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_____________MICROBIOLOGIA – MICOLOGIA_____________ Características gerais dos fungos EUCARIOTOS possuem um núcleo definido, que contém o material genético (DNA), envolto por um envelope especial chamado de membrana nuclear. Reino fungi Unicelulares (leveduras) – uma única célula Multicelulares (cogumelos) – são organismos macroscópicos que são classificados geralmente pelo corpo de frutificação Multicelulares (bolores) Reprodução sexuada ou assexuada Alimentação absorção de matéria orgânica – são organismos quimio heterotróficos Aclorofilados não fazem fotossíntese Quitina principal constituinte da parede celular Não flagelados imóveis (excessão de zoósporos) Taxonomia 8 filos 12 subfilos 46 classes Reino: FUNGI Filos: Cryptomycota, Microsporidia, Blastocladiomycota, Chytridiomycota, Zoopagomycota, Mucoromycota Sub-reino: DIKARIA Filos: Ascomycota, Basidiomycota Importância dos fungos Fungos na alimentação Cepas de Saccharomyces cerevisiae – utilizadas em bebidas alcólicas, transforma o açúcar em álcool Cepa Penicillium roqueforti – sabores, aromas e texturas Champignon – Agaracus bisporus Shitake – Lentinula edodes Fungos na deterioração Decompor a matéria vegetal morta, reciclando elementos vitais Celulases = enzimas extracelulares que são utilizadas na decomposição da parte dura das plantas que os animais não podem digerir Fungos simbiontes de plantas Algumas plantas dependem da simbiose com fungos para a sobrevivência Micorrizas auxiliam as raízes das plantas a absorverem minerais e água do solo Fungos no desenvolvimento de antibióticos Penicilina: de um acidente à um antibiótico 1928 – Penicillium chrysogenum GRISEOFULVINA Penicillium griseofuvi PENICILINA P. chrysogenum TERRAMICINA Streptomyces rimosus NEOMICINA S. fradi ESTREPTOMICINA S. griseus ANFOTERICINA B S. nodosus Fungos na saúde humana Fungos patogênicos Estruturas vegetativas – FUNGOS FILAMENTOSOS Hifas corpo de um fungo filamentoso que consiste em filamentos longos de células que são conectados. A maioria dos fungos filamentosos contém paredes cruzadas denominadas Septos, que dividem essas hifas em unidades celulares uninucleadas. Em outras classes de fungos, as hifas não contêm septos, sendo então apresentadas como células longas e contínuas com muitos núcleos, chamadas de hifas Cenocíticas As hifas crescem por alongamento das extremidades, ou seja, cada parte de uma hifa é capaz de crescer e quando um fragmento é quebrado ela pode se alongar para formar uma nova hifa. Hifas vegetativas parte da hifa que obtém os nutrientes Hifa reprodutiva envolvido na reprodução se projeta acima da superfície sobre a qual o fungo está crescendo, também pode ser chamada de hifas aéreas e sustentam os esporos reprodutivos. LEVEDURAS Fungos unicelulares, não filamentosos, esféricos ou ovais. Brotamento se dividem formando células desiguais. A célula parental forma uma pretuberancia em forma de broto na extremidade externa, e a medida que o broto se alonga, o núcleo da célula parental vai se dividindo e um dos núcleos migra para o broto. O material então da parede celular é sintetizado entre o broto e a célula parental, ocorrendo assim à separação do broto. Pseudo-hifas possuem brotos que não se separam uns dos outros Leveduras de fissão se dividem produzindo duas novas células iguais. Durante a fissão binária, as células se alongam, os núcleos se dividem e dão origem a duas células filhas. O aumento desse número de células de leveduras em meio de cultura sólido vai desenvolver unidades formadoras de colônias (UFC) similares a colônias bacterianas. São Anaeróbicos facultativos podem utilizar oxigênio ou algum outro composto orgânico como aceptor final de elétrons FUNGOS DIMÓRFICOS Duas formas de crescimento podem crescer tanto na forma de fungos filamentosos quanto na forma de leveduras. (Ex.: Mucor indicus) Ciclos de Vida Esporos fúngicos X Esporos bacterianos Esporos fúngicos Esporos reprodutivos sexuais e assexuais. Esporo se separa da célula parental e germina, originando novos fungos. Formados a partir de hifas aéreas. Podem ser Esporos assexuais ou Esporos assexuais ASSEXUAIS Não ha fusão de núcleo de células. Produzidos por mitose e subsequente divisão celular Esporos unicelular ou multicelular não armazenado em uma bolsa Produzidos em cadeias na extremidade do conidióforo Conidiósporo ou conídio e Esporangiósporo Tipos de conídios: Artroconídios são formados pela fragmentação de uma hifa septada em células únicas Blastoconídio broto originado de uma célula parental Clamidoconídios esporo com paredes espessas, formado pelo arredondamento e alargamento no interior de um segmento de hifa (Ex.: Cândida albicans) Esporangiósporos formado no interior de um esporângio (ou bolsa) na extremidade de uma hifa aérea denominada esporangiósforo SEXUAIS Resulta da reprodução sexuada. Plasmogamia um núcleo haploide de uma célula doadora (+) penetra no citoplasma da célula receptora (-) Cariogamia, os núcleos (+) e (-) se fundem para formar um núcleo zigoto diploide Meiose o núcleo diploide origina um núcleo haploide, esporos sexuais, dos quais alguns podem ser recombinantes genéticos Esporos bacterianos Endosporo (não para reprodução e sim para sobrevivência). Número total de células não aumenta. Permitem que a célula sobreviva em condições ambientais adversas. CITOLOGIA FÚNGICA NÃO possuem lisossomos degradam os alimentos na parte de fora da célula Parede Celular Função: estrutura rígida que protege a célula de choque osmótico, e auxilia no suporte e forma Composição: quitina, mananas ou glucanas embebidas em uma matriz de polissacarídeos, proteínas, lipídios, sais inorgânicos (cálcio e magnésio) e pigmentos (melanina). Também possuem glicoproteínas e glicanas. A presença da quitina configura rigidez a parede celular e a sua presença é o que diz se o organismo é um fungo ou não (se não tem quitina, não é fungo) Membrana Citoplasmática Função: regula a passagem de substâncias para dentro e fora da célula por permeabilidade seletiva, barreira semipermeável Composição: contém ergosterol* ao invés de colesterol (humanos). Os esteróis dão estrutura, modulam a fluidez da membrana e possibilitam o controle de alguns eventos fisiológicos Estrutura: bicamada lipídica, proteínas e glicoproteínas e glicolipídeos (aderência) ERGOSTEROL alvo dos antifúngicos (Ex.: anfotericina B) Estrutura celular – Cápsula Fungos produzem uma cápsula polissacarídica (Cryptococcus neoformans) Cápsula: anti-fagocitária (evita o reconhecimento por células do sistema imune) Filos de fungos e seu ciclo de vida Zigomicetos (Zoopagomycota e Mucoromycota) São fungos filamentosos aproféticos que apresentam hifas cenocíticas Ex: Rhizopus stolonifer – o mofo preto do pão Assexuada ou sexuada Ascomicetos (Ascomycota) Basidiomicetos (Basidiomycota) ___________________MICOSES____________________ São doenças causadas por fungos Crônica (longa duração) possuem um crescimento lento Drogas antifúngicas afetam células eucariotas Micoses Sistêmica São infecções fúngicas profundas no interior do corpo. Não são restritas a nenhuma região particular, podendo afetar vários tecidos e órgãos. A inalação dos esporos é a principal rota de transmissão. Micoses Subcutâneas São infecções fúngicas localizadas abaixo da pele causada por fungos aprofíticos. A infecção ocorre por implantação direta dos esporos ou de fragmentos de micélios em uma perfuração da pele. Micoses Cutâneas Infectam a epiderme, cabelose unhas, e são chamados de dermatomicoses ou micoses cutâneas. Os dermatófitos secretam creatinase, uma enzima que degrada creatina, uma proteína encontrada no cabelo, pele e unhas. Patógenos oportunistas Geralmente são inofensivos em seu habitat natural, mas podem se tornar patogênico num hospedeiro que se encontra debilitado, indivíduos sobre o tratamento de antibióticos ou imunossuprimidos. Ex.: Pneumocystis jirovecii comum em pacientes com AIDS e causam a pneumonia. Mucoromicose Rhyzopus e Mucor (geralmente ocorrem em pacientes com diabetes melito, leucemia ou sob tratamento com drogas imunossupressores) Aspergilose Aspergillus (ocorrem em indivíduos que estejam debilitados devido a doença nos pulmões ou ao câncer e que tenham inalado esporos de Aspergillus) Mucormicose Associada à COVID-19 (MAC) Ordem Mucorales Rhizopus spp., Rhizomucor spp., ou Mucor spp., Lichtheimia spp. Cunninghamella spp. Doenças fúngicas da pele Estrutura e função da pele 1,9m2 e varia em espessura de 0,05 a 3,0mm Epiderme – fina e externa Derme – porção mais interna Transpiração e sebo – nutritivo para alguns microrganismos Microbiota da pele Lar de milhões de fungos Proteção Educação de nosso sistema imunológico Degradação de produtos naturais Doenças de pele ou sistêmica (quando o equilíbrio é perturbado) Micoses Cutâneas Dermatomicoses ou Tíneas Dermatófitos – queratina Tratamento: miconazol e o clotrimazol Agentes etiológicos: Trichophyton: pêlos, pele ou unhas; Microsporum: pêlos ou pele; Epidermophyton: pele e as unhas Piedra branca e negra (cabelos, pêlos de diversas regiões como barba, axila e genitais) Piedra branca: Trichosporon beigelii (temperado e tropical úmido) Piedra negra: Piedraia hortae (Climas quentes e úmidos) Tratamento: clotrimazol Micoses Subcutâneas Esporotricose Fungos que habitam o solo Agente etiológico: Sporothrix schenckii – esporotricose Tratamento: iodeto de potássio para a via oral e iodeto de sódio para a via endovenosa Cromomicose Regiões tropicais e subtropicais Agente etiológico: Fonsecaea pedrosoi Tratamento: cetoconazol e atraconazol Micoses subcutâneas e sistema reprodutivo Candidíase Microbiota Agente etiológico: Cândida albicans, Cândida tropicalis, Cândida krusei Tratamento: fluconazol e equinocandinas Doenças fúngicas do sistema nervoso central Meningite por Cryptococcus neoformans (criptococose) Agente etiológico: Cryptococcus neoformans, Cryptococcus grubii Tratamento: anfotericina B e flucitosina (em combinação) Doenças fúngicas do trato respiratório Histoplasmose Agente etiológico: Histoplasma capsulatum Tratamento: anfotericina B e itraconazol Aves e morcegos Coccidioidomicose Agente etiológico: Coccidioides immitis Tratamento: anfotericina B, cetoconazol e itraconazol Pneumonia por Pneumocystis Agente etiológico: Pneumocystis jirovecii Tratamento: trimetroprim-sulfametoxazol Outros fungos oportunistas do trato respiratório Agente etiológico: Aspergillus fumigatus (aspergilose), Rhizopus spp., Mucor spp. Tratamento: anfotericina B Doenças fúngicas do sistema digestório Micotoxinas Doenças sanguíneas, distúrbios do sistema nervoso, lesão renal, lesão hepática e câncer Claviceps purpúrea (intoxicação por ergot ou ergotismo) Esse fungo se encontra em sementes Aspergillus flavus (aflatoxina) DROGAS ANTIFÚNGICAS Fungos X Antifúngicos Resistência aos antifúngicos Pressão seletiva Falta de antifúngicos no mercado farmacêutico Uso indiscriminado Fungistático inibem o crescimento mas não matam a célula fúngica Fungicida matam a célula fúngica Principais sítios de atuação dos antifúngicos Drogas antifúngicas: membrana plasmática Poliênicos Anfotericina B e nistatina – Se ligam no ergosterol e formam um complexo abrindo poros que fazem com que o material IC seja extravasado pela alteração da permeabilidade da membrana, levando a morte da célula fúngica, apresentando efeito fungicida. Azois divididas em duas classes: os imidazois e os triazois – atuam nos fungos inibindo a enzima 14alfa-esterol-desmetilase, enzima responsável pela etapa de desmetilação, impedindo a formação do ergosterol e acumulando precursores metiladosgerando metabólitos tóxicos para o fungo impedindo assim o crescimento, celular, apresentando um efeito fungistático. Imidazois miconazol e o clotrinazol, de uso tópico Triazois (1ªgeração) Itraconazol. (1ªgeração) Fluconazol. (2ªgeração) Voriconazol. (2ªgeração) Posaconazol Alilamina Naftifina e terbinafina – bloqueia os primeiros passos da biossíntese do ergosterol através da inibição da enzima fúngica esqualeno epoxidade, havendo um acúmulo de quantidades tóxicas esqualeno e ausência de ergosterol. Sem o ergosterol, a permeabilidade da membrana aumenta, ocorrendo o extravasamento dos componentes IC e morte das células fúngicas. Esses fármacos possuem alta lipofilicidade. Amorolfina atua impedindo a formação do ergosterol através da inibição da enzima delta-14-redutase. Ela modifica a biossíntese do ergosterol, reduzindo o teor de ergosterol, havendo então um acúmulo de esteróis, alterando as propriedades e funções da membrana. Ergosterol X Colesterol Drogas antifúngicas: parede celular Equinocandina atuam inibindo a enzima 1,3-beta-d-glicana, levando a uma perda da integridade estrutural da parede celular, ocorrendo então a lise celular. Essa enzima não está presente nos mamíferos, por isso as equinocandinas possuem menos efeitos adversos e toxicidade nos tratamentos. Nicomicina Drogas antifúngicas: núcleo Flucitosina timidiato sintase – inibe a síntese de DNA Griseofulvina microtúbulos – proteína tubulina. É fungistático. RESISTÊNCIA AOS ANTIFÚNGICOS Fato de complicações no tratamento Pouco antifúngico no mercado Subdose – seleção Pesquisa dificultosa (eucariotos) Alvos celulares limitados Mecanismo de resistência aos azóis 14alfa-esterol-desmetilase Gene ERG11 (conversão lanosterol – ergosterol) Mutação (alteração do alvo) Superexpressão do gene Superexpressão de bomba de efluxo Mecanismo de resistência aos poliênicos Ergosterol-dependentes Não sofre ação da bomba de efluxo Gene ERG11 (conversão lanosterol- ergosterol) Acúmulo de outro esterol com baixa afinidade aos poliênicos Mecanismo de resistência às equinocandinas Substituição de aminoácidos da enzima glucano-sintase Mutação Mecanismo de resistência ás flucitocinas Mutações em genes: citosina permease, citosina desaminase, fosforibosil-transferase FORMAÇÃO DE BIOFILMES Células Sésseis X Células Planctônicas Matriz extracelular – estrutura do biofilme Sequestro de antifúngicos – prende as moléculas antifúngicas por ligação covalente impedindo sua penetração.
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