Ogólności i przykłady grzybów dimorficznych

The grzyby dimorficzne to te, które przedstawiają dwie różne formy anatomiczne lub morfologiczne: formę grzybni i drożdży. Ta właściwość dimorfizmu jest prezentowana tylko przez niektóre gatunki grzybów i nazywa się dymorfizmem grzybów.

W fazie morfologicznej grzybni dimorficzny grzyb pojawia się jako masa utworzona przez zestaw strzępek lub cylindrycznych włókien. Funkcją strzępek jest odżywianie grzyba, ponieważ mają one zdolność wchłaniania składników odżywczych. Grzybnia stanowi tzw. Ciało wegetatywne grzyba wielokomórkowego, makroskopowe.

W fazie drożdży grzyb z dimorfizmem pojawia się jako jednokomórkowy mikroskopijny organizm z komórkami sferycznymi lub jajowatymi. Ma także zdolność rozkładu materii organicznej, cukrów i węglowodanów w procesach fermentacji.

Mała grupa grzybów w Phyllum Ascomycota jest uważana za dimorficzną; grzyby te mają zdolność infekowania ssaków, roślin i owadów jako pasożyty.

Przykładami są patogeny (czynniki sprawcze) u ludzi, Candida albicans e Histoplasma capsulatum. Również grzyb fitopatogenny Ophiostoma novo-ulmi, przyczyna holenderskiej choroby wiązu.

Inne przykłady to Ophiocordyceps unilateralis, grzyb entomopatogenny, który przedstawia dimorfizm i wydziela związki chemiczne, które zmieniają zachowanie zarażonych mrówek. Nazywa się „zombie grzybów mrówek”.

To też jest Malassezia furfur, grzyb dimorficzny, który jest zarówno fitopatogenny, jak i entomopatogenny.

Indeks

• 1 Dimorfizm i patogenność
• 2 Czynniki determinujące zmianę fazy lub dymorfizm grzybów
• 3 Ludzkie patogenne grzyby dimorficzne
  • 3.1 Marneffei Talaromyces
  • 3.2 Candida albicans
  • 3.3 Histoplasma capsulatum
• 4 odniesienia

Dimorfizm i patogenność

Dymorfizm grzybów jest związany ze zdolnością do wywoływania chorób lub patogeniczności grzybów.

Proces, w którym grzyb przechodzi ze stanu jednokomórkowego w postaci drożdży (drożdży) do wielokomórkowego stanu strzępek lub grzybni, nazywany jest przemianą fazową. To przejście jest fundamentalne dla patogenności i zjadliwości grzyba.

Patogenny grzyb odbiera sygnały z informacji ze środowiska, które go otacza, i zgodnie z jego wygodą reaguje przekształcając się w jedną z dwóch faz. Na przykład są grzyby, które zmieniają stan w zależności od temperatury otoczenia, będąc wtedy termozależny.

Jest to przypadek grzybów, które rosną w glebie w temperaturze od 22 do 26 ° C, utrzymując stan grzybni. Te grzybnie mogą się rozpadać i przenikać, tworząc zawiesiny w powietrzu lub aerozolach z powodu zmian, takich jak klęski żywiołowe lub interwencje ludzkie (budowa, rolnictwo, między innymi).

Wdychane przez ssaka gospodarza grzyby zawieszone w powietrzu kolonizują płuca, gdzie temperatura utrzymuje się na poziomie 37 ° C ^°C. W tej temperaturze strzępki grzybni działają jak zakaźne propagule, stają się patogennymi drożdżami i powodują zapalenie płuc.

Po zakażeniu w płucach drożdże mogą rozprzestrzeniać się na inne narządy, takie jak skóra, kości i mózg.

Czynniki determinujące zmianę fazy lub dymorfizm grzybów

Wśród czynników środowiskowych, które powodują przemianę grzyba z jednego stanu w drugi w sposób odwracalny, są następujące.

Zmiany temperatury

Zmiana temperatury generuje gatunki grzybów Talaromyces marneffei przemiana lub morfologiczna zmiana fazy. Gdy temperatura otoczenia wynosi od 22 do 25 ^°C, grzyb wykazuje morfologię nitkowatą (strzępkową), a gdy temperatura wzrasta do 37 ° C ^°C, uzyskuje morfologię drożdży.

Istnieją inne ludzkie patogenne gatunki grzybów o dimorfizmie zależnym od temperatury Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi i Emmansia sp.

Zmiana dostępności składników odżywczych

W gatunku Candida albicans przedstawia się następujące przemiany fazowe: w obecności pożywek bogatych w składniki odżywcze morfologia jest drożdżowa, podczas gdy w pożywkach ubogich w składniki odżywcze forma wzrostu jest grzybowa nitkowata.

Wspólne zmiany temperatury i dostępności składników odżywczych lub obecności substancji toksycznych

Chociaż temperatura wydaje się być głównym bodźcem środowiskowym, który kieruje przejściem z strzępki (w 22-25 ° C) do drożdży (do 37 ^°C) i odwrotnie, istnieją dodatkowe bodźce, które wpływają na zmianę morfologiczną, takie jak stężenie dwutlenku węgla (CO)₂), obecność cysteiny, estradiolu lub substancji toksycznych w podłożu.

Niektóre gatunki grzybów wymagają zmian w obu czynnikach środowiskowych (temperatura i dostępność składników odżywczych), aby wyrazić dimorfizm. Również inne zmiany środowiskowe, takie jak obecność metali lub czynników chelatujących, mogą spowodować przejście faz morfologicznych.

Patogenne dimorficzne grzyby ludzi

Poniżej znajdują się trzy krótkie opisy patogennych grzybów dimorficznych dla ludzi.

Talaromyces marneffei

Jest to patogenny gatunek grzyba należący do Phyllum Ascomycota. Przedstawia dimorfizm zależny od temperatury: w 25 ° C ^°C rośnie w fazie nitkowatej jako saprofit iw 37 ° C ^°C pokazuje pasożytniczą morfologię drożdży.

Grzyb T. marneffei może spowodować śmiertelną infekcję całego organizmu; penicyloza, nazwana na cześć jej poprzedniej nazwy taksonomicznej jako Penicillium marneffei. 

Formy morfologiczne lub fazy

Grzyb T.marneffei w fazie strzępkowej lub nitkowatej rośnie w szarobiałych koloniach o gładkiej i gładkiej powierzchni. Kolonie te zmieniają się na czerwonawo-brązowe z żółtymi odcieniami, podczas gdy ich powierzchnia uzyskuje promienistą ulgę, z dolną częścią łososia.

W fazie drożdży, T. marneffei rozwija małe kolonie koloru kości słoniowej, z ulgą szorstkiego wyglądu.

Zbiorniki

Zbiorniki z T. marneffei są glebą (w tropikach i subtropikach, w porach deszczowych, od maja do października) i kilkoma gatunkami bambusowych szczurów (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis i Rhizomis pruinosis).

Hosterzy

Wspólni gospodarze grzyba chorobotwórczego T. marneffei Są to szczury, ludzie, koty i psy.

Grzyb T. marneffei Wnika do organizmu głównie przez drogi oddechowe. Może również przenikać przez każdą inną drogę niż droga pokarmowa.

Objawy kliniczne

Grzyb T. marneffei Wytwarza oportunistyczną uogólnioną lub ogólnoustrojową infekcję u ludzi z niedoborem odporności. Początkowo wpływa na płuca, a następnie na różne narządy poprzez krążenie krwi. Wytwarza zmiany w postaci grudek na skórze szyi, twarzy i tułowia..

Candida albicans

Grzyb Candida albicans należy do Phyllum Ascomycota i przedstawia dimorfizm zależny od dostępności składników odżywczych.

Candida albicans jest mikroorganizmem grzybowym najczęściej izolowanym z biofilmów utworzonych na powierzchniach implantów medycznych i tkanek ludzkich. Jest często stosowany jako organizm modelowy w badaniach mikrobiologicznych.

Formy morfologiczne lub fazy

Candida albicans Może rosnąć w postaci drożdży i grzybni, więc uważa się, że jest to grzyb dimorficzny, ale w rzeczywistości, poza tymi dwoma, wykazuje kilka różnych fenotypów morfologicznych. W niektórych odmianach Candida albicans odnotowano do 7 faz morfologicznych.

Z tego powodu właściwym terminem dla tego gatunku grzybów, zamiast dimorfizmu, jest pleomorfizm lub gatunki polifeniczne. Faza zmian w Candida albicans są wywoływane przez zmiany w ilości składników odżywczych i pH.

W Candida albicans komórki drożdży wydają się być najbardziej odpowiednie do rozsiewu krwi i czynnika wirulencji. Podczas gdy faza strzępków została zaproponowana jako najbardziej inwazyjna w penetracji tkanek i kolonizacji narządów.

Przejście od drożdży do strzępek jest szybkim procesem wywoływanym przez czynniki środowiskowe, takie jak poziom dwutlenku węgla, brak tlenu, zmiany pożywki i temperatury.

Dzięki pleomorfizmowi lub zmianom wielofazowym grzyb ten może przetrwać mechanizmy obrony immunologicznej gospodarza. W fazie drożdży morfologia komórek sferycznych lub jajowatych w małych grupach. W morfologii fazy strzępkowej lub grzyba nitkowatego komórki wydają się wydłużone, rozciągnięte w postaci włókien.

Dodatkowo w fazie drożdży uzyskuje symbiotyczną formę życia, aw fazie strzępkowej staje się patogennym pasożytem..

Zbiornik

Zbiornik Candida albicans To jest ludzki organizm. Występuje w mikroflorze skóry, w przewodzie pokarmowym, w jamie ustnej iw układzie moczowo-płciowym.

Hosterzy

Organizm ludzki funkcjonuje jako gospodarz Candida albicans, którego szlakiem jest skóra i błony śluzowe.

Objawy kliniczne

Grzyb Candida albicans Wytwarza kandydozę lub monilozę, która wpływa na skórę, paznokcie, błony śluzowe jamy ustnej i błony śluzowe przewodu pokarmowego. U osób z obniżoną odpornością zakażenie może stać się ogólnoustrojowe lub uogólnione w całym ciele.

Candida albicans jest w stanie przekroczyć barierę krew-mózg. Śmiertelność na poziomie 40% odnotowuje się w ciężkich zakażeniach tym patogennym grzybem.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum należy do Phyllum Ascomycota. Jest to patogenny gatunek grzybów dla ludzi, który przedstawia dimorfizm zależny od temperatury. Grzyb rośnie na ziemi i na mieszankach kału szpakowatego (Stumus vulgaris), kosy (Turdus merula) i kilka gatunków nietoperzy.

Grzyb Histoplasma capsulatum Jest powszechny w miejscach odpoczynku ptaków i jaskiniach, strychach lub dziurach drzewnych zamieszkiwanych przez nietoperze.

Grzyb ten ma szeroki zasięg na całej planecie, z wyjątkiem Antarktydy. Często wiąże się z dolinami rzek. Występuje szczególnie w dolinach rzek Mississippi i Ohio w Stanach Zjednoczonych.

Formy morfologiczne lub fazy

Histoplasma capsulatum Przedstawia włóknisty wzrost, grzybnię, w postaci saprofitycznego życia w glebie. Zarażając zwierzęta lub ludzi, rozwija fazę wzrostu w postaci pasożytniczych drożdży o temperaturze ciała 37 ° C ^°C.

Faza morfologiczna grzybni jest tworzona przez strzępki. Kolonie są początkowo białe, wełniste, a później zmieniają kolor na ciemnobrązowy z żółtym do pomarańczowego spodem.

Faza drożdży zawiera jajowate komórki, wolno rosnące do 37 ^°C, które tworzą szarą do beżowej kolonii o wilgotnym i kremowym wyglądzie.

Zbiorniki

Zbiorniki z Histoplasma capsulatum są gleby skażone ptasimi odchodami i nietoperzami, bogate w azot.

Hosterzy

Wśród gospodarzy Histoplasma capsulatum są organizmy ludzkie, niektóre ptaki (szpaki, kosy, drozdy, kurczaki, indyki, gęsi), nietoperze, psy, koty, gryzonie, konie i bydło.

Grzyb ten ma drogę do wejścia do organizmu ludzkiego drogi oddechowej, przezskórnej (przez skórę) i błon śluzowych.

Objawy kliniczne

Przypadki ostrej infekcji płuc przez Histoplasma capsulatum są bardzo częste, z objawami takimi jak gorączka, przeziębienie, dreszcze, ból głowy, ból w klatce piersiowej, zmęczenie, rumień i wysypka. 

Referencje

1. Hiten, D., Madhani, G i Fink, G.R. (1998). Kontrola różnicowania nitkowatego i zjadliwości grzybów. Trendy w biologii komórki. 8 (9): 348-353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. and Gold, S.E. (2008). Dimorfizm w grzybiczych patogenach roślin. Listy mikrobiologiczne. 284 (2): 127-134.
3. Navarro-Mendoza, M., Pérez-Arques, C., Murcia, L., Martínez-García, P., Lax, C.; Sanchis, M. i in. (2018). Składniki nowej rodziny genów feroksydaz zaangażowanych w wirulencję są funkcjonalnie wyspecjalizowane w dimorfizmie grzybów. Natura Raporty naukowe.8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, J.C., Wüthrich, M. i Bruce S. Klein, B.S (2006). Globalna kontrola dimorfizmu i wirulencji w grzybach. Nauka 312 (5773): 583-588. doi: 10.1126 / science.1124105
5. Zhong, Y., Yan; M., Jiang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Zhang, L. et all. (2019). Kwas mykofenolowy jako obiecujący inhibitor dimorfizmu grzybów do kontrolowania choroby trzciny cukrowej spowodowanej przez Sporisorium scitamineum. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 67 (1): 112-119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893