Alle muggsopper danner substanser som er potensielle antigener eller allergener. Luftbårne muggsoppartikler vil dermed innholde slike substanser. Når de kommer i kontakt med øye, luftveier og magesystemet kan de forårsake forskjellige immunreaksjoner.
Deponering på slimoverflater induserer slimhinneirritasjon som kan fører til konjunktivitt eller astma som kan være allergisk betinget. Eksponering for meget høye nivåer kan gi kortvarige influensa-lignende reaksjoner med feber som ofte går over uten vedvarende plager. Men det kan også utvikles til allergisk lungebetennelse som er mer alvorlig. Langtids eksponering for muggsoppartikler kan øke risikoen for effekter i luftveiene som fall i lungefunksjon, kronisk bronkitt, ikke-allergisk astma og sinusitt.
Måling og vurdering av soppeksponering
I flere tiår har måling og vurdering av soppeksponering vært basert på sporer som soppen frigjør under vekst. De siste årene har vi fått økt kunnskap om at muggsoppartikler som frigjøres til luft er en kompleks sammensetning av fragmenter og sporer. Fragmenter omfatter partikler fra hyfer og sporer i forskjellige størrelser og former.
Høy eksponering for soppsporer i arbeidsmiljø er assosiert med utvikling av allergisk alveolitt hos bønder og sagbruksarbeidere. I inneklima derimot har ikke man funnet noe signifikant sammenheng mellom soppsporer og helseplagene hos personer som bor eller jobber i bygninger med fuktskade og muggvekst.
Påvisning av soppfragmenter i luftprøver i inneklima hvor en har soppskader, tyder på at vi kan eksponeres for mer enn bare sporer. Det er derfor mulig at diverse helseplager som rapporteres etter opphold i fuktskadede bygninger kan relateres til både sporer og fragmenter.
Bilde av muggsoppsporer og fragmenter fra Penicillium chrysogenum i elektronmikroskop (av Anani Afanou)
Muggsoppartikler i forskjellige former, og størrelser
Muggsoppartikler forekommer i forskjellige størrelser og former, og dette påvirker hvor de deponeres i luftveiene. Mengden antigener, mykotoksiner og allergener som deponeres er også avhengig av partikkelstørrelsen.
Luftbårne sporepartikler samlet fra A. fumigatus, A. versicolor og Penicillium chrysogenum i en eksperimentell undersøkelse viser lengder på 2,4 -15µm. Formen til enkelte sporer er nær sfæriske mens aggregater er avlange og fiberlignende. Fragmenter er også heterogene med små og store fragmenter i forskjellige lengder: 0,52 – 13µm. De fleste fragmenter er avlange og fiber lignende.
Muggsoppartikler omfatter fragmenter og sporepartikler. Sporepartikler kan være enkle sporer og aggregater av to eller flere sporer. Fragmenter varierer i størrelse fra små (<1µm) til store (>10µm).
Kvantifisering av både fragmenter og sporer er nødvendig for en bedre karakterisering av soppeksponeringen. I en nylig gjennomført studie, fant forskere fra Statens arbeidsmiljøinstitutt at sammensetning en av muggsoppartikler generert i laboratorieforsøk varierte mellom sopparter. Luftbårne partikler samlet fra kulturer fra Aspergillus fumigatus innholder flere enkle sporer i forhold til fragmenter, mens kulturer fra Aspergillus versicolor og Penicillium chrysogenum frigjorde flere små fragmenter enn sporer. Dette indikerer at eksponering for små fragmenter vil kunne være høyere enn eksponering for sporer i bygninger med fuktproblemer hvor disse muggsoppartene ofte finnes.
Muggsoppartikler i luftveiene
Deponering i luftveiene er avhengig av partiklenes aerodynamisk diameter (den teoretiske diameter til en kuleformet partikkel med tetthet på 1g/cm3 som ville falle like fort i luft som den virkelige partikkelen). Denne påvirkes av partikkel størrelse, form og tetthet. Partikler med forskjellige aerodynamiske egenskaper vil deponere i forskjellige regioner i luftveiene. Siden muggsoppartikler forekommer som små og store fragmenter, enkle sporer og sporeaggregater, vil de kunne deponere i alle delene av luftveiene: nese- og strupehode regionen, luftrør og bronkiene, og i alveolene. Muggsoppartikler kan derfor indusere immunreaksjoner og toksiske responser i de øvre og nedre luftveiene og i alveolene. De fleste små fragmenter, enkelsporer og små aggregater (< 3 sporer) forventes å nå dypest ned i lungene. En amerikansk simuleringsstudie har rapportert at opp mot 17 prosent av inhalerte små fragmenter versus 14 prosent av enkle sporer fra Aspergillus versicolor deponeres i alveolene hos en voksen mann. Sporeaggregater (> 3spores) i luftveiene er mer komplisert å forutsi grunnet deres aerodynamiske diameter som varierer i forhold til om de er kompakte eller kjedeformet. Kompakte aggregater deponeres mest i de øvre og nedre luftveiene avhengig av størrelse. Kjedeformede aggregater kan nå lenger ned fordi deres aerodynamiske diameter øker lite selv når lengden øker. Det samme gjelder for store fragmenter med fiberform. Samtidig kan meget lange fiberformede partikler deponeres lenger opp i luftveiene. Dette fordi de får større sannsynlighet for å treffe bronkieveggen. Store fragmenter vil sannsynligvis deponeres i nese- og strupehode. Effekten av antigener/allergener vil variere i forhold til partikkel type og størrelse. Det betyr at store sporeaggregater og fragmenter vil inneholde flere antigener enn små fragmenter.
Muggsopppartikler og potensielle helseeffekter
Toksikologiske undersøkelser har vist at mus som eksponeres for forskjellige typer muggsoppartikler fra A. fumigatus og P. chrysogenum utvikler to former av lungebetennelse med økt antall av lunge nøytrofiler og eosinofiler. Sporer i hviletilstand induserer mest ikke-allergisk betennelse mens spirende spore og hyfer kan forårsake allergiske inflammasjon.
Nyere forskning viser at lange og fiberlignende muggsoppartikler kan føre til at nøytrofile celler skyter ut ekstracellular nett feller (NET) fullt av reaktive oksidative arter (ROS) i kontrast til små fragmenter og enkle sporer som blir lett omsluttet og fjernet (fagocytert) av makrofager.