Tu jesteś:
| Alergeny - Zdrowotne aspekty oddziaływania grzybów pleśniowych |
 Alergeny w mieszkaniachSzczególnie ważnym czynnikiem stwarzającym obecnie warunki do rozwoju i rozprzestrzeniania się grzybów pleśniowych jest skażone środowisko. Grzyby pleśniowe i ich wtórne metabolity wykazują toksyczne działanie na organizm ludzi i zwierząt a jednocześnie wywołują szereg podobnych objawów do chorób alergicznych.Znaczenie grzybów pleśniowych w środowiskuGrzyby są eukariotycznymi organizmami ze ścianami komórkowymi, nieposiadającymi chlorofilu (niemającymi zdolności do syntezy związków organicznych z substancji nieorganicznych), rozmnażającymi się płciowo lub bezpłciowo (przez spory).Zaliczamy je do pasożytów, jeżeli źródłem substancji organicznych są organizmy żywe, lub do saprofitów, jeżeli związki te pochodzą z martwych, wilgotnych, organicznych materiałów lub substratów takich jak np.: drewno, papier, farba, kurz, resztki żywności i skóry. Ich udział w biomasie ziemi ocenia się na ok. 25%. Wspólnie z bakteriami są odpowiedzialne za degradacje obumarłej biomasy. Ustalono ponad 250 000 gatunków grzybów, ale tylko część jest w pewnych warunkach szkodliwa dla człowieka i medycznie ważna, ponieważ potencjalnie powodują infekcje, alergie i reakcje toksyczne. Grzyby rosną prawie wszędzie, np. porosty -wewnątrz skał antarktycznych, w szerokim zakresie temperatur (od -5 do 50OC i wyższych), chociaż poszczególne gatunki rosną w wąskich zakresach temperatur. Jednym z najważniejszych czynników fizycznych wzrostu jest wilgotność. Mimo, że wilgotność względna powyżej 70% jest wymagana dla aktywnego wzrostu, aktywność wodna substratu jest obecnie krytycznym parametrem. Dużo gatunków grzybów wymaga wysokiej aktywności wody, ale kserofilne grzyby są zdolne do wzrostu przy niższej aktywności wody niż inne organizmy. Obecność patogennych grzybów pleśniowych wewnątrz pomieszczeń (szczególnie Stachybotrys chartarum) na materiałach budowlanych, uznaje się jako ważny czynnik ryzyka dla zanieczyszczenia mikroklimatu pomieszczeń. Niekorzystne efekty zdrowotne u ludzi i zwierząt powiązane z intensywnym narażeniem na kontakt z S. chartarum i innymi pleśniami, na przykład z rodzaju Aspergillus, Penicillium, Fusarium, Trichoderma są obecnie szczegółowo analizowane (Pieckova i Jesenska, 1999; Mücke i Lemmen, 1999). Ustalono, że wysoki poziom narażenia na patogenne grzyby w powietrzu i środowisku pracy, występuje w przypadku rolników, lekarzy weterynarii, pracowników tartaków i segregacji odpadów komunalnych, obsługi szpitali i biur ze źle działającymi systemami wentylacyjnymi, a także u mieszkańców na terenach popowodziowych oraz nie dogrzanych mieszkań (Twarużek i in., 2002). Wielkość zarodników oraz Actinomycetes i potencjalne objawy choroby (Kämpfer, Weißenfels 1997) W ostatnich medyczno-epidemiologicznych badaniach objawy toksyczne występowały u dzieci przebywających w zawilgoconych pomieszczeniach, jak również u osób mających kontakt z zapleśniałymi materiałami papierowymi i wdychającymi skażone powietrze (Johanning i in., 1996). Te efekty wydają się zasadniczo powiązane z białkowymi alergenami, a także z toksycznymi metabolitami (głównie mikotoksynami) produkowanymi przez różne gatunki grzybów pleśniowych, przenoszonych szczególnie drogą powietrzną. Tym biologicznym narażeniem organizmu są głównie zarodniki grzybów, jako naturalny składnik bioaerozolu. Zarodniki są najsilniej alergizującą częścią grzybów, jednak uwzględnić musimy, że grzybnia zawiera większość tych samych alergenów danej pleśni. W zarodnikach także kumulowana jest również zasadnicza część wtórnych metabolitów grzybni (mikotoksyn). Cytotoksyczność standardów mikotoksyn oznaczona testem MTT  Zarodniki grzybów jako składnik bioaerozoli w biologicznym narażeniuZarodniki grzybów są mikroskopowymi organizmami i stanowią szeroko rozprzestrzenione składniki powietrza zewnętrznego. Są ważnym źródłem narażenia w ocenie chorób zawodowych i środowiskowych. W miesiącach letnich przy suchej i ciepłej pogodzie, przede wszystkim "grzyby polowe" uwalniają w powietrze duże ich ilości. Ograniczona wielkość i masa umożliwiają szybkie i wielkoobszarowe rozprzestrzenianie się. Zarodniki pleśni mogą być wolne jako bioaerozol lub w połączeniu z cząsteczkami kurzu. Wnikają one do układu oddechowego człowieka lub zwierząt.Wielkość zarodników podstawowych pleśni oraz możliwość wywołania objawów chorobowych w organizmie według Kämpfer i Weißenfels (1997) przedstawiono w tabeli 1. Dla zdrowych osobników inhalacja zarodników grzybów pleśniowych przenoszonych drogą powietrzną w normalnych warunkach nie powinna stanowić zagrożenia, gdyż drogi oddechowe posiadają mechanizmy obronne, samooczyszczające. W przypadku przeciążenia lub uszkodzenia dróg oddechowych powyższe mechanizmy mogą zawodzić i wówczas w oskrzelikach i pęcherzykach płucnych zainhalowane zarodniki tworzą czopy śluzowe, kiełkują a następnie tworzą micelle. Zasiedlona w ten sposób grzybnia poprzez ciągłe wytwarzanie do tkanki antygenów, indukuje powstawanie przeciwciał (IgE), co w efekcie doprowadza do reakcji zapalnych i uszkodzenia tkanek a tym samym wspiera dalszy wzrost grzybni (przykładem jest oskrzelowo-płucna aspergiloza, występująca u młodych ludzi z astmą i osób ze skłonnością organizmu do atopii). W nowszych kliniczno-epidemiologicznych badaniach opisano przypadki zatrucia inhalacyjnego przez mikotoksyny zawarte w zarodnikach, należących szczególnie do grzybów pleśniowych jak np.: Stachybotrys chartarum, Aspergillus sp., Penicillium sp., Trichoderma sp., Paeciliomyces sp. (Sorenson i in., 1987; Mücke i Lemmen, 1999). Wielkość zarodników grzybów pleśniowych waha się między 2 µm a 100 µm, w wiekszości przypadków osiągają one wielkość poniżej 10 µm. Duże konidia Alternaria tenuis pozostają, tak jak pyłki kwiatowe roślin, w górnych drogach oddechowych, mniejsze zarodniki dostają się do dolnych dróg oddechowych, aż w obręb pęcherzyków płucnych. Zarodniki o wielkości < 5 µm osiedlają się w małych oskrzelikach, a < 2-3 µm osiadają w pęcherzykach płucnych (Mücke i Lemmen, 1999). Wyniki badania mikologicznego, testu cytotoksyczności MTT i analizy immunochemicznej mikotoksyny prób z zawilgoconych pawilonów (Twarużek i in., 2002) Należy uwzględnić, że wchłonięta drogą wziewną do organizmu każda patogenna spora pleśni może zawierać jedną lub kilka "zamaskowanych" mikotoksyn. Przykładowo, zarodniki Aspergillus fumigatus mogą zawierać do 40 metabolitów pleśni, będących alergenami. Także w ekstraktach Cladosporium herbarum wyizolowano kilka zasadniczych i ponad 30 innych, mających mniejsze znaczenie kliniczne alergenów. Steinmann (2003) oceniając szkodliwość pleśni dla zdrowia człowieka wskazuje pleśnie jako jeden z alergenów, wywołujących atopię z objawami głównie ze strony dolnych dróg oddechowych. Według autora zarodniki mogą wywoływać także choroby infekcyjne, szczególnie atakując płuca osób z silnym osłabieniem układu immunologicznego (np. pacjenci z chorobą nowotworową, AIDS). Do łagodniejszych objawów występujących po kontakcie z pleśniami należą: złe samopoczucie, nudności, bóle głowy i inne objawy psychosomatyczne. Wśród objawów występujących u mieszkańców bloków rozpoznawanych jako domniemana alergia na pleśnie, są toksyczne reakcje organizmu na określone produkty pleśni takie jak:
W niniejszej sytuacji jako dodatek do tradycyjnych mikologicznych badań i metod identyfikacji, wskazane jest wykonanie szybką metodą screeningu testu cytotoksyczności MTT. Test kultur komórkowych (MTT) do oceny skażeń grzybowych i mikotoksyn.Najczęściej do oceny toksyczności mikotoksyn (szczególnie trichotecen - metabolity Fusarium i Stachybotrys) wykorzystywano testy biologiczne in vivo, wykonywane na zwierzętach. Obecnie alternatywą dla tych badań stanowią systemy oceny biologicznej aktywności toksyn, oparte na kulturach komórek, tkanek lub mikroorganizmach. Tymi cechami charakteryzuje się test cytotoksyczności MTT, wykorzystywany w specjalistycznych laboratoriach oceniających przydatność leków oraz toksyczność wielu substancji. Nowością jest wykorzystanie testu MTT do wykrywania substancji powstających pod wpływem mikotoksyn w artykułach żywnościowych, surowcach roślinnych, paszach a także materiałach budowlanych (Gareis, 1994). Test MTT jest metodą służącą do szybkiej, ilościowej oceny próby (metoda przesiewowa, screening). Nie informuje o rodzaju występujących mikotoksyn, ale o ich biologicznych skutkach w postaci cytotoksyczności. Charakteryzuje się wysoką czułością ze względu na wykorzystanie komórek świńskich nerek (SK), wrażliwych na większość najczęściej spotykanych mikotoksyn (Hanelt i wspól., 1994). Test MTT jest ilościowym kolorymetrycznym testem toksyczności, którego podstawą jest przekształcenie soli tetrazoliowych (MTT) o zabarwieniu żółtym do fioletowo zabarwionego, nierozpuszczalnego w wodzie formazanu. Proces ten zachodzi w mitochondriach żywych komórek. Redukcja MTT do formazanu następuje w sposób proporcjonalny do ilości komórek. Tylko komórki aktywne metabolicznie przeprowadzają ten proces. Jeżeli więc komórki zostały wcześniej uszkodzone lub zniszczone przez toksyną (mikotoksyną), to reakcja ta jest mniej intensywna lub nie zachodzi w ogóle, co można stwierdzić po zmianie barwy i oznaczyć fotometrycznie. Pełna analiza obejmuje badanie próby (materiał skażony lub podejrzany o skażenie) i kontroli (materiał czysty), jako odniesienia dla oceny cytotoksyczności, ponieważ test ten może, oprócz skażeń mikotoksynami, wykryć również inne skażenia powodujące cytotoksyczność, a także wywołujące szereg reakcji alergicznych.W tabeli 2 przedstawiono ustaloną testem MTT cytotoksyczność standardów mikotoksyn. Oceniane standardy należą do metabolitów grzybów pleśniowych spotykanych w środowisku człowieka (żywność, materiały budowlane, bioaerozole). Roridyna A izolowana z kultur Myrothecium verrucaria i Myrothecium roridum, obok satratoksyny G i H metabolitów Stachy-botrys sp. należy do najbardziej cytotoksycznych metabolitów pleśni, które wykrywane w śladowych ilościach mogą wywoływać objawy zbliżone do alergii. Podobnie metabolity Fusarium , jak nivalenol, toksyna HT-2, czy toksyna T-2 występujące często na surowcach roślinnych (szczególnie kukurydzy) oraz w żywności, oprócz właściwości cytotoksycznych są także dermatotoksyczne (wypryski, zapalenie skóry). Przeprowadzone dotychczas badania własne potwierdzają, że istnieje związek między cytotoksycznością a obecnością pleśni i ich metabolitów. Stwierdzenie takiej zależności było możliwe dzięki wykonanym w wybranych próbach badaniom porównawczym między poziomem mikotoksyn i ogólną liczbą pleni z wynikami uzyskanymi testem MTT. Z uwagi na fakt, że test kultur komórkowych (MTT) charakteryzuje się wysoką czułością oraz stanowi szybkie narzędzie oceny cytotoksyczności, można je wykorzystywać do badania dużej ilości prób. Badanie to umożliwia wykrywanie zagrożeń zdrowia spowodowanych obecnością pleśni i ich metabolitów (mikotoksyn) w otaczającym nas środowisku. Wpływ grzybów pleśniowych występujących w pomieszczeniach na zdrowie człowiekaWzrost grzybów pleśniowych w budynkach i wynikające z tego zagrożenia zdrowotne dla mieszkańców, nie jest możliwe bez występowania wilgoci. W ten sposób staje się zrozumiałe, że wiele studiów epidemiologicznych w ostatnim czasie wykazuje związek pomiędzy występowaniem wilgoci i wzrostem grzybów pleśniowych z jednej strony i wzrostem ilości kłopotów zdrowotnych z drugiej.Wilgoć, która poniżej temperatury rosy pojawia się w formie płynnej na powierzchni jest podstawowym warunkiem wzrostu mikrobów. Wpuszczone z powietrzem zewnętrznym do pomieszczeń zarodniki grzybów wzrastają na zawilgoconych materiałach budowlanych w ciągu 3 - 4 dni. W tapetach, kleju, farbie i tynku jest dosyć źródeł węgla i azotu, które spełniają rolę substratów. Grzyby i bakterie występują wszędzie w otaczającym nas środowisku i w normalnych warunkach są tolerowane przez organizm ludzki bez szczególnie widocznych reakcji. W przypadku silniejszego zagrożenia można zaobserwować jednakże różne pojawiające się objawy jak infekcje (mikoza), zatrucia (mikotoksykoza) i uczulenie alergiczne (alergia mikologiczna). Na temat związków i mechanizmów wzrostu nadal musi zosta jeszcze wiele powiedziane. Dziedzina alergennego oddziaływania grzybów pleśniowych jest badana już od dziesięcioleci a raporty o alergicznych reakcjach na grzyby sięgają aż do 18 stulecia. Mimo to wiadomości w tej kwestii są jeszcze bardzo niepełne. Jest to związane miedzy innymi z tym, że pomiary grzybów pleśniowych często dają tylko niepełne informacje, a wyniki zależą w bardzo dużym stopniu od użytej metody. Najważniejsze alergeny są tworzone przez saprofityczne gatunki grzybów, takie jak Mucor, Rhizopus, Cladosporium, Aspergillus czy Alternaria. Zagrożenia zdrowotne spowodowane przez przyjęte drogą pokarmową i inhalacyjną mikotoksyny zostały rozpoznane dopiero później, w między czasie przypisuje się im jednak olbrzymie znaczenie (Johanning i in. 1996, Soerenson i in., 1987). Szczególnie szereg reakcji toksycznych obserwowanych jest w obecności trichotecen makrocyklicznych (roridyn, satratoksyn, spirolaktonów, cyklosporyn i gliotoksyny). Johanning (2002) przytacza, że ta grupa mikotoksyn wywołuje nieswoiste objawy u pacjentów narażonych na grzyby pleśniowe, a w szczególności przy obecności zielono oliwkowej pleśni zwanej Stachybotrys chartarum. Grzyb ten najczęściej lokalizuje się na materiałach z wysoką zawartością celulozy i niskim poziomem azotu, jak: płyta pilśniowa, ściany gipsowe, papier, płótno, drewno czy kurz. Osoby lub zwierzęta po dłuższym kontakcie z tą pleśnią mogą wykazywać objawy infekcyjne i/lub alergiczne: nieżyt nosa, zapalenie zatok, zapalenie krtani, zapalenie oskrzeli, zapalenie pęcherzyków, zapalenie spojówek, zmiany skórne, obniżenie odporności układu immunologicznego, chroniczny stan zmęczenia (chronic fatigue syndrom). W skrajnych przypadkach z powodu uszkodzenia układu immunologicznego może dojść do zgonu. Ostatnie doniesienia naukowe sygnalizują, że Stachybotrys chartarum uaktywnia się na terenach popowodziowych. Niniejszy fakt potwierdzono w badaniach własnych. W roku 2001 oceniano pawilony mieszkalne we Wrocławiu na terenach popowodziowych, w których badaniem mikologicznym ustalono obecność tej pleśni. Wykryto ją zarówno w pokoju, kuchni jak i w łazience. Obecność Stachybotrys chartarum korelowała z cytotoksycznością prób i zawartością roridyny A (tabela 3). W kolejnych badaniach mieszkań i domów zalanych podczas powodzi na rzece Wiśle w 2001 roku potwierdzono obecność grzyba Stachybotrys w tapetach i tynku. Dodatkowo wykryto kilkanaście rodzajów pleśni znanych z występowania w budynkach uszkodzonych wodą, należących głownie do rodzajów: Penicillium, Cladosporium, Acremonium i Aspergillus. Podsumowując, grzyby i mikotoksyny są często wszechobecne w środowisku i w większości przypadków nie powodują poważnych konsekwencji dla zdrowia ludzi. Jednakże mikotoksyny mogą być wykrywane w niektórych środowiskach pomieszczeń wewnątrz budynków w wystarczająco dużym stężeniu, aby stanowić zagrożenie dla zdrowia publicznego. Warunki wysokiego narażenia mogą prowadzić do poważnych, a czasami śmiertelnych chorób. Obecnie nie jest znane minimalne stężenie mitotoksyn różnych gatunków grzybów pleśniowych występujących w pomieszczeniach zamkniętych, jak i czas ekspozycji na nie, który wywołuje niekorzystny wpływ na zdrowie człowieka. Badania ilościowe i jakościowe nad występowaniem grzybów i ich mikotoksyn będą pomocne w ustaleniu prawidłowej diagnozy. Przyszłe badania powinny skupić się na kontroli narażenia i zapobieganiu występowania grzybów pleśniowych i ich mikotoksyn. Eliminacja grzybów pleśniowych i mikotoksyn z pomieszczeń w większości przypadków powinna zredukować objawy czy wręcz wpłynąć na ich całkowite ustąpienie (Johanning, 2002). Opracowano na podstawie prac dr hab. inż. Jan Grajewski mgr Magdalena Twarużek Akademia Bydgoska im. Kazimierza Wielkiego Instytut Biologii i Ochrony Środowiska
|
