CIUPERCI DIMORFICE: GENERALITĂȚI ȘI EXEMPLE - BIOLOGIE - 2025

De fungi dimorfici sunt aceia care au două forme anatomice sau diferite morfologice: o formă de micelii și un alt yeastlike. Această proprietate a dimorfismului este prezentată doar de unele specii fungice și se numește dimorfism fungic.

În faza morfologică a miceliei, ciuperca dimorfă apare ca o masă formată dintr-un set de filamente hyphae sau cilindrice. Funcția hifei este de a hrăni ciuperca, deoarece acestea au capacitatea de a absorbi nutrienții. Mieliul constituie așa-numitul corp vegetativ al unei ciuperci multicelulare macroscopice.

Figura 1. Faza drojdiei Candida albicans. Sursa: David Arqueas, de la Wikimedia Commons

În faza drojdiei, ciuperca dimorfă apare ca un organism unicelular microscopic, cu celule sferice sau ovoidale. De asemenea, are capacitatea de a descompune materia organică, zaharurile și carbohidrații prin procese de fermentare.

Un grup mic de ciuperci din Ascomycota phyllum este considerat dimorf; acești ciuperci au capacitatea de a infecta mamiferele, plantele și insectele ca paraziți.

Figura 2. Candida albicans în faza micelară. Sursa: Garnhami, de la Wikimedia Commons

Printre exemple se numără agenții patogeni umani (cauza bolii), Candida albicans și Histoplasma capsulatum. De asemenea, ciuperca fitopatogenă Ophiostoma novo-ulmi, care provoacă boala ulmului olandez.

Alte exemple sunt Ophiocordyceps unilateralis, o ciupercă entomopatogenă care prezintă dimorfism și secretă compuși chimici care modifică comportamentul furnicilor infectate. Se numește „ciuperca furnicilor zombie”.

Există și furfurie Malassezia, o ciupercă dimorfă care este atât fitopatogenă cât și entomopatogenă.

Dimorfism și patogenitate

Dimorfismul fungic este legat de capacitatea de a provoca boli fungice sau patogenitate.

Procesul prin care o ciupercă trece de la o stare unicelulară sub formă de drojdie (drojdiformă) la o stare multicelulară de hyphae sau miceliu, se numește tranziție de fază. Această tranziție este esențială pentru patogenitatea și virulența ciupercii.

Ciuperca patogenă primește semnale cu informații din mediul care îl înconjoară și, în funcție de comoditatea sa, răspunde transformându-se într-una din cele două faze. De exemplu, există ciuperci care își schimbă starea în funcție de temperatura mediului, fiind apoi termodependente.

Acesta este cazul ciupercilor care cresc în sol la o temperatură de 22 până la 26 ° C, rămânând în stare micelară. Aceste micelii se pot fragmenta și deveni suspensii în aer sau aerosoli datorită efectului unor modificări precum dezastrele naturale sau intervenția umană (construcție, agricultură, printre altele).

Atunci când sunt inhalate de o gazdă de mamifere, ciupercile aeriene colonizează plămânii, unde temperatura este menținută la 37 ^° C. La această temperatură, hibele miceliene acționează ca propagule infecțioase, devenind drojdii patogene și provocând pneumonie.

Odată ce infecția este stabilită în plămâni, drojdiile se pot răspândi la alte organe, cum ar fi pielea, oasele și creierul.

Factorii care determină modificarea fazei sau dimorfismul fungic

Printre factorii de mediu care generează transformarea ciupercii de la o stare la alta într-un mod reversibil sunt următorii.

Schimbări de temperatură

Modificarea temperaturii generează o tranziție sau o modificare a fazei morfologice la speciile fungice Talaromyces marneffei. Când temperatura ambiantă este cuprinsă între 22 și 25 ^° C, ciuperca prezintă morfologie filamentoasă (hiphal), iar când temperatura crește până la 37 ^° C, dobândește morfologie cu drojdie.

Alte specii fungice patogene umane cu dimorfism dependent de temperatură sunt Histoplasma capsulatum, dermatitidele Blastomyces, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi și Emmansia sp.

Schimbarea disponibilității de nutrienți

La specia Candida albicans, are loc următoarea tranziție de fază: în prezența mediilor bogate în nutrienți morfologia este drojdie, în timp ce în mediile sărace în nutrienți, forma de creștere este filamentoasă micelară.

Modificări comune ale temperaturii și disponibilității de nutrienți sau prezența substanțelor toxice

Deși temperatura pare a fi stimulul predominant de mediu care direcționează trecerea de la hibaz (la 22-25 ° C) la drojdie (la 37 ^° C) și invers, există stimuli suplimentari care influențează schimbarea morfologică, cum ar fi concentrația de dioxid de carbon (CO ₂ ), prezența cisteinei, a estradiolului sau a substanțelor toxice în mediu.

Unele specii de ciuperci necesită modificări atât în ​​factorii de mediu (temperatură cât și în disponibilitatea de nutrienți) pentru a exprima dimorfismul. De asemenea, alte modificări ale mediului, cum ar fi prezența metalelor sau agenților chelatori, pot declanșa tranziții morfologice în fază.

Ciuperci dimorfice patogene umane

Trei exemple de ciuperci dimorfice patogene umane sunt descrise succint mai jos.

Talaromyces marneffei

Este o specie fungică patogenă care aparține Asyycota phyllum. Prezintă dimorfism dependent de temperatură: la 25 ^° C crește în faza sa filamentoasă ca saprofit, iar la 37 ^° C prezintă morfologie parazitară cu drojdie.

Ciuperca T. marneffei poate provoca o infecție mortală a întregului organism; peniciloza, denumită pentru vechiul său nume taxonomic drept Penicillium marneffei.

Forme sau faze morfologice

Ciuperca T. marneffei în faza hiphală sau filamentoasă, crește în colonii alb-cenușiu, cu o suprafață netedă și netedă. Aceste colonii se schimbă la o culoare roșiatică-brună cu tonuri de galben, în timp ce suprafața lor capătă un relief radiat, cu partea inferioară a unei culori de somon.

În faza drojdiei, T. marneffei dezvoltă mici colonii de culoarea fildeșului, cu un relief aspru.

rezervoare

Rezervoarele de T. marneffei sunt solul (în tropice și subtropice, în anotimpurile ploioase, din mai până în octombrie) și mai multe specii de șobolani de bambus (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis și Rhizomis pruinoza).

gazdele

Gazdele obișnuite pentru ciuperca patogenă T. marneffei sunt șobolanii, oamenii, pisicile și câinii.

Ciuperca T. marneffei intră în organism în principal prin tractul respirator. De asemenea, poate pătrunde prin orice altă cale, alta decât cea digestivă.

Manifestari clinice

Ciuperca T. marneffei determină o infecție oportunistă generalizată sau sistemică la omul imunodeficient. Inițial afectează plămânii și apoi diferite organe prin fluxul sanguin. Produce leziuni sub formă de papule pe pielea gâtului, feței și trunchiului.

Candida albicans

Ciuperca Candida albicans aparține phyllum Ascomycota și prezintă dimorfism dependent de disponibilitatea nutrienților.

În Candida albicans, celulele de drojdie par a fi cele mai potrivite pentru diseminarea sângelui și factorul de virulență. În timp ce faza hiphală a fost propusă ca cea mai invazivă în penetrarea țesuturilor și în colonizarea organelor.

Tranziția de la drojdie la ifa este un proces rapid, indus de factori de mediu, cum ar fi nivelul de dioxid de carbon, lipsa de oxigen, modificările mediului nutritiv și ale temperaturii.

Prin pleomorfism sau modificări multiple de fază, această ciupercă poate supraviețui mecanismelor de apărare imună a gazdei sale. În faza drojdiei, morfologia este celulară sferică sau ovoidală în grupuri mici. În faza hiphală sau morfologia ciupercii filamentoase, celulele apar alungite, întinse sub formă de filamente.

În plus, în faza drojdiei capătă o formă de viață simbiotică, iar în faza hiphală devine un parazit patogen.

Rezervor

Rezervorul pentru Candida albicans este corpul uman. Este prezent în microflora pielii, în tractul gastro-intestinal, în cavitatea bucală și în sistemul genitourinar.

gazdele

Organismul uman funcționează ca gazdă pentru Candida albicans, a căror cale de intrare este pielea și mucoasele.

Ciuperca Candida albicans produce candidoză sau moniliaza, care afectează pielea, unghiile, mucoasele gurii și mucoasa gastro-intestinală. La persoanele imunosupresate, infecția poate deveni sistemică sau generalizată în tot corpul.

Candida albicans este capabilă să treacă de bariera sânge-creier. Ratele mortalității de 40% sunt raportate în infecții severe cu această ciupercă patogenă.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum aparține phyllum Ascomycota. Este o specie fungică care este patogenă pentru om și prezintă dimorfism dependent de temperatură. Ciuperca crește în sol și pe amestecuri de fecale din foame (Stumus vulgaris), păsări negre (Turdus merula) și diverse specii de lilieci.

Ciuperca Histoplasma capsulatum este predominantă în zonele de înfășurare a păsărilor și în peșteri, mansarde sau găuri de copac care locuiesc liliecii.

Această ciupercă are o distribuție largă pe toată planeta, cu excepția Antarcticii. Este asociată frecvent cu văile râurilor. Se găsește în special în văile râurilor Mississippi și Ohio din Statele Unite.

Forme sau faze morfologice

Histoplasma capsulatum prezintă o creștere filială, micelară, sub forma unei vieți saprofite în sol. Când infectează animale sau oameni, dezvoltă faza de creștere sub formă de drojdie parazită la temperatura corpului de 37 ^° C.

Faza morfologică a miceliului este alcătuită din hife. Coloniile sunt inițial albe, bumbac, iar mai târziu devin maro închis, cu partea inferioară galbenă până la portocaliu.

Faza drojdiei are celule ovoide, cu creștere lentă la 37 ^° C, care formează colonii gri până la bej cu aspect umed și cremos.

rezervoare

Rezervoarele Histoplasma capsulatum sunt soluri contaminate cu păsări bogate în azot și excremente de lilieci.

gazdele

Gazdele Histoplasma capsulatum includ organisme umane, unele păsări (foame, păsări negre, tori, pui, curcani, gâște), lilieci, câini, pisici, rozătoare, cai și bovine.

Această ciupercă intră în corpul uman prin intermediul căilor respiratorii, percutanate (prin piele) și mucoase.

Manifestari clinice

Cazurile de infecție pulmonară acută cu Histoplasma capsulatum sunt foarte frecvente, cu simptome precum febră, frig, frisoane, dureri de cap, dureri în piept, oboseală, eritem și erupții cutanate.

Referințe

1. Hiten, D., Madhani, G și Fink, GR (1998). Controlul diferențierii filamentoase și a virulenței la ciuperci. Tendințe în biologia celulară. 8 (9): 348-353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. și Gold, SE (2008). Dimorfismul în agenții patogeni ai plantelor fungice. Scrisori de microbiologie. 284 (2): 127–134.
3. Navarro-Mendoza, M., Pérez-Arques, C., Murcia, L., Martínez-García, P., Lax, C .; Sanchis, M. și colab. (2018). Componentele unei noi gene de feroxidaze implicate în virulență sunt specializate funcțional în dimorfismul fungic. Natură. Rapoarte științifice 8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, JC, Wüthrich, M. și Bruce S. Klein, BS (2006). Controlul global al dimorfismului și virulenței la ciuperci. Ştiinţă. 312 (5773): 583-588. doi: 10.1126 / știință.1124105
5. Zhong, Y., Yan; M., Jiang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Zhang, L. și tot. (2019). Acidul micofenolic ca un inhibitor promițător al dimorfismului fungic pentru a controla boala de zahăr cauzată de Sporisorium scitamineum. Jurnalul de chimie agricolă și alimentară. 67 (1): 112–119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893