4).

Рассмотренный способ размножения Aspergillus niger называется бес­полым. Вообще же аспергиллы могут размножаться и половым путем — посредством асков, образующихся в плодовых телах. Однако развитие плодовых тел Aspergillus niger прекращается на самой ранней стадии и недоразвитые плодовые тела превращаются в плотные скопления сплетенных гиф (склероции). Многие штаммы Aspergillus niger склероции не образуют. Гриб может размножаться и вегетативным путем — отделившиеся от гиф частицы способны самостоятельно расти и образовывать новый мицелий [1, 2].

Афлатоксины

Афлатоксины — смертельно опасные микотоксины, относящиеся к классу поликетидов (см. приложение 5). Производящие токсин грибы нескольких видов рода аспергилл. Из всех биологически производимых ядов афлатоксины являются самыми сильными гепатоканцерогенами из обнаруженных на сегодняшний день. При попадании в организм высокой дозы яда смерть наступает в течение нескольких суток из-за необратимых поражений печени. Токсичность этих видов была по большей части неизвестна вплоть до 1960-х, когда в Британии неожиданно умерли 100 тысяч индюшек. Афлатоксины, со временем и при неправильном хранении, образуются в залежалых сборах чая и других трав, и при добавлении в них воды образуется белая плёночка. Это явный показатель того, что лист давно умер и превратился в сено.

Аспергиллёз — понятие, охватывающее широкий спектр заболеваний, вызываемых грибами рода Aspergillus. Наиболее распространёнными формами являются аллергический бронхопульмональный аспергиллёз, аспергиллома (неинвазивный аспергиллёз) и инвазивный аспергиллёз лёгких. Большинство людей вдыхают споры аспергилл ежедневно, однако аспергиллёз развивается преимущественно у иммуноскомпрометированных лиц (вследствие заболевания или на фоне иммуносупрессмвной терапии), являясь ведущей причиной смерти при остром лейкозе и трансплантации гемопоэтических клеток. Наиболее часто инфекционным агентом является Aspergillus fumigatus (см. приложение 6).

Развитию аспергиллеза, вызываемого плесневыми грибами рода аспергилл, способствуют снижение сопротивляемости организма, связанное с недостаточным питанием, предшествующим заболеванием (туберкулезом, анкилозирующим спондилитом, абсцессом легкого и др.), применением иммунодепрессантов, цитостатиков, лучевой терапии; дисбактериоз, обусловленный нерациональной антибиотикотерапией; длительное пребывание в запыленном и (или) сыром помещении с плохой вентиляцией. Нередко аспергиллез. развивается как профессиональное заболевание у работающих на предприятиях, где применяют аспергиллы, продуцирующие ферменты (производство лимонной кислоты, этилового спирта, органических кислот); у лиц, соприкасающихся с обсемененным аспергиллами сырьем (работников пивоваренных, хлопкоочистительных заводов, ткацких фабрик, зернохранилищ и др.). Чаще аспергилез возникает вторично на фоне какого-либо заболевания (туберкулеза, эндокринопатий опухоли, болезни крови, синдрома приобретенного иммунного дефицита и др.). У здорового человека болезнь развивается лишь при внедрении массивных доз грибка (первичный аспергиллез).

При благоприятных условиях аспергиллы внедряются в ткани, где, размножаясь, дают начало развитию микотического процесса. Чаще поражается бронхолегочная система (бронхолегочный аспергилез), несколько реже — наружное ухо, слизистая оболочка носа, околоносовые пазухи, миндалины. К редким поражениям относят аспергилез кожи, глаз, ц.н.с., желудочно-кишечного тракта, печени, селезенки, почек, поражение стопы.

Споры грибка Aspergillusfumigatus в ассоциации со спорами грибков Micropolysporafaeni и Thermoactinomycesvulgaris могут быть причиной развития экзогенного аллергического альвеолита — «легкого фермера». Участились смешанные инфекции, обусловленные грибками разных родов (например, Aspergillus и Candida, Aspergillus и Actinomyces), и сочетанные инфекции (например, вызванные аспергиллами и микобактерией туберкулеза).

Морфологические изменения при аспергиллезе.характеризуются некрозом тканей в месте внедрения грибка. Среди некротических масс выявляют элементы грибка. Возможно абсцедирование очага поражения. Вокруг зоны некроза при длительном течении патологического процесса развивается грануляционная ткань — гранулема. Мицелий грибка прорастает стенку кровеносных сосудов.

Клиническая картина определяется локализацией патологического процесса. Первичный экзогенный бронхолегочный аспергилез характеризуется развитием трахеобронхита, реже пневмонии (см. приложение 7).

Различают начальный и хронический периоды болезни. Начальный период в большинстве случаев протекает менее остро, чем первичный экзогенный бронхолегочный Аспрегилез. Он проявляется болями в груди, приступообразным кашлем со слизисто-гнойной мокротой (при вторичном бронхолегочном аспергилезе, развившемся на фоне заболевания легких, отмечается усиление кашля), кровохарканьем, признаками бронхоспазма, плесневым запахом изо рта, потливостью в ночное время, недомоганием, субфебрилитетом, потерей массы тела. Над областью поражения определяют ослабленное дыхание, хрипы (вначале сухие, затем влажные); если очаг поражения расположен субплеврально, над ним выявляют притупление перкуторного звука. У больных с опухолью или туберкулезом дыхательных путей эндогенный бронхолегочный аспергилез может начаться внезапно, в этих случаях заболевание протекает более тяжело.

Хронический период характеризуется сменой фаз обострения и ремиссии, что обусловлено, в частности, чередованием фаз размножения грибка и угнетения его роста. В фазе обострения отмечаются недомогание, кашель (сухой или с мокротой), кровохарканье, одышка в покое, цианоз, ознобы, эозинофилия, лейкоцитоз, повышение СОЭ, протеинурия, большое количество эозинофилов в мокроте. Возможно абсцедирование очага с прорывом абсцесса в плевральную полость или в дренирующий бронх, что ведет к диссеминации грибков. В фазе обострения могут возникать кратковременные обильные легочные кровотечения, приступы удушья по типу бронхиальной астмы. Физикально в зоне поражения определяют ослабленное дыхание, влажные и сухие хрипы, притупление перкуторного звука.

При прогрессировании процесса болезнь переходит в деструктивную, необратимую стадию развития. Нарастают пневмофиброз, формируются бронхоэктазы, в которых создается благоприятная среда для развития аспергилл.В фазе обострения выявляют отек слизистой оболочки бронха, сужение его просвета или обтурацию бронха слизистой пробкой.

В фазе ремиссии признаки заболевания менее выражены. Переход к фазе ремиссии при отсутствии лечения характеризуется откашливанием крошковидного или пушистого комочка или слизистой пробки желтовато-зеленоватого, зеленовато-коричневого цвета с запахом плесени. Постепенное снижение степени тяжести обострений укрывает на тенденцию патологического процесса к регрессированию.

Аспергиллома легких представляет собой локализованную форму бронхолегочного аспергиллеза, при которой в легких обнаруживают полость, содержащую колонии грибков и сообщающуюся с просветом бронхов. Как правило, аспергиллома возникает в результате инфицирования грибками предсуществующей в легких полости (например, после излечения кавернозного туберкулеза или абсцесса легкого). Осложнением аспергилломы легких может быть массивное легочное кровотечение. Рентгенографически в легких выявляют полость (реже две полости и более) диаметром 2—5 см, иногда до 10—15 см; внутри полости имеется округлое затенение, между ним и стенкой полости определяется серпообразный венчик просветления (см. приложение №)

Аспергиллез уха, слизистой оболочки носа, околоносовых пазух и миндалин возникает чаще на фоне неспецифического воспалительного или атрофического процесса, после операций, травм. Аспергиллез уха обычно проявляется поражением кожи наружного слухового прохода. Больные жалуются на зуд в области наружного слухового прохода, чувство заложенности в ухе, иногда снижается слух, возникают головные боли.

Аспергиллез слизистой оболочки носа в начальном периоде и в фазе обострения хронического процесса протекает по типу вазомоторного ринита, одновременно наблюдается отделение темно-серых или коричневатых корок и пленок с неприятным запахом. Сопровождается постоянной, резко выраженной, обычно односторонней заложенностью носа, мучительными головными болями.

Аспергиллезный тонзиллит, как правило, возникает на фоне неспецифического хронического тонзиллита или при травме миндалин (например, рыбьей костью) и характеризуется сильными болями в глотке, иррадиирующими в ухо.

Аспергиллез других локализаций наблюдается редко.

Аспергиллез центральной нервной системы чаще развивается как метастатический процесс, протекает в виде менингита, энцефалита, менингоэнцефалита, абсцесса головного мозга.

Аспергиллез глаз в большинстве случаев является следствием гематогенного распространения инфекции; проявляется конъюнктивитом, язвенным блефаритом, дакриоциститом, кератитом (поверхностным узелковым или глубоким инфильтративно-язвенным): возможно развитие панофтальмита. При аспергилезе глаз нередко наблюдается тромбоз сосудов.

Аспергиллез желудочно-кишечного тракта развивается при дисбактериозе, протекает по типу эрозивного гастрита, энтерита или колита.

Диагноз основывается на клинико-эпидемиологических данных, результатах рентгенологического, инструментального и иммунологических методов исследований, микроскопического и культурального исследования патологического материала (мокроты, промывных вод бронхов, соскобов с поверхности пораженной кожи и др.), биопсии патологически измененных тканей.

При микроскопическом исследовании мазков, приготовленных из патологического материала, выявляют короткие веточки мономорфного, септированного, тонкого мицелия и одиночные или сгруппированные, округлые, шероховатые, бесцветные или пигментированные конидии (зрелые наружные споры) на конидиеносцах. Аспергиллы хорошо окрашиваются гематоксилин-эозином, хуже при PAS-реакции. При культуральном исследовании на питательной среде вырастают «пушистые» колонии, цвет которых зависит от вида грибка (см. приложение №).

Дифференциальная диагностика сложна из-за сходства А. со многими болезнями грибковой и негрибковой природы. В начальном периоде бронхолегочный А. напоминает острые респираторные вирусные болезни, бронхит и пневмонию бактериальной или вирусной этиологии. Например, хроническом периоде аспергиллезного гайморита иногда ошибочно диагностируют мигрень. Аспергиллез глаза и орбиты следует дифференцировать с актиномикозом, опухолями (меланомой и др.).

Больные аспергиллезом подлежат диспансерному наблюдению (см. приложение 8).

Профилактика включает герметизацию технологических процессов, связанных с применением грибков, продуцирующих ферменты, и сырья, обсемененного грибками; использование респираторов при работе в условиях повышенной запыленности; микологический контроль окружающей среды; регулярные микологические обследования лиц из групп риска [3,4].

Исследования воздействия различных препаратов на колонию грибка Aspergillus niger

1. Произвели посев спор грибка Aspergillus niger на питательную среду в три чашки Петри.

2. Поместили в термостат при температуре 20 градусов на трое суток.

3. Наблюдали в электронный микроскоп на 4 сутки.

Наблюдая за развитием колонии, я обнаружила, что для аспергиллов характерен поверхностный стелющийся рост.

Органы плодоношения — конидиеносцы, отходят от клеток мицелия. На верхушке располагаются конидии, внешне похожие на наконечник лейки.

1. Наблюдение роста колоний: в каждой чашке Петри обнаружили колонии грибка в одинаковой стадии развития (образование спорангиев) (см. приложение 9).

2. Воздействия на колонии:

   1. помещение в морозильную камеру на 7 суток;

   2. высушивание в сушильном шкафу;

   3. обработка в СВ-печи.

3. Сравнение полученных результатов:

1. После размораживания и помещения в термостат (20гр) колония продолжала расти. Некоторые экземпляры погибли. Это доказал процесс отделения конидий.

2. Порошок «погибших» грибков поместили в специальную питательную среду и термостат(20 гр.). Через 4 дня обнаружен незначительный рост новой колонии.

3. Рост колонии ускорился через 2 дня.

2. Воздействие на колонии различными препаратами:

   1. первую чашку обработали сапонином 100%;

   2. вторую чашку обработали АСД 10%;

   3. третью чашку обработали эфирным маслом Монарды.

1. Поместили в термостат при температуре 20 градусов на семь суток.

2. Сравнение полученных результатов:

1. в первой чашке Петри наблюдали усиленный рост колонии и интенсивное развитие спорангиев: грибок находился в стадии спороношения;

2. во второй чашке рост колонии остановился на предыдущей стадии развития; наблюдается незначительное увеличение колонии;

3. в третьей чашке рост колонии подавлен: наблюдается гибель грибка.

   1. Выводы: сапонин 100% не воздействует на Aspergillus niger; АСД 10% замедляет рост колонии грибка, а эфирное масло Монарды полностью подавляет развитие колонии (см. приложение 10).

Заключение

В ходе исследования мы обнаружили, что в природе существует эффективное средство борьбы с плесневым грибком Aspergillus niger – это неприхотливое садовое растение Монарда (см. приложение 11)

Методы предупреждения появления Aspergillus niger и способы борьбы с ним:

1. обеспечить хорошую вентиляцию. Тщательно проветривать помещения, ванную комнату;

2. не допускать протекания воды из кранов;

3. уменьшить число домашних растений - грибок может буйно разрастись в земле цветочного горшка;

4. использовать кондиционер с фильтрами, т.к. он может стать источником грибков и их спор;

5. отопление должно быть бесперебойным, чтобы не было остывания стен;

6. комнаты должны проветриваться в течение короткого времени, но интенсивно. Все окна и двери должны быть открыты. Короткое и интенсивное проветривание не будет рассеивать тепло от стен, так что потеря тепла будет небольшой. Слегка приоткрытые окна - это не адекватная альтернатива их широкому раскрытию в течение короткого промежутка времени;

7. проветривать влажную одежду;

8. не держать в комнате высушенные цветы, они часто содержат плесень;

9. обнаруженные на стенах или потолке маленькие темные пятна обработать перекисью водорода или столовым уксусом в качестве первой неотложной меры;

10. если грибок не удается вывести, необходимо провести капитальный ремонт, разрушив все до камня или бетонной стены. Затем обработать стены специальными средствами. Например: Atlas Mykos, Izohan Grzybostop, Spectrum Фунгицид, PS 50, Пропитка, Титан Фунгицид, Boramon (см. приложение 12);

11. если все вышеуказанные меры борьбы не дают результата и грибок проявляет себя, необходимо поменять жилье;

12. защитить организм от инфекции поможет укрепление иммунитета. Здоровому человеку бояться аспергиллуса не стоит, т.к. его споры представляют опасность для больных, уже имеющих патологии, или для людей с ослабленным иммунитетом.

Литература

1. Морфология Aspergillus niger. Режим доступа: http://www.citricacid.ru/aspergillus-niger/morphology.

2. Общая характеристика некоторых возбудителей микозов: http://nsau.edu.ru/images/vetfac/images/ebooks/microbiology/stu/micol/vozb.htm

3. Библиогр.: Дайняк Л.Б. и Кунельская В.Я. Микозы верхних дыхательных путей. М., 1979; Калинкин П.Н. и Шеклаков Н.Д. Руководство по медицинской микологии, с. 238, М., 1978; Лещенко В. М. Аспергиллез, М., 1973; Паразитоценология, под ред. А.П. Марковича, с. 168, Киев, 1985.

4. Физиология и биохимия грибов З.Э. Беккер, Москва 1988г.

Приложение 1

Приложение 1

Aspergillus niger. 1 – гифы; 2 – конидиеносец; 3 – пузырек; 4 – стеригмы первого ряда; 5 – стеригмы второго ряда; 6 – конидии; 7 – опорные клетки.

Приложение 3

Аспергилл – «косматая голова».

Приложение 4

Приложение 5

Приложение 6

Приложение 7

Приложение 8

Микропрепарат ткани легкого при аспергиллезе: виден мицелий грибка. Окраска гематоксилином и эозином; х 100.

Приложение 9

Приложение 10

Влияние различных препаратов на Aspergillus niger.

Препарат	Время воздействия	Рост колонии	Результат
Сапонин 100%	7 суток	Продолжается	Нет
АСД	7 суток	Замедляется	Незначительный
Эфирное масло Монарды	7 суток	Прекратился	Колония гибнет

Кривая роста колоний Aspergillus niger под действием различных препаратов

Приложение 11

Приложение 12