KHÁI NIỆM.
Theo phân loại của Whittaker (1969), thế giới sinh vật gồm năm giới là Planta, Animalia, Fungi, Protista và Monera.
Nấm (fungi) là những sinh vật có nhân và thành tế bào thực sự, dị dưỡng (heterotrophic), sinh sản bằng bào tử.
Tế bào có nhân thật: những tế bào có màng tế bào bao quanh nhân và những bào quan như ti thể, bộ máy Golgi, lưới nội tương (endoplasmic reticulum), lysosomes... Đặc điểm này phân biệt nấm với những sinh vật tiền nhân (prokaryotic) như vi khuẩn, Chlamydia... tế bào không có màng nhân và những bào quan như trên.
Dị dưỡng: nấm không có diệp lục tố (chlorophyll) do đó không có khả năng tự dưỡng (autotrophic) bằng cách quang hợp (photosynthetic) như thực vật và tảo (algae). Nấm là những sinh vật dị dưỡng hấp thụ những chất hữu cơ bằng cách hoại sinh trên những vật hữu cơ chết hoặc kí sinh trên những sinh vật sống khác. Chúng có hệ thống men phong phú để lấy các chất dinh dưỡng từ môi trường.
Nấm có thành tế bào do đó không có khả năng vận động như động vật.
Nấm phân bố rộng rãi trong tự nhiên, trong không khí, đất, nước, trên động, thực vật sống hoặc chết. Ước tính có khoảng trên 1.000.000 loài nấm, hầu hết sống hoại sinh trong đất, một số ít có khả năng kí sinh gây bệnh cho người và động vật. Hiện nay đã phát hiện khoảng 400 loài gây bệnh cho người.
Nấm học là môn học về nấm, có nhiều chuyên ngành như nấm đại cương
(nghiên cứu đặc điểm hình thể, sinh lí, sinh thái, nguồn gốc, phân loại nấm...),
nấm công nghệ (nghiên cứu sử dụng nấm trong công nghiệp sản xuất thực phẩm, đồ uống...).
Nấm y học nghiên cứu những nấm kí sinh gây bệnh cho người... Lịch sử nấm y học bắt đầu năm 1839 khi Schoenlein L. phát hiện nguyên nhân gây bệnh nấm tóc do nấm. Từ đó đến nay đã có nhiều tác giả đã nghiên cứu về nấm và các bệnh do nấm gây ra và con người ngày càng có hiểu biết nhiều hơn về nấm, các bệnh do nấm gây ra và các biện pháp phòng chống. Nấm không chỉ gây bệnh ở da, lông, tóc, móng mà còn có thể gây bệnh ở hầu hết các cơ quan nội tạng.
ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO VÀ HÌNH THỂ NẤM.
Cấu tạo:
Cấu tạo chung của tế bào nấm tương tự như tế bào động vật, có màng tế bào, bào tương, các bào quan, nhân; ngoài ra nấm còn có thành tế bào.
Thành tế bào (Cell wall): cấu tạo nhiều lớp, 90% là polysaccharide gồm các loại hexose và hexosamine polymers như chitin, glucan, mannan..., 10% là các protein và glycoprotein. Thành tế bào đảm bảo hình dạng, độ cứng, sự vững chắc và bảo vệ tế bào nấm chống lại áp lực thẩm thấu. Thành tế bào có tính kháng nguyên.
Hình 17.1: Sơ đồ cấu tạo tế bào nấm.
Màng tế bào: cấu tạo hai lớp, thành phần có phospholipids và sterols (ergosterol, zymosterol). Màng có chức năng bảo vệ bào tương, điều hoà hoạt động bài tiết và hấp thu những chất hoà tan, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tổng hợp bao, thành tế bào.
Bào quan: có ti thể (mitochrondia), không bào (vacuole), bọng (vesicle), microbodies, ribosome, tinh thể glycogen, bộ máy Golgi... được hệ thống lưới nội tương (endoplasmic reticulum) và vi ống (microtubule) nâng đỡ và sắp xếp.
Nhân: tế bào nấm có thể có một hoặc nhiều nhân. Nhân có một hạt nhân (nucleus), màng nhân có hai lớp. Nhân tế bào nấm giống nhân của sinh vật bậc cao. - Bao (capsule): có một vài loại nấm có bao, cấu tạo polysaccharide, chức năng bảo vệ nấm chống hoạt động thực bào, là yếu tố độc lực của nấm. Trong y học nấm có bao là Cryptococcus neoformans.
Hình thể:
Nấm có hai bộ phận chính là bộ phận sinh dưỡng và bộ phận sinh sản.
Bộ phận sinh dưỡng: nấm gây bệnh thường có kích thước nhỏ, phải quan sát dưới kính hiển vi và được gọi là vi nấm. Dựa và hình thể, vi nấm được chia làm hai nhóm chính là nấm men và nấm sợi.
Nấm men (yeast): cấu tạo đơn bào, tròn hoặc bầu dục, kích thước 3 - 15 µm. Nhiều tác giả cho rằng: nấm có dạng tế bào men tròn để thích nghi với điều kiện môi trường lỏng, áp suất thẩm thấu cao (đặc biệt là trong môi trường nhiều đường như hoa quả...). Khuẩn lạc nấm men thường có dạng nhầy nhớt giống khuẩn lạc của vi khuẩn.
Nấm sợi (filamentous hay mould): gồm những sợ tơ nấm có cấu tạo đa bào. Dạng sợi giúp cho nấm dễ dàng xâm nhập sâu vào các ngóc ngách, nấm Candida khi kí sinh cũng tạo những sợi giả để xâm nhập sâu vào tổ chức.
Cấu tạo sợi nấm: có hai loại sợi là sợi không vách ngăn (non-septate hay coenocytic hyphae) thường có đường kính lớn (trên 5 mm) và sợi có vách ngăn (septate hyphae) có đường kính nhỏ (2 - 4 mm). Vách ngăn không phân cách hoàn toàn mà có những lỗ nhỏ để các chất trong sợi nấm lưu thông được, đôi khi lỗ đủ lớn để nhân đi qua.
Có loại có màu nâu để bảo vệ nấm khỏi tia cực tím của ánh sáng mặt trời
(những nấm có màu được gọi là dematiteous).
Những nấm không vách ngăn thuộc ngành Zygomycota, kém tiến hoá hơn vì khi một đoạn sợi nấm bị tổn thương sẽ dẫn đến tổn thương toàn bộ sợi nấm. Những nấm có vách ngăn thuộc ngành Basidiomycota và Ascomycota, khi một đoạn sợi nấm bị tổn thương, những lỗ ở vách ngăn ngăn cách các khoang có thể bị nút lại bảo vệ được phần còn lại của sợi nấm.
Hình 17.2: Sợi nấm.
A - Sợi nấm không vách ngăn, B - Sợi nấm có vách ngăn, C - Vách ngăn.
Những sợi nấm đan kết chằng chịt với nhau tạo thành thể tơ nấm (mycelium), khi thể tơ nấm phát triển trên môi trường tự nhiên hoặc nhân tạo tạo thành khuẩn lạc, khuẩn lạc nấm sợi thường như bông, len hoặc dạng sợi, một số nấm có thể sinh sắc tố.
Hình thể bộ phận sinh sản: nấm sinh nhiều loại bào tử có hình thể và kích thước khác nhau. Hình thể, kích thước và cách sắp xếp bào tử của nấm có giá trị lớn trong định loại nấm.
ĐẶC ĐIỂM SINH HỌC.
Phần lớn nấm có thể phát triển vô hạn trong điều kiện thích hợp như có đủ nguồn dinh dưỡng, nhiệt độ, độ ẩm, pH... thích hợp. Phần lớn nấm sống ái khí, một số kị khí tùy ngộ (facultatively anaerobic). Đa số nấm sống hoại sinh trong đất, trên thực vật sống hoặc chết... chỉ có một số ít kí sinh. Phần lớn nấm y học kí sinh tùy ngộ, một vài loại nấm kí sinh bắt buộc như Rhinosporidium seeberi, Loboa loi... không phát triển được ở ngoài cơ thể sống.
Dinh dưỡng:
Nấm là những sinh vật dị dưỡng, đòi hỏi chất hữu cơ sẵn có từ môi trường. Nấm có một hệ thống men rất đặc biệt giúp cho chúng có thể phân hủy những hợp chất hữu cơ rất chắc như keratin (da, lông, tóc, móng, sừng...), cellulose, lignin..., nấm tiết các men ra môi trường, phân giải các chất thành những hợp chất đơn giản để hấp thu.
Nấm có thể phát triển được trên những môi trường đơn giản gồm nguồn cacbonhydrad, nguồn nitơ vô cơ và hữu cơ, muối khoáng (P, K, Mg, Fe, Zn, S, Mn...), không sử dụng được nguồn nitơ không khí. Môi trường Sabouraud là môi trường hay dùng nhất trong nuôi cấy nấm y học chỉ có glucose, peptone, thạch, nước.
Phần lớn nấm không cần vitamin, nhưng một số cần thiamine, biotin... (nấm da, Cryptococcus) để phát triển.
Đặc điểm sinh thái:
Nhiệt độ:
Phần lớn nấm đẳng nhiệt (mesophilic), phát triển trong dải nhiệt độ 15 - 350C, đa số nấm phát triển mạnh trong điều kiện nhiệt độ cao, nhiệt độ tối ưu trong nuôi cấy nấm là 25 - 350C. Một vài loại nấm ưa nhiệt như Aspergillus fumigatus, Rhizopus microsporus... có thể phát triển ở nhiệt độ 45 - 500C. Những nấm chỉ gây bệnh ở da và tổ chức dưới da hiếm khi phát triển ở nhiệt độ trên 370C.
Độ ẩm:
Nấm phát triển mạnh khi điều kiện độ ẩm không khí cao, hầu hết các nấm sợi không phát triển khi độ ẩm không khí dưới 70%, ngược lại nấm phát triển mạnh khi độ ẩm không khí trên 70%. Bệnh nấm da thường gặp ở bẹn, mông, thắt lưng là những vùng bí hơi, độ ẩm tăng. Các nước nhiệt đới có nhiệt độ và độ ẩm cao nên bệnh nấm phát triển mạnh hơn các nước ôn đới.
pH:
Nấm có thể phát triển trong dải pH rộng (1- 9) nhưng nấm ưa axit. Ở môi trường trung tính hoặc kiềm nhẹ vi khuẩn phát triển mạnh hơn nấm, ở pH axit nấm cạnh tranh có hiệu quả với vi khuẩn, ở pH 4 - 6 nấm có thể loại trừ hẳn vi khuẩn ra khỏi môi trường nuôi cấy. Môi trường nuôi cấy nấm có pH 6 - 6,8.
Tốc độ phát triển:
Nấm thường mọc chậm hơn vi khuẩn (tốc độ phân chia trung bình của vi khuẩn là 20 phút/lần, nấm trung bình 4 giờ/lần). Khi nuôi cấy phân lập nấm cần đảm bảo vô khuẩn, môi trường nuôi cấy nấm thường cho thêm kháng sinh để ức chế vi khuẩn.
Nấm hoại sinh thường phát triển nhanh hơn nấm kí sinh. Môi trường nuôi cấy phân lập nấm y học thường có actidion (cycloheximid) là một loại kháng sinh kháng nấm hoại sinh. Một số nấm gây bệnh nhạy cảm actidion như Cryptococcus neoformans, Aspergillus... cần phải được nuôi cấy trong môi trường không có actidion.
Hiện tượng biến hình (pleomorphism):
Một số nấm có hiện tượng khi ở môi trường nuôi cấy để lâu ngày, cấy chuyển nhiều lần hoặc được cấy vào môi trường không thích hợp sẽ có hiện tượng biến hình. Khuẩn lạc chỉ còn là một đám sợi tơ màu trắng, không có bào tử, không thể định loại được. Những nấm hay biến hình là Epidermophyton floccosum, Microsporum canis...
Hiện tượng nhị thể (lưỡng hình, lưỡng dạng, dimorphism):
Một số nấm khi kí sinh ở vật chủ hoặc nuôi cấy trên môi trường giàu chất dinh dưỡng, ở 370C nấm có dạng men, khi hoại sinh hoặc cấy ở môi trường nghèo chất dinh dưỡng ở nhiệt độ phòng nấm có dạng sợi. Khả năng chuyển dạng của nấm vai trò quan trọng trong độc lực của nấm.
Ví dụ: Histoplasma capsulatum, Penicillium marneffei, Sporothrix schenckii, Blastomyces dermatitidis, Paracoccidioides braziliensis, Coccidioides immitis...
Sinh sản:
Nấm sinh sản bằng bào tử, có bào tử hữu tính và bào tử vô tính.
Sinh sản hữu tính: tạo ra các bào tử hữu tính như bào tử túi (ascospore), bào tử tiếp hợp (zygospore), bào tử đảm (basidiospore).
Sinh sản vô tính: phân chia gián phân của tế bào mẹ tạo ra những bào tử, đây là phương thức sinh sản chính để duy trì và phát tán nhiều loại nấm.
Nấm sợi: có nhiều hình thức sinh bào tử vô tính:
Sinh bào tử tự do trong nang tạo ra nang bào tử (nấm Zygomycota). Chuyển từ một đoạn sợi thành bào tử: bào tử đốt, bào tử áo, bào tử phấn.
Bào tử đốt (arthrospore): những sợi nấm đứt ở vách ngăn, tách rời ra một đoạn ở đỉnh (sợi nấm ngừng phát triển, hình thành nhiều vách ngăn gần nhau, các phần này phồng lên và tách rời nhau) hoặc sợi nấm hình thành nhiều vách ngăn, các tế bào xen kẽ phồng lên, thành dầy.
Bào tử áo (bào tử bao dày - chlamydospore): khi môi trường hết chất dinh dưỡng, một số ngăn gom các chất dinh dưỡng, vách phồng to và dày lên tạo thành bào tử bao dày. Bào tử bao dày có sức chịu đựng cao, khi sợi tơ nấm chết bào tử bao dày vẫn tiếp tục sống, gặp điều kiện thuận lợi lại phát triển thành sợi nấm. Bào tử bao dày có thể ở giữa hoặc đỉnh sợi nấm.
Hình 17.3: Một số loại bào tử vô tính của nấm sợi.
1.Bào tử bao dày;
2.Bào tử đốt.
3.Bào tử phấn.
Bào tử phấn (aleurispore): một phần sợi nấm ở đỉnh phồng lên hình thành các vách ngăn nội tại và ngăn cách với phần còn lại của sợi nấm, dần dần tách khỏi sợi nấm.
Sinh bào tử từ những sợi nấm đặc biệt (bào đài): bào đài là một nhánh sợi nấm đặc biệt nhô lên không khí (aerial hyphae) giữ trách nhiệm sinh bào tử.
Hình 17.4: Sinh bào tử từ bào đài.
1.Penicillium, 2. Aspergillus.
Nấm men: phần lớn sinh sản bằng cách nẩy búp (budding) tạo ra bào tử chồi (blastospore), một số loại nấm men sinh sản bằng cách phân đôi (fission).
Hình 17.5: Nấm men nẩy búp
A- Nấm men
B- Nấm men bắt đầu nẩy búp
C, D- Búp lớn
E- Búp tách khỏi tế bào mẹ.
Nấm men thường tạo bào tử chồi ở một vị trí, một vài loại sinh từ nhiều vị trí (Paracoccidioides brasiliensis). Đa số tách khỏi tế bào mẹ khi tế bào con còn nhỏ hơn tế bào mẹ, một vài loại nấm (Candida albicans) có thể tạo sợi giả khi tế bào con vẫn gắn với tế bào mẹ và tiếp tục sinh sản.
Những nấm men sinh sản bằng phân đôi có thể theo chiều ngang (Penicillium marneffei) hoặc nhiều hướng tạo ra thể nứt (sclerotic bodies).
Nấm men Candida cũng có thể tạo bào tử áo.
Xem tiếp: Đại cương nấm y học (P2)
Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh
