Đặc điểm cấu tạo của nấm gây bệnh trên người

Nhiễm trùng do nấm là một bệnh lý khá phổ biến trên toàn cầu, ảnh hưởng đến cả người lớn và trẻ em. Nấm (Fungi hoặc Mycetes) là các sinh vật đa bào hoặc đơn bào có cấu trúc tế bào với nhân thực, khác biệt với vi khuẩn (Bacteria hay Schizomycetes) ở điểm này. Mặc dù không có diệp lục và không thể tự tổng hợp cacbohydrat và protein từ các chất đơn giản, nấm không phải là sinh vật tự dưỡng. Thay vào đó, nấm là sinh vật dị dưỡng, sống bằng cách phân hủy các cơ thể động vật hoặc thực vật đã chết (hoại sinh) hoặc ký sinh trên các cơ thể sống khác. Một số loài nấm có thể sống theo cả hai cách này. Trong khi động vật tiêu hóa thức ăn và thực vật tự dưỡng, nấm hấp thụ các chất dinh dưỡng cần thiết từ môi trường bên ngoài qua cơ chế hấp thu.

Hình dạng đại thể của nấm

Tế bào nấm phát triển và phân nhánh để tạo thành các sợi nấm. Những sợi nấm này tiếp tục phân nhánh, hình thành một mạng lưới dày đặc trong môi trường. Mỗi sợi nấm được phân chia thành các tế bào riêng biệt nhờ các vách ngăn bên trong. Mạng lưới sợi nấm này kết hợp lại tạo thành các khuẩn lạc mà chúng ta có thể quan sát bằng mắt thường.

Tùy thuộc vào chức năng và đặc điểm của từng loại hệ sợi nấm, chúng được phân thành hai loại chính:

• Hệ sợi nấm cơ chất: Phát triển sâu vào cơ chất (môi trường), hấp thụ dưỡng chất từ môi trường xung quanh để đảm bảo sự sinh trưởng và phát triển của nấm.
• Hệ sợi nấm không khí: Phát triển trên bề mặt môi trường và thường nhô lên trên. Loại hệ sợi này bao gồm những sợi nấm không có cơ quan sinh sản và những sợi nấm "không khí", mà ở đó, các cơ quan sinh sản có thể là vô tính hoặc hữu tính.

Cấu tạo của nấm

Vỏ tế bào: Vỏ tế bào nấm là một lớp màng bảo vệ, chủ yếu được cấu tạo từ polysaccharid hoặc mucopolysaccharid. Lớp vỏ này giúp bảo vệ tế bào nấm và duy trì độ ẩm cần thiết.

Thành tế bào: Thành tế bào nấm có nhiệm vụ duy trì hình dạng của tế bào. Nó được cấu tạo từ hỗn hợp protein và polysaccharid. Thành phần polysaccharid trong thành tế bào có sự biến đổi đáng kể giữa các nhóm nấm, điều này giúp phân loại nấm theo nhóm. Polysaccharid có cấu trúc phức tạp và đóng vai trò quan trọng trong hệ thống miễn dịch.

Lomasom: Lomasom là một cấu trúc đặc biệt chỉ có trong tế bào nấm, nằm giữa thành tế bào và màng nguyên sinh chất. Nó bao gồm một hệ thống màng xoắn và liên quan đến sự hình thành tế bào của sợi nấm.

Màng nguyên sinh chất: Màng nguyên sinh chất gồm hai lớp, chủ yếu cấu tạo từ protein và lipid, với một phần nhỏ polysaccharid. Màng này phân cách thành tế bào với chất nguyên sinh bên trong. Màng nguyên sinh chất trong tế bào nấm thường tạo thành lưới nội nguyên sinh, màng nhân và màng của không bào.

Nguyên sinh chất (bào tương): Nguyên sinh chất là một chất lỏng chứa protein, ribonucleoprotein, lipid, glucid và nước. Trong các tế bào nấm non, bào tương thường khá đồng nhất, trong khi các tế bào nấm già thường có nhiều không bào dự trữ.

Ty thể: Ty thể có cấu trúc gồm hai lớp màng, tương tự như màng nguyên sinh chất. Bề mặt màng ty thể chứa các hạt nhỏ hình cầu (oxyxom) và có chức năng chính là tổng hợp ATP và giải phóng năng lượng.

Nhân: Nhân tế bào được bao bọc bởi màng nhân và chứa dịch nhân với hạch nhân bên trong. Nhân tế bào nấm thường có hình cầu hoặc hình bầu dục. Nấm men thường có một nhân, trong khi nấm sợi có nhiều nhân. Trong hạch nhân của tế bào nấm, DNA được tổ chức thành nhiễm sắc thể và trải qua quá trình phân bào nguyên nhiễm (mitosis). Số lượng nhiễm sắc thể có thể khác nhau tùy thuộc vào loại nấm. Bên cạnh đó, tế bào nấm còn chứa các yếu tố như không bào, sferosom, diktiosom, ribosom, và plasmit, cùng với các chất như protein, lipid, glucid, enzyme, muối vô cơ, và các chất hữu cơ hòa tan.

Đặc điểm cấu trúc và sinh sản của nấm

Nấm có hai bộ phận chính trong cấu trúc và chức năng của nó: bộ phận dinh dưỡng và bộ phận sinh sản.

Bộ phận dinh dưỡng của nấm

Nấm gây bệnh thường có kích thước nhỏ, chỉ có thể quan sát dưới kính hiển vi, vì vậy chúng thường được gọi là vi nấm. Dựa vào hình dạng và cấu trúc, vi nấm được phân chia thành hai nhóm chính:

Nấm men: Nấm men là các sinh vật đơn bào có hình tròn hoặc bầu dục, kích thước thường từ 3 - 15μm. Chúng hoạt động chủ yếu theo phương thức phân bào đơn giản và phát triển nhanh trong các điều kiện thích hợp.

Nấm sợi: Nấm sợi bao gồm các sợi tơ nấm có cấu trúc đa bào. Những sợi nấm này thường phân nhánh và kết nối chằng chịt, tạo thành các khóm nấm. Ví dụ, nấm Candida khi ký sinh có thể tạo thành các sợi giả để xâm nhập sâu vào các tổ chức.

Cấu tạo sợi nấm

Sợi nấm có thể được phân thành hai loại dựa trên cấu trúc vách ngăn của chúng:

Sợi không vách ngăn: Có đường kính lớn (>5 μm), các sợi này không có vách ngăn phân chia và thường trông như một ống liên tục chứa nguyên sinh chất và nhân.

Sợi có vách ngăn: Có đường kính nhỏ hơn (2 - 4 μm) và được phân chia bằng các vách ngăn, giúp hỗ trợ cấu trúc và chức năng của sợi nấm.

Những đặc điểm này cho phép nấm thực hiện các chức năng dinh dưỡng và sinh sản hiệu quả trong các điều kiện môi trường khác nhau.

Bộ phận sinh sản của nấm

Nấm có khả năng sinh sản đa dạng, tạo ra nhiều loại bào tử với hình dạng và kích thước khác nhau. Dựa trên hình dáng, kích thước, và cách sắp xếp của các bào tử, người ta có thể phân loại nấm thành các nhóm khác nhau.

Lớp Actinomycetes không có bộ phận sinh sản rõ ràng. Khi rơi vào môi trường mới và gặp điều kiện thuận lợi, chúng phát triển thành các khóm nấm.

Các lớp nấm khác có các cơ chế sinh sản vô tính hoặc hữu tính, tùy thuộc vào phương thức sinh sản của chúng.

Phương thức sinh sản hữu tính: Được thực hiện thông qua sự phối hợp của các nhân và tạo ra các loại bào tử hữu tính như:

Bào tử nang (ascospore): Được hình thành trong các bào tử nang.

Bào tử tiếp hợp (zygospore): Xuất hiện khi hai tế bào nấm kết hợp.

Bào tử noãn (oospore): Hình thành sau sự kết hợp giữa tế bào đực và tế bào cái.

Bào tử đảm (basidiospore): Phát triển từ các cấu trúc chuyên biệt gọi là basidia.

Phương thức sinh sản vô tính: Xảy ra không có sự phối hợp của các nhân, bao gồm các loại bào tử vô tính như:

Bào tử dự trữ: Có bào tương đặc và giàu dinh dưỡng, bao gồm bào tử màng dày (chlamydoconidium), bào tử phấn (aleurioconidium), và bào tử hình thoi (fusiform).

Bào tử phát triển: Bao gồm hai loại:

• Sinh ra từ thân nấm (thalic): Ví dụ như bào tử mầm (blastoconidium), bào tử đốt (athroconidium), và bào tử phấn (aleurioconidium). Những bào tử này có thể đóng vai trò dự trữ hoặc phát triển.
• Sinh từ thân nấm nhưng dính liền: Gọi là bào tử đính (connidium). Chúng khác nhau về kích thước, hình dạng và màu sắc, có thể tạo thành các khối hoặc chuỗi với hình dạng đa dạng như hình chai, hình chổi, hoặc hình hoa cúc.

Nấm men sinh sản qua quá trình nảy chồi, trong đó một chồi nhỏ mọc từ phần cực của tế bào nấm, phình to thành một tế bào con và cuối cùng tách khỏi tế bào mẹ. Một số loại nấm men, như Candida, sản sinh bào tử áo hoặc bào tử màng dày ở đỉnh các giả sợi.

Tế bào nấm phát triển và phân nhánh, tạo nên hệ sợi nấm chằng chịt trên môi trường. Những hệ sợi này hình thành các khuẩn lạc (khóm nấm) mà mắt thường có thể quan sát được. Mỗi khóm nấm có các đặc điểm riêng giúp phân biệt các chủng nấm khác nhau. Trong mỗi khóm nấm, có hai loại sợi chính:

• Thân nấm dinh dưỡng (hệ sợi nấm cơ chất): Các sợi nấm ăn sâu vào môi trường nuôi cấy để hấp thu chất dinh dưỡng.
• Thân nấm phát triển (hệ sợi nấm không khí): Các sợi nấm lan trên bề mặt và sinh ra các bộ phận sinh sản.

Hiểu rõ về đặc điểm cấu tạo của nấm gây bệnh trên người không chỉ giúp trong việc chẩn đoán và điều trị hiệu quả, mà còn nâng cao nhận thức về cách chúng xâm nhập và phát triển trong cơ thể. Với sự hiểu biết sâu sắc về cấu trúc tế bào nấm và các cơ chế sinh sản của chúng, các bác sĩ và nhà nghiên cứu có thể phát triển các phương pháp điều trị mới và cải thiện khả năng phòng ngừa bệnh nhiễm nấm.