Mantar Notları

Mantarların Genel Özellikleri ve Sınıflandırılmaları

Mikoloji

• Mantar bilimi (Mikoloji): Mayalar, küfler, makromantarlar ve mantarlara benzeyen mikroorganizmalarla ilgilenir.
• Doğada yaklaşık 250.000 tür mantar bulunur ve bunların yaklaşık 300 türü insan ve hayvanlar için patojendir.

Mantarların Birlikte Yaşama Şekilleri

• Saprofitler: Ölü, çürükçül materyal üzerinde yaşarlar.
• Simbiyotikler: Karşılıklı yarar sağlayan birlikteliklerdir.
• Komensaller: Biri yarar sağlarken diğeri etkilenmez.
• Patojenler: Biri yarar sağlarken diğerine zarar verir.

Mantar Hücresinin Özellikleri

1. Ökaryotik hücre yapısına sahiptirler.
2. Spor veya konidyum oluştururlar.
3. Klorofil içermezler, bu nedenle kemoheterotrofturlar.
4. Eşeyli ve/veya eşeysiz üreyebilirler.
5. Filamantöz yapılar (ipliksi) oluştururlar.
6. Hücre duvarları vardır (kitin ve glukan ana yapıyı oluşturur).

Mantar Hücresinin Yapısı

• Mantar hücresinin sitoplazmik zarı, insan sitoplazma zarına benzer; ancak kolesterol yerine ergosterol içerir.
• Sitoplazma içinde mitokondri, endoplazmik retikulum ve Golgi aygıtı bulunur.
• Çekirdek, çekirdek zarı ile çevrilidir.
• Hücre duvarında kitin, glukan ve mannan bulunur; bu yapılar dış koşullara dayanıklılık sağlar.
• Bazı mantarlarda kapsül bulunur.
• Gram pozitif boyanırlar (küflere ait hifler boya almayabilir).
• ARB (Asit-rezistan basil) negatiftirler.
• PAS (Periyodik Asit Schiff) ve gümüşleme gibi histopatolojik boyalarla boyanırlar.

Mantarların Yayılımı

• Yaşamlarını çevreye yayılan sporları ile sürdürürler.
• Sporlar soluma veya inokülasyon ile bulaşır.

Mantar Formları

• Maya:
  • Tomurcuklanarak ürer.
  • Tek hücrelidir.
  • Yuvarlak, hamur benzeri ya da mukoid koloniler oluşturur.
• Küf:
  • Hifler ve miselyum oluşturur.
  • Çok hücrelidir.
  • Filamentöz, saçımsı ya da yünümsü koloniler oluşturur.
• Dimorfik mantarlar: Hem maya hem de küf formunda bulunabilirler.

Mantar Hücre Yapıları

• Maya Hücresi:
  • Blastokonidium (Blastospor)
  • Pseudohif
• Küf Hücresi:
  • Septalı hif
  • Septum
  • Septumsuz hif (Koenositik)

Mantarların Üreme Şekilleri

Eşeysiz Üreme (Mitozla Çoğalma)

• Bir ana hücrenin mitozla bölünmesi ile oluşur.

1. Sporangiyospor: Sporangiyum denilen kesecik içindeki sporlar. $Sporangiyospor$
2. Artrokonidiyum: (Örnek: Coccidioides immitis, Geotrichum candidum)
3. Klamidokonidiyum: (Örnek: Candida albicans)
4. Fiyalokonidiyum: (Örnek: Aspergillus flavus)
5. Makro ve mikrokonidyum: (Örnek: Trichophyton rubrum)
6. Blastokonidyum: (Örnek: Candida albicans, Candida tropicalis)

Eşeyli Üreme

• İki haploid mantar hücresi bir araya gelir.
  • Plazmogami: Sitoplazmanın birleşmesi.
  • Karyogami: Haploid çekirdeklerin füzyonu.
  • Mayoz: Çekirdeğin bölünmesi.

İnsanda Enfeksiyon Etkeni Olan Mantarlarda Görülen Eşeyli Üreme Elemanları

1. Zigospor (Rhizopus, Absidia)
2. Askospor (Blastomyces dermatitidis, Histoplasma capsulatum)
3. Bazidiyospor (Cryptococcus neoformans)

Mantarların Çoğalması

• Eşeyli üreme: Telemorf
• Eşeysiz üreme: Anamorf
• Zygomycetes, Archiascomycetes, Basidiomycetes, Hemiascomycetes, Euascomycetes hem eşeyli hem eşeysiz üreyebilir.
  • Örnek: Ajellomyces capsulatum (telemorf), Histoplazma capsulatum (anamorf)

Taksonomi Terimleri

• Phyllum: Şube
• Class: Sınıf
• Order: Takım
• Family: Aile
• Genus: Cins
• Species: Tür

Patojen Mantarların Sınıflandırılması

• Phylum Glomeromycota (Mucormycetes)
  • Order: Mucorales (Rhizopus, Mucor, Lichtheimia, Saksenaea)
  • Order: Entomophthorales (Basidiobolus, Conidiobolus)
• Phylum: Basidiomycota (Basidiomycetes)
  • Teleomorphs of Cryptococcus, Malassezia, and Trichosporon spp.
• Phylum: Ascomycota (Ascomycetes)
  • Class: Pneumocystidomycetes (Pneumocystis jirovecii)
  • Class: Saccharomycetes (Teleomorphs of Candida spp.; Saccharomyces)
  • Class: Eurotiomycetes
    • Order: Onygenales (Arthroderma - teleomorphs of Trichophyton and Microsporum; Ajellomyces - teleomorphs of Blastomyces and Histoplasma spp.)
    • Order: Eurotiales (Teleomorphs of Aspergillus spp.)
  • Class: Sordariomycetes
    • Order: Hypocreales (Teleomorphs of Fusarium spp.)
    • Order: Microascales (Pseudallescheria - teleomorph of Scedosporium spp.)
• Phylum: Microspora (Microsporidia) Encephalitozoon, Enterocytozoon, Nosema, Trachipleistophora

Mantar Grupları ve Özellikleri

Mucormycetes

• Örnekler: Rhizopus, Mucor, Lichtheimia, Saksenaea
• Septumsuz hif yapısına sahiptirler.
• Eşeyli üreme: Zigospor ile olur.
• Eşeysiz üreme: Sporangium ile olur.

Basidiomycetes

• Örnekler: Cryptococcus, Malassezia, Trichosporon
• Eşeysiz üreme: Anne hücreden tomurcuklanarak veya hif parçasında konidyumların üremesi ile olur.
• Eşeyli üreme: Bazidyospor ile olur.

Ascomycetes

• Pneumocystis jirovecii
  • Eşeysiz üreme: İkiye bölünme ile olur.
  • Eşeyli üreme: Zigot oluşumu ve kist içi sporlar ile olur.
• Candida, Saccharomyces
  • Eşeysiz üreme: Anne hücreden tomurcuklanarak olur.
  • Eşeyli üreme: İki hücre arasında konjugasyon ile olur.
• Dermatofitler, Blastomyces, Histoplasma, Aspergillus, Fusarium, Scedosporium türleri
  • Eşeysiz üreme: Anne hücreden tomurcuklanarak olur.
  • Eşeyli üreme: Askospor oluşumu ile olur.

Mantar Enfeksiyonları (Mikozlar)

• Etken sonuna -oz eki gelir.
• İnsan mikozlarının sınıflandırılması:
  • Yüzeyel Mikozlar
  • Kutanöz Mikozlar
  • Subkutanöz Mikozlar
  • Endemik Mikozlar
  • Fırsatçı Mikozlar
    • Sağlıklı kişilerde sık görülen tablolar

Yüzeyel Mikozlar

• Epidermisin üst tabakasında görülür.
  • Pityriazis versicolor
  • Tinea nigra
  • Ak piedra
  • Kara piedra

Kutanöz Mikozlar

• Deri, saç, tırnak gibi keratin içeren dokularda enfeksiyon görülür.
  • Etkenler: Tricophyton, Epidermophyton, Microsporum (Dermatofitler)
  • Enfeksiyon: Dermatofitoz

Subkutanöz Mikozlar

• Derinin derin katmanları (kornea, kas, bağ doku dahil) etkilenir.
• Apse, iyileşmeyen ülserler, sinüs oluşumu görülebilir.
• Lokalizedir.
• Etkenler: Acremonium türleri, Fusarium, esmer mantarlar vb.

Endemik Mikozlar

• Termal dimorfizm gösteren etkenler rol oynar.
  • Histoplazma capsulatum
  • Blastomyces dermatitidis
  • Coccidioides immitis/posadasii
  • Paracoccidioides brasiliensis
  • Penicillium marneffei

Fırsatçı Mikozlar

• Candida türleri
• Cryptococcus neoformans
• Aspergillus türleri
• Pneumocystis jirovecii
• İmmün yetmezlikli hastalarda derin/sistemik yerleşimli enfeksiyonlar ölümle sonuçlanabilir.

Mantar Patojenitesi

• Primer patojenler: Normal ve immünolojik olarak sağlam konakta enfeksiyon oluştururlar.
• Konakta kolonizasyon: Savunma mekanizmalarından korunma/bozma (Virülans faktörleri).
• Endemik dimorfik patojenler: Histoplazma capsulatum, Blastomyces dermatitidis, Coccidioides immitis/posadasii, Paracoccidioides brasiliensis.
• Çok miktarda alındıklarında sağlam kişilerde enfeksiyon oluştururlar.
• Fırsatçı patojenite özellikleri de vardır: İmmün yetmezliklilerde enfeksiyon oluştururlar.

Fırsatçı Patojenler

• Çoğu kez vücutta zararsız kolonizasyon ya da çevresel saprofit mantarlardır.
• İmmün yetmezlikte enfeksiyon oluştururlar.
• Virülans faktörleri bulunur.

Candida Türleri (Maya Mantarı)

• En yaygın fırsatçı mantardır.
• Gastrointestinal mukozada kolonizasyon yapar ya da kontamine vasküler kateterlerle kan dolaşımına geçer.

Candida Virülans Faktörleri

1. Çeşitli dokulara ve cansız yüzeylere tutunma yeteneği (aderans):
   • Özgün (ligand-reseptör etkileşimi)
   • Özgün olmayan (Elektrostatik-, Van der Walls bağları)
2. Maya-hif dönüşüm yeteneği:
   • Mikroçevredeki değişikliklere cevap verme
   • pH ve sıcaklık ile düzenlenir.
   • Hifler uzun oyuklar boyunca ve deliklerden geçebilir, endotelyal yüzeylerden geçişi sağlar.
3. Hücre yüzeyindeki mannoproteinlerin glikolizasyon tipi ve derecesi hücrenin hidrofobitesini ve yüzeylere tutunmasını etkileyebilir.
   • Jerm tüpler hidrofobik, blastosporlar hidrofiliktir.
   • Candida albicans’ın çeşitli proteinleri vücudun bağışıklık sistemini baskılayabilir.
4. Enzim salgılama yeteneği:
   • Türlere göre değişir.
   • Aspartil proteinazlar bağ dokusundaki proteinleri parçalar.
   • Fosfolipazlar doku invazyonunda önemlidir.
5. Fenotipik dönüşüm:
   • Mikroçevredeki değişikliklere uyum sağlayarak onun hayatta kalmasını, dokulara invazyonunu ve konak savunmasından kaçmasını kolaylaştırır.
   • Makroskopik görüntüsü: Koloni morfolojisinde dönüşüm.
   • Tomurcuklanma ve hif oluşumu, hücre dubarglokoproteinlerinin ekspresyonu, proteolitik enzim salgılanması, nötrofillerin oluşturduğu oksidatif hasara direnç gösterme, antifungal direnci

Candida Enfeksiyonlarında İmmün Yanıt

• Monositler ve makrofajlar, nötrofillerle birlikte konak savunmasında ilk aşamayı oluşturur.
• Dendritik hücreler doğal ve kazanılmış bağışıklık arasında köprü görevi görür.
• Koruyucu immün yanıt Th1 ve Th17 ile düzenlenir.
• Th2 ve düzenleyici T hücreler (Treg) immün yanıtın dengelenmesinde önemlidir.
• Hif şekli beta glukan içermediği için etkili şekilde tanınamaz.
• Fagosite edilen maya şekli IL-12 ve Th1 yanıtını uyarırken, hif şekli IL-4 ve IL-23 ile Th2 ve Th17 yanıtını uyarır.

Aspergillus Türlerinin Virülans Faktörleri

(Küflerden en yaygın invazif mikoz etkeni)

• Doğada yaygın saprofit mantarlardır (Toprak, saksı bitkileri, çürümüş gıdalar).
• Bulaş yolu:
  • Aerosol haline gelmiş konidyumların (2.5-3 mikrometre) solunması ile nazofarenks, sinüsler ve akciğerlere yerleşmesi.
  • Makrofajlar kondyumları yutar.
  • Nötrofiller konidyomlardan oluşan hiflere bağlanır ve öldürür.
  • Öldürülmeyen hifler akciğer dokusu ve damarları istila ederek tromboz ve lokal doku nekrozu yanında kan yoluyla beyin gibi diğer organlara yayılabilir.
• Konidyumlar insanda fibrinojene ve alveoler bazal membrandaki laminine bağlanabilir.
• Gliotoksin salgılayıp makrofaj fagositozunu, T hücre aktivasyon ve çoğamasını inhibe eder.
• Çeşitli enzimler (elastaz, fosfolipaz, proteazlar, katalaz) salgılar.

Mantar Hastalıklarında Laboratuvar Tanı

• Mikrobiyolojik
• İmmünolojik
• Histopatolojik
• Moleküler
• Biyokimyasal

Örnek Alma

• Gerçek enfeksiyon bölgesinden,
• uygun zamanda,
• miktarda,
• kaba,
• taşıma,
• inceleme.

Mikroskopi

• Direkt mikroskobik inceleme
  • Sıvı örnekler
  • Katı örnekler (Serum fizyolojik ile sulandırılır)
  • Ortamdaki diğer materyali uzaklaştırmak için alkalen madde (%10-20’lik potasyum hidroksit ya da sodyum hidroksit solüsyonu ile karıştırılarak).
  • X10 ve x40 lık objektifte incelenir.
  • Floresan mikroskobunda inceleme için kalkoflor beyazı boyası kullanılır.
• %10-15'lik Potasyum hidroksit (KOH) ile inceleme (keratin dokuyu eritir).
• Kalkoflor beyazı
• Çini mürekkebi ile negatif preparat (kapsüllü mantar)
• Gram boyama
• Histopatolojik inceleme
  • Doku kesitlerinden boyama
    • Örnek: Periyodik asit-Schiff (PAS) boyama

Mantar Kültürü

• Bakteriyolojik besiyerlerinde üreyebilir.
• Seçici besiyerleri kullanılmalıdır (Bakterilerin aşırı üremesini engellemek gerekli).

Mantarların Üremesini Etkileyen Faktörler

• Üreme hızları:
  • Maya mantarları besiyerinde 24 saatte görünür koloni oluşturur.
  • Küflerin üreme hızı değişken.
• Aerop koşullarda ürerler.
• pH 2-9 sınırlarında üreyebilirler (optimal: 6.8-7).
• 10-40 °C’de üreyebilirler (optimal: 25-35 °C).
• Basit besiyerlerinde üreyebilirler.
  • Azot kaynağı: pepton
  • Karbon kaynağı: glikoz
  • Su
• Sabouraud besiyeri temel besiyeridir.
  • Agar eklenirse Sabouraud-dekstroz-agar
  • Antibiyotik eklenebilir

Ekim

• Burgu kapaklı tüpler tercih edilir.
• Uzun inkübasyonda besiyerleri kuruyabilir.
• Çevresel kontaminasyona dikkat edilmelidir.

Tanı

• Uygun inkübasyon: Hangi mantar hangi sıcaklıkta kaç günde üreyebilir?
• Üreyen mantarların identifikasyonu yapılmalı:
  • Epidemiyolojik önem
  • Antifungal tedaviyi belirleyici
• Yorum (Kontaminant/flora elemanı/etken???)

Mayaların Raporlanması

• Mutlaka identifiye edilmesi gerekenler:
  • Steril vücut sıvılarından izole edilenler (kan, Beyin omurilik sıvısı gibi).
  • Yoğun miktarda izole edilenler.
  • Bağışıklık sistemi baskılanmış kişilerden birden fazla kültürde izole edilenler.

Mantar Enfeksiyonlarında Serolojik Tanı

• Kesin tanı: İzolasyon + tanımlanma
• Serolojik testler: Fikir verici, destekleyici
• Çapraz reaksiyonlara bağlı yalancı pozitiflik görülebilir.
• İmmün sistemi baskılanmışlarda yetersiz antikor üretimine bağlı yalancı negatiflik (antijen aranmalı).

Deri Testleri

• Etken mantara ait antijenler deri içine enjekte edilir.
• Tanı/epidemiyoloji/hastalığın seyrini izleme amacıyla kullanılır.
• Geç tip aşırı duyarlılık saptanır.
• Dimorfik mantarlarda uygulanan deri testlerinde yalancı pozitiflik alınabilir.
• Günümüzde kullanımı sınırlıdır.

Moleküler Biyolojik Teknikler

• Etkene özgü primerler kullanılarak örnekten mantar DNA’sını saptama.
• Kültürde üreyen etkenin identifikasyonu.
• Gün geçtikçe bu teknikler gelişiyor.

Patojenik Fungi

• İnsan hastalıkları:
  • Dermatomikozlar
  • Maya enfeksiyonları

Patojenik Fungi: Mikotoksinler

• Fungusların metabolizmaları sırasında sekonder metabolitler (alkaloidler ve diğer toksik ürünler) oluşur.
• Ani ölümden tümör oluşumuna kadar farklı tablolara neden olabilirler.
• Bu ürünlerle bulaşmış gıdaların tüketilmesi, deri mukoza teması ya da solunumla maruziyet sonucu mikotoksikozlar gelişebilir.
• Uygunsuz koşullarda saklanan tahıllar, baharatlar, kuruyemişler vb. risklidir.
• Hasta bina sendromu: Akciğer irritasyonu, baş ağrıları, halsizlik görülebilir.
• Tanı için mantarın üretilmesi yeterli değildir. Toksinlerin saptanması gereklidir.
• Toksinler solunum, sindirim, temas yolu ile çeşitli klinik tablolara yol açabilirler.

Bitki Hastalıkları

• Scab lesions on apples and leaves

Antibiyotiklerin Eldesi

• Penicillin - Penicillium, Alexander Fleming (1928), Nobel ödülü (1945).

Ticari Kullanım

• Mayalar şekerleri fermente ederek etil alkol ve $CO_2$ oluşturur.