Keratinabbau durch Pilze

Summary

• 1. Chrysosporium keratinophilum, Chr. evolceanui, Arthroderma quadrifidum, A. curreyi and Anixiopsis stercoraria were cultivated for 77 days in a medium containing hair particles as the sole source of carbon and nitrogen and mineral salts. During this time growth, hair penetration, keratinolysis and excretion of enzymes by these fungi were observed.

• 2. All these fungi attacked the hair by means of so called penetration organs, wedge-shaped columns of short wide cells, but not by so called borers or boring hyphae, narrow hyphae without any septa. Besides penetration organs we found cortical erosions and destruction of the hair cortex. Hair penetration therefore took place in the same manner by apathogenic keratinophilic soil fungi and by dermatophytes.

• 3. Hair digestion by apathogenic soil fungi and pathogenic dermatophytes was nearly on the same level (26–49% of the given keratin).

• 4. These fungi were able to alter the pH of the medium from 5.2 at the begin to 8.1 at the end of the experiments. pH 7 was reached 14–21 days after inoculation. The alcalinizing tendency characterizes proteino- and especially keratinophilic fungi.

• 5. There is no direct correlation between the activity of the proteolytic enzymes (activity per mg dry weight; substrate gelatine) and the break-down of keratin by these fungi. The probable causes of this phenomenon are discussed.

• 6. Alcaline phosphatase was found in the culture broth. The phosphatatic activity per mg dry weight of the mycelium was on a distinct level for each of these species.

Zusammenfassung

• 1. Mit Chrysosporium keratinophilum, Chr. evolceanui, Arthroderma quadrifidum, A. curreyi und Anixiopsis stercoraria haben wir Untersuchungen über Waschstum, Morphologie des Haarbefalls, Keratinolyse und Enzymausscheidung bei Kultur der Pilze in einer mineralischen Basisnährlösung mit Haarpartikeln als Kohlenstoff-Stickstoff-Quelle während einer Versuchsdauer von 77 Tagen ausgeführt.

• 2. Alle diese Pilze griffen Haar mit sogenannten Perforationsorganen, senkrecht zur Haarachse vordringenden, keiflörmigen Mycelzapfen, und nicht mit sogenannten Bohrhyphen, ebenfalls senkrecht eindringenden, schmalen, geraden Hyphen an. Daneben kamen auch oberflächliche Läsionen der Haarrinde und Lockerung ihrer Struktur vor. Die Haarbefallsform durch diese apathogenen, keratinophilen Bodenpilze entspricht also der vieler Dermatophyten.

• 3. Das Ausmaß des Keratinabbaues durch die apathogenen Bodenpilze war zwar unterschiedlich (26–49% des gegebenen Keratins) dabei aber keinesfalls niedriger als durch pathogene Dermatophyten (28–40%).

• 4. Die Pilze veränderten den pH-Wert der Nährlösung (Ausgangswert 5,2) zum Schwachalkalischen hin (Endwert 8,1). pH 7 wurde bereits 14–21 Tage nach Versuchsbeginn erreicht. Diese Alkalisierungstendenz ist ein typisches Merkmal proteino- besonders keratinophiler Pilze.

• 5. Alle Pilze schieden Proteinasen aus, deren Aktivität/mg Mycel keine direkte Korrelation zur Intensität der Keratinolyse erkennen ließ. In der Diskussion der Ergebnisse haben wir dieses Phänomen und seine vermutlichen Ursachen ausführlich besprochen.

• 6. In den Kulturfiltraten sämtlicher Pilze haben wir alkalische Phosphatase (pH_opt. 8,5) nachgewiesen. Die Aktivität/mg Mycel war für die einzelnen Pilzarten resp.-stämme relativ spezifisch. Da in keratinisiertem Milieu freies Phosphat im allgemeinen nur in Spuren vorhanden ist, vermitteln Phosphatasebestimmungen Hinweise auf potentielle Existenzchancen der Pilze in Keratinen.