Grzyby strzępkowe

Pleśń na ścianach domu zalanego w wyniku huraganu Katrina (2005)

Fotografia poklatkowa gnijącej brzoskwini. Zdjęcia zostały zrobione na przestrzeni sześciu dni w odstępie 12-godzinnym

Pleśń pokrywająca truskawki

Grzyby strzępkowe, grzyby pleśniowe, grzyby nitkowate, potocznie pleśń – grzyby rosnące w postaci wielokomórkowych włókien zwanych strzępkami, w odróżnieniu od drożdży, które są grzybami jednokomórkowymi.

Charakterystyka

Grzyby strzępkowe są szeroko rozprzestrzenione. Występują w glebie, wodzie i na materiałach pochodzenia organicznego, a ich zarodniki znajdują się w powietrzu i na powierzchniach wszelkiego rodzaju materiałów, również nieorganicznych i syntetycznych. Są wśród nich zarówno saprotrofy odżywiające się martwą materią organiczną, jak i pasożyty rozwijające się na żywych organizmach. Mają niewielkie wymagania pokarmowe, dzięki czemu opanowały niemal każdą niszę ekologiczną. Występują także w mieszkaniach i innych konstrukcjach budowlanych.

Najczęściej występującymi gatunkami grzybów strzępkowych są: Cladosporium, Penicillium, Alternaria i Aspergillus, a w dalszej kolejności Fusarium, Acremonium, Trichoderma, Botrytis, Mucor, Scopulariopsis i Trichotecium. W pomieszczeniach silnie zawilgoconych dominuje gatunek Stachybotrys chartarum powodujący powstawanie czarnych plam i wykwitów. Grzyby strzępkowe należą do dwóch dużych klas grzybów: do workowców (Ascomycota) i sprzężniaków (Zygomycota).

Grzyby strzępkowe tworzą wielokomórkowe, nitkowate, proste lub rozgałęzione strzępki przerastające podłoże. Strzępki zwykle są podzielone septami, ale są wśród grzybów strzępkowych także komórczaki o strzępkach niepodzielonych septami. Ich ściana komórkowa zbudowana jest z chityny, glukanu, lipidów i białek. Rosną na długość przez przyrastanie szczytowych części strzępek. Rozmnażają się bezpłciowo przez zarodniki wytwarzane na konidioforach lub w zarodniach, a także płciowo przez gamety. Większość gatunków to mezofile, dla których optymalna temperatura rozwoju wynosi 20–35 °C, ale są też psychrofile i termofile rozwijające się w temperaturze od -10 do 55 °C. Optymalne pH wynosi 3–5,5, ale niektóre gatunki mogą się rozwijać przy pH od 1,5 do 10. Minimalna zawartość wody w pożywce to 11–14%.

Większość grzybów strzępkowych to oligotrofy mogące się rozwijać na podłożu o bardzo niewielkiej ilości substancji odżywczych. Wytwarzają liczne enzymy mogące trawić nawet tak trudne do strawienia substancje organiczne jak np. celuloza czy lignina. Azot mogą przyswajać zarówno w postaci soli azotowych, jak również oddzielać go od występujących w związkach nieorganicznych soli amonowych. Nie wymagają witamin, gdyż same je wytwarzają, potrzebują natomiast pierwiastków chemicznych; fosforu, potasu, magnezu, wapnia, siarki, miedzi, manganu, sodu, cynku, ale te zazwyczaj występują w środowisku w wystarczających ilościach. Większość gatunków to tlenowce, mogące się rozwijać tylko przy dostępie tlenu, ale ich zarodniki i chlamydospory mogą przetrwać w warunkach beztlenowych. Są też gatunki beztlenowe, np. Fusarium oxysporum.

Szkodliwość dla zdrowia

Niektóre gatunki grzybów strzępkowych to grzyby chorobotwórcze wywołujące choroby roślin, zwierząt i ludzi. Oddychanie powietrzem zawierającym duże ilości grzybów strzępkowych powoduje alergie, głównie nieżyt błony śluzowej nosa, astmę oskrzelową lub zapalenie pęcherzyków płucnych. U osób o niskiej odporności może spowodować aspergilozę płuc, a także zmiany kancerogenne i neurotoksyczne. Strzępki pleśni wytwarzają mykotoksyny należące do grupy najgroźniejszych czynników rakotwórczych i mutagennych. Nie wolno więc zjadać produktów, na których samoistnie pojawiła się pleśń. Grzyby strzępkowe powodują także pleśnienie owoców i nasion.

W ramach projektu badawczego Światowej Organizacji Zdrowia (WHO) ustalono, że zamieszkiwanie w zagrzybiałym mieszkaniu może negatywnie wpływać na układ nerwowy, układ odpornościowy, wywoływać ból gardła, zmęczenie oraz objawy alergii ze strony układu oddechowego, jak również sprzyja podwyższonemu ryzyku depresji.

Grzyby strzępkowe w budownictwie

Około 107 gatunków grzybów strzępkowych może rozwijać się na materiałach budowlanych. Badania przeprowadzone przez Politechnikę Łódzką wykazały, że rozwijają się one na większości badanych materiałów budowlanych, wykończeniowych i termoizolacyjnych, ale najczęściej na materiałach pochodzenia organicznego, zawierających celulozę lub białka (drewno, tapety i pokrycia tapicerskie, płyty gipsowo-kartonowe). Materiały nieorganiczne (np. zaprawa tynkarska, gips, cement) stanowią dla grzybów strzępkowych podłoże niekorzystne, ale na nich również mogą się one rozwijać w warunkach dużej wilgotności i pokrycia ich nawet niewielką ilością substancji organicznej pochodzącej np. z kurzu domowego lub innych zabrudzeń. Główną przyczyną ich rozwoju jest wilgoć spowodowana złą izolacją przeciwwilgociową ścian i fundamentów, nieszczelnymi pokryciami dachowymi, wadliwym ociepleniem, niedogrzaniem mieszkań, brakiem wentylacji lub jej niską skutecznością. W warunkach dużej wilgotności grzyby strzępkowe mogą rozwijać się praktycznie na wszystkich materiałach budowlanych. Podczas rozwoju wytwarzają kwasy organiczne, m.in.: cytrynowy, jabłkowy, itakonowy, mlekowy, winowy, glukonowy, fumarowy, szczawiowy, bursztynowy. Kwasy te powodują korozję materiałów. Dochodzi do reakcji chemicznych między kwasami a zawartymi w materiałach budowlanych nieorganicznymi minerałami zawierającymi pierwiastki Ca, Fe, Al, Mg, K, N. W rezultacie powstają ich rozpuszczalne w wodzie sole, które ulegają wypłukaniu, a materiały budowlane stają się mniej wytrzymałe, kruszą się i rozpadają. Również sole nierozpuszczalne, np. szczawian wapnia powodują uszkodzenie materiałów budowlanych. Spowodowana przez grzyby strzępkowe korozja elementów konstrukcyjnych wiele razy już doprowadziła do katastrof budowlanych. Grzyby strzępkowe z łatwością też zasiedlają powłoki malarskie zawierające organiczne dyspersje tworzyw sztucznych. Powłoki akrylowe zasiedlają tylko niektóre gatunki pleśni, np. Aureobasidium pullulans. Na powłokach emulsyjnych rozwijają się niektóre gatunki pleśni oraz sinic i bakterii. Strzępki grzybów pleśniowych wnikają w głąb powłok malarskich i tynków, co powoduje utratę ich spójności, odpadanie tynków, przebarwienia i kruszenie materiałów nieorganicznych pod powłokami.

Mieszkańcy zagrzybionych budynków cierpią na alergię i wiele innych chorób zwanych zespołem chorego budynku. Alergię wywołują głównie gatunki Penicillium chrysogenum, Penicillium expansum, Alternaria alternata, Cladosporium cladosporioides, Aspergillus flavus i Aspergillus niger. Rozwijające się na materiałach budowlanych grzyby strzępkowe tworzą groźne dla człowieka mykotoksyny, przy czym materiały budowlane są dla nich środowiskiem korzystniejszym do wytwarzania białek alergennych, niż używane w laboratoriach podłoża hodowlane. Na materiałach budowlanych wykryto 39 rodzajów białek alergennych wytwarzanych przez grzyby strzępkowe.

Badania przeprowadzone w 1998 r. w Polsce wykazały, że 25% mieszkań jest zagrzybionych. Badania prowadzone w latach 1994–2001 wykazały wzrost ilości zagrzybionych mieszkań o 2,3%. Za przyczynę tego zjawiska upatruje się pogodę (wilgotne sezony jesieni i wiosny, łagodne zimy, liczne powodzie), przeprowadzane w budynkach zabiegi termomodernizacyjne, takie jak montaż podzielników ciepła i wymiana stolarki okiennej na szczelną (co pogarsza wentylację i zwiększa wilgotność). Głównym źródłem grzybów strzępkowych w budynkach jest powietrze atmosferyczne i kurz domowy, ale grzyby strzępkowe występują także w wytwarzanych w fabrykach materiałach budowlanych takich jak styropian, cement, cegły i inne.

Wykorzystanie

Liczne gatunki grzybów strzępkowych w przemyśle są używane do wytwarzania różnego rodzaju związków organicznych. Przy ich wykorzystaniu wytwarza się między innymi:

• antybiotyki, np. penicylinę (Penicillium chrysogenum) i cyklosporynę A (Trichoderma polysporum)
• kwasy organiczne. Kropidlak czarny wytwarza kwas cytrynowy, Aspergillus itaconicus i Aspergillus terreus kwas itakonowy, Rhizopus oryzae kwas mlekowy.
• hormony wzrostu roślin (gibereliny – Giberella fujikuroi)
• chitynę i chitozan (Aspergillus giganteus i Phycomyces blakesleanus)
• kwas γ-linoleinowy (Mucor favanieus i Mucor rouxii)
• sery pleśniowe (Penicillium roquefortii, Penicillium camambertii, Penicillium candidum i Penicillium glaucum), Penicillium commune.

Niektóre gatunki grzybów strzępkowych są wykorzystywane do oczyszczania i biodegradacji ścieków; na przykład kropidlak żółty, kropidlak czarny i Rhizopus oligosporus są wykorzystywane do biodegradacji ścieków przemysłu ziemniaczanego z równoczesną produkcją masy pleśniowej na paszę dla zwierząt.