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320 PARTE II Visão geral do mundo microbiano Fungos OBJETIVOS DO APRENDIZADO 12-1 Listar as características que definem os fungos. 12-2 Diferenciar reprodução assexuada de sexuada e des- crever cada um desses processos em fungos. 12-3 Listar as características que definem os quatro filos fúngicos. 12-4 Identificar dois efeitos benéficos e dois prejudiciais dos fungos. 12.1F I G U R A D E B A S E Explorando os eucariotos patogênicos Os fungos fazem parte do reino Fungi. São quimio-heterotróficos e adquirem alimentos por absorção. Com exceção das leveduras, os fungos são multicelulares. A maioria se reproduz através de esporos sexuados e assexuados. As algas pertencem a diversos reinos e podem se reproduzir sexuada ou assexuadamente. São fotoautotróficas e produzem vários pigmentos fotossintéticos diferentes. Obtêm nutrientes por difusão. Algumas são multicelulares, formam colônias, filamentos e até mesmo tecidos. Algumas produzem toxinas. Os protozoários pertencem a diversos reinos. A maioria é quimio-heterotrófica, mas alguns são fotoautotróficos. Obtêm nutrientes por absorção ou ingestão. Todos são unicelulares e muitos são móveis. Com frequência, os protozoários parasitos formam cistos resistentes. Os helmintos são animais multicelulares e quimio-heterotróficos. A maioria obtém nutrientes por ingestão com uma boca; alguns conseguem absorver os nutrientes. Os helmintos parasitos comumente têm um ciclo de vida elaborado, incluindo as fases de ovos, larvas e adultos. CONCEITOS-CHAVE • Fungos, protozoários e helmintos causam doenças em seres humanos. A maioria dessas doenças é diagnosticada por meio de exames microscópicos. Assim como as bactérias, os fungos são cultivados em meios laboratoriais. • As infecções causadas por eucariotos são de difícil tratamento, uma vez que os seres humanos possuem células eucarióticas. • As doenças causadas por algas em seres humanos não são infecciosas; elas são intoxicações, uma vez que os sintomas resultam da ingestão de toxinas das algas. • Os artrópodes que transmitem doenças infecciosas são chamados de vetores. Estas doenças, como a encefalite do Oeste do Nilo, são mais bem controladas por meio da limitação à exposição ao artrópode. fungos algas protozoários animais Os artrópodes são animais com patas articuladas. Os artrópodes que podem transmitir doenças são importantes na microbiologia e incluem os carrapatos e alguns insetos; mais frequentemente, os membros da família dos mosquitos são os responsáveis pela transmissão de doenças. Artrópodes Helmintos Das mais de 100 mil espécies conhecidas de fungos, apenas cerca de 200 são patogênicas aos seres humanos e aos ani- mais. Contudo, ao longo dos últimos 10 anos, a incidência de infecções fúngicas importantes tem aumentado. Essas infec- ções estão ocorrendo em unidades de cuidados da saúde e em indivíduos imunocomprometidos. Além disso, milhares de doenças causadas por fungos afetam plantas economicamente importantes, causando prejuízos de mais de um bilhão de dó- lares ao ano. CAPÍTULO 12 Eucariotos: fungos, algas, protozoários e helmintos 321 Os fungos também são benéficos. São importantes na cadeia alimentar, uma vez que decompõem a matéria vegetal morta, reciclando, assim, elementos vitais. As partes duras das plantas, que os animais não conseguem digerir, são decompos- tas principalmente pelos fungos, através do uso de enzimas ex- tracelulares, como as celulases. Quase todas as plantas depen- dem de simbioses com fungos, conhecidas como micorrizas, que auxiliam as raízes das plantas a absorverem minerais e água do solo (ver Capítulo 27). Os fungos também são valiosos para os animais. Algumas formigas cultivam fungos para quebrar a celulose e a lignina presentes nas plantas, provendo glicose, que as formigas podem, então, digerir. Os seres humanos utilizam os fungos para o consumo (cogumelos) e na produção de ali- mentos (pão e ácido cítrico) e fármacos (álcool e penicilina). O estudo dos fungos é chamado de micologia. Um pa- tógeno deve ser identificado com precisão, a fim de se inse- rir um tratamento adequado para uma doença e prevenir a sua disseminação. Primeiro, examinaremos as estruturas que servem de base para a identificação fúngica em um labora- tório clínico. Em seguida, exploraremos seus ciclos de vida e suas necessidades nutricionais. Todos os fungos são quimio- -heterotróficos, necessitando de componentes orgânicos como fontes de energia e carbono. Os fungos são aeróbios ou anae- róbios facultativos; somente alguns fungos anaeróbios são co- nhecidos. A Tabela 12.1 lista as diferenças básicas entre fungos e bactérias. Características dos fungos A identificação de leveduras e bactérias envolve testes bioquími- cos. Entretanto, fungos multicelulares são identificados conside- rando-se sua aparência física, incluindo características da colô- nia e dos esporos reprodutivos. Estruturas vegetativas As colônias dos fungos são descritas como estruturas vegetativas porque são compostas de células envolvidas no catabolismo e no crescimento. Bolores (fungos filamentosos) e fungos carnosos O talo (corpo) de um fungo filamentoso ou carnoso consiste em lon- gos filamentos de células conectadas; esses filamentos são cha- mados de hifas. As hifas podem crescer até proporções imen- sas. Utilizando a técnica de fingerprinting de DNA, os cientistas mapearam as hifas de um único fungo em Oregon (um cogu- melo), que se estendem por mais de 6,4 quilômetros quadrados. Na maioria dos bolores, as hifas contêm paredes cruza- das, chamadas de septos, que dividem as hifas em unidades semelhantes a células uninucleadas (um núcleo) distintas. Essas hifas são chamadas de hifas septadas (Figura 12.2a). Em algumas poucas classes de fungos, as hifas não contêm sep- tos e apresentam como células longas e contínuas com muitos núcleos. São denominadas hifas cenocíticas (Figura 12.2b). Mesmo nos fungos com hifas septadas, geralmente existem aberturas nos septos que tornam contínuo o citoplasma das Caso clínico: o melhor amigo do homem Ethan, programador de computador de 26 anos, está tentando persuadir o seu cão, Waldo, a entrar em sua camionete. Waldo está muito doente, e Ethan o levará a uma clínica veterinária em Bellingham, Washington, para um exame completo. Além de apresentar corrimento nasal, respiração ruidosa, tosse e espirros, Waldo também está perdendo peso e apresenta di- ficuldades para caminhar. Ethan precisou procurar em toda a propriedade até encontrar Waldo e, após localizá-lo no celeiro, levou-o até o pátio defronte à casa e carregou o labrador de quase 28 quilos na carroceria da camionete, precisando inclusi- ve parar para recuperar o fôlego depois. Na verdade, Ethan não parece estar muito melhor do que Waldo nestes últimos dias! Ethan também vem sofrendo com o que acredita ser algum tipo de virose. O veterinário examina Waldo e prescreve fluconazol, um antibiótico. Ethan, muito cansado a esta altura, leva Waldo para casa. Os dois se deitam para descansar. Qual tipo de infecção Waldo pode estar apresentando? Leia mais para descobrir. 321 328 330 331 Tabela 12.1 Comparação de características selecionadas de fungos e bactérias Fungos Bactérias Tipo de célula Eucariótica Procariótica Membrana celular Esteróis presentes Esteróis ausentes, exceto em Mycoplasma Parede celular Glicanos; mananas; quitina (sem peptideoglicano) Peptideoglicano Esporos Esporos reprodutivos sexuados e assexuados Endósporos (não para reprodução); alguns esporos assexuados reprodutivos Metabolismo Limitado a heterotrófico; aeróbio, anaeróbio facultativo Heterotrófico, autotrófico; aeróbio, anaeróbio facultati- vo, anaeróbio 322 PARTE II Visão geral do mundo microbiano “células” adjacentes; esses fungos também são, na verdade, or- ganismos cenocíticos. As hifas crescem por alongamento das extremidades (Figura 12.2c). Cada parte de uma hifa é capaz de crescer e, quando um fragmento é quebrado, ele podealongar-se para for- mar uma nova hifa. Em laboratório, os fungos geralmente cres- cem a partir de fragmentos obtidos de um talo do fungo. A porção de uma hifa que obtém nutrientes é chama- da de hifa vegetativa; a porção envolvida com a reprodução é a hifa reprodutiva ou aérea, assim chamada porque se projeta acima da superfície do meio sobre a qual o fungo está crescen- do. Muitas vezes, as hifas aéreas sustentam os esporos repro- dutivos (Figura 12.3a), discutidos posteriormente. Quando as condições ambientais, se tornam favoráveis, as hifas crescem e formam uma massa filamentosa, chamada de micélio, visível a olho nu (Figura 12.3b). Leveduras As leveduras são fungos unicelulares, não filamen- tosos, geralmente esféricos ou ovais. Da mesma forma que os fungos filamentosos, as leveduras são amplamente distribuídas na natureza: com frequência, são encontradas na forma de um pó branco cobrindo frutas e folhas. As leveduras de brotamen- to, como Saccharomyces, dividem-se de forma desigual. No brotamento (Figura 12.4), a célula parental forma uma protuberância (broto) em sua superfície externa. À medida que o broto se alonga, o núcleo da célula parental divide-se, e um dos núcleos migra para o broto. O material da parede celular é, então, sintetizado entre o broto e a célula parental e, por fim, o broto acaba se separando. Uma célula de levedura pode produzir mais de 24 células- -filhas por brotamento. Algumas leveduras produzem brotos que não se separam uns dos outros; esses brotos formam uma pequena cadeia de células, denominada pseudo-hifa. Candida albicans adere-se às células epiteliais humanas na forma de leve- dura, mas requer pseudo-hifas para invadir os tecidos profundos (ver Figura 21.17a, página 597). As leveduras de fissão, como Schizosaccharomyces, divi- dem-se produzindo duas novas células iguais. Durante a fissão, a célula parental alonga-se, seu núcleo divide-se, e duas células- -filhas são produzidas. O aumento do número de células de le- veduras em meio sólido produz uma colônia similar às colônias de bactérias. As leveduras são capazes de realizar crescimento anaeró- bio facultativo, o que permite que esses fungos sobrevivam em vários ambientes. Se houver acesso ao oxigênio, as leveduras res- piram aerobiamente para metabolizar carboidratos, formando Figura 12.2 Características das hifas dos fungos. (a) As hifas septadas têm paredes cruzadas, ou septos, dividindo a hifa em unidades semelhantes a cé- lulas. (b) As hifas cenocíticas não têm septos. (c) As hifas crescem pelo alon- gamento de suas extremidades. O que é uma hifa? E um micélio? (a) Hifa septada (b) Hifa cenocítica (c) Crescimento de uma hifa a partir de um esporo Parede celular Núcleo Poro Esporo Septo (a) Aspergillus niger 20 �m Hifa vegetativaHifa aérea (b) A. niger em ágar Hifa aérea LM Figura 12.3 Hifas aéreas e vegetativas. (a) Fotomicrografia de hifas aéreas, mostrando esporos reprodutivos. (b) Uma colônia de Aspergillus niger crescendo em uma placa de ágar glicose, mostrando as hifas vegetativas e aéreas. De que maneira as colônias de fungos diferem das colônias de bactérias? CAPÍTULO 12 Eucariotos: fungos, algas, protozoários e helmintos 323 dióxido de carbono e água; na ausência de oxigênio, elas fermen- tam os carboidratos e produzem etanol e dióxido de carbono. Essa fermentação é usada na fabricação de cerveja e vinho e nos processos de panificação. Espécies de Saccharomyces produzem etanol nas bebidas fermentadas e dióxido de carbono para cres- cer a massa do pão. Fungos dimórficos Alguns fungos, particularmente as espé- cies patogênicas, exibem dimorfismo – duas formas de cresci- mento. Esses fungos podem crescer tanto na forma de fungos filamentosos quanto na forma de levedura. A forma de fungo fi- lamentoso produz hifas aéreas e vegetativas; a forma de levedura se reproduz por brotamento. O dimorfismo em fungos patogê- nicos é dependente da temperatura: a 37°C, o fungo apresenta forma de levedura, e a 25°C, forma de bolor. (Ver Figura 24.15, p. 698.) Contudo, o aparecimento de dimorfismo no fungo mos- trado na Figura 12.5 (neste exemplo, não patogênico) muda de acordo com a concentração de CO2. Ciclo de vida Fungos filamentosos podem reproduzir-se assexuadamente pela fragmentação de suas hifas. Além disso, tanto a reprodução se- xuada quanto a assexuada em fungos ocorrem pela formação de esporos. Na verdade, os fungos normalmente são identificados pelo tipo de esporo. Os esporos de fungos, entretanto, são completamente di- ferentes dos endósporos de bactérias. Os endósporos bacterianos permitem que as células sobrevivam a condições ambientais ad- versas (ver Capítulo 4). Uma única célula bacteriana vegetativa forma um endósporo que, enfim, germina para produzir uma única célula bacteriana. Esse processo não é considerado repro- dução, pois não aumenta o número total de células bacterianas. Entretanto, após um fungo filamentoso formar um esporo, o mesmo se separa da célula parental e germina, originando um novo fungo filamentoso (ver Figura 12.2c). Ao contrário dos endósporos de bactérias, esse é um verdadeiro esporo reproduti- vo, pois um segundo organismo cresce a partir do esporo. Embo- ra os esporos de fungos possam sobreviver por períodos extensos em ambientes secos ou quentes, a maioria não exibe a mesma tolerância extrema e longevidade apresentadas pelos endósporos bacterianos. Os esporos são formados a partir das hifas aéreas de diferentes maneiras, dependendo da espécie. Os esporos de fungos podem ser assexuados ou sexuados. Os esporos asse- xuados são formados pelas hifas de um organismo. Quando esses esporos germinam, tornam-se organismos geneticamen- te idênticos ao parental. Os esporos sexuados resultam da fu- são de núcleos de duas linhagens opostas de cruzamento de uma mesma espécie de fungo, sendo produzidos com menor frequência do que os esporos assexuados. Os organismos que crescem a partir de esporos sexuados apresentarão caracterís- ticas genéticas de ambas as linhagens parentais. Como os espo- ros são de considerável importância na identificação dos fun- gos, examinaremos a seguir alguns dos vários tipos de esporos sexuados e assexuados. Esporos assexuados Os esporos assexuados são produzidos pelos fungos por mitose e posterior divisão celular; não há fu- são de núcleos de células. Dois tipos de esporos assexuados são produzidos pelos fungos. Um tipo é o conidiósporo, ou coní- dio, um esporo unicelular ou multicelular que não é envolvi- do por uma bolsa (Figura 12.6a). Os conídios são produzidos em cadeias na extremidade do conidióforo. Esses esporos são produzidos por Penicillium e Aspergillus. Os conídios formados pela fragmentação de uma hifa septada em células únicas, leve- mente espessas, são chamados de artroconídios (Figura 12.6b). Uma espécie que produz esses esporos é o Coccidioides immitis (ver Figura 24.17, p. 699). Outro tipo de conídio, o blastoconí- dio, é formado a partir de um broto originado de uma célula pa- Célula parental Cicatriz do broto Broto SEM 4 �m Figura 12.4 Levedura de brotamento. Micrografia de Saccharomyces cerevisiae em diversos estágios do brotamento. Qual é a diferença entre um broto e um esporo? Crescimento filamentosoCrescimento leveduriforme 30 �mLM Figura 12.5 Dimorfismo em fungos. O dimorfismo no fungo Mucor indicus depende da concentração de CO2. Na superfície do ágar, Mucor exibe um crescimento leveduriforme, mas na região do ágar onde o CO2 do metabolismo se acumulou, o crescimento é filamentoso. O que é dimorfismo nos fungos? 324 PARTE II Visão geral do mundo microbiano rental (Figura 12.6c). Esses esporos são encontrados em algumas leveduras, como Candida albicans e Cryptococcus. Um clami- doconídio é um esporo de paredes espessas, formado pelo seu arredondamento e alargamento no interior de um segmento de hifa (Figura 12.6d). Um fungo que produz clamidoconídios é a levedura Candida albicans. O outro tipo de esporo assexuadoé o esporangiósporo, formado no interior de um esporângio, ou bolsa, na extremida- de de uma hifa aérea, chamada de esporangióforo. O esporângio pode conter centenas de esporangiósporos (Figura 12.6e). Esses esporos são produzidos por Rhizopus. Esporos sexuados Um esporo sexuado fúngico resulta da re- produção sexuada, que consiste em três etapas: 1. Plasmogamia. Um núcleo haploide de uma célula doa- dora (�) penetra no citoplasma de uma célula receptora (�). 2. Cariogamia. Os núcleos (�) e (�) fundem-se formando um núcleo zigótico diploide. 3. Meiose. O núcleo diploide origina um núcleo haploide, esporos sexuados, dos quais alguns podem ser recombi- nantes genéticos. Os esporos sexuados produzidos pelos fungos carac- terizam os filos. A identificação clínica é baseada no exame microscópico dos esporos assexuados, uma vez que a maioria dos fungos exibe apenas esporos assexuados em condições de laboratório. Adaptações nutricionais Os fungos geralmente são adaptados a ambientes que poderiam ser hostis a bactérias. Os fungos são quimio-heterotróficos e, as- sim como as bactérias, absorvem nutrientes, em vez de ingeri- -los, como fazem os animais. Todavia, os fungos diferem das (b) A fragmentação da hifa resulta na formação de artroconídios em Ceratocystis ulmi. SEM 12 �m SEM 5 �m SEM 5 �m SEM 2,5 �m SEM 13 �m Conídio Pseudo-hifa Artroconídio Esporangiósporos BlastoconídioConidióforo Clamidoconídio Esporangióforo (a) Os conídios estão organizados em cadeias na extremidade de um conidióforo de Aspergillus niger. (c) Os blastoconídios são formados a partir de brotos de uma célula parental de Candida albicans. (d) Os clamidoconídios são células de paredes espessas no interior das hifas de Candida albicans. (e) Os esporangiósporos são formados no interior do esporângio de Rhizopus stolonifer. Figura 12.6 Esporos assexuados característicos. O que são as estruturas representadas por um pó verde sobre um alimento mofado? CAPÍTULO 12 Eucariotos: fungos, algas, protozoários e helmintos 325 bactérias em determinadas necessidades ambientais e nas carac- terísticas nutricionais apresentadas a seguir: • Os fungos normalmente crescem melhor em ambientes em que o pH é próximo a 5, que é muito ácido para o crescimento da maioria das bactérias comuns. • Quase todos os fungos filamentosos são aeróbios. A maioria das leveduras é anaeróbia facultativa. • A maioria dos fungos é mais resistente à pressão osmótica do que as bactérias; muitos, por conseguinte, podem cres- cer em concentrações relativamente altas de sal ou açúcar. • Os fungos podem crescer em substâncias com baixo grau de umidade, geralmente tão baixo que impede o crescimento de bactérias. • Os fungos requerem menos nitrogênio para um cresci- mento equivalente ao das bactérias. • Os fungos são frequentemente capazes de metabolizar carboidratos complexos, como a lignina (componente da madeira), que a maioria das bactérias não pode utili- zar como nutrientes. Essas características permitem que os fungos se desenvolvam em substratos improváveis, como paredes de banheiro, couro de sa- patos e jornais velhos. TESTE SEU CONHECIMENTO ✓ Considere que você isolou um organismo unicelular que pos- sui uma parede celular. Como você verificaria que se trata de um fungo e não de uma bactéria? 12-1 ✓ Compare o mecanismo de formação de um conidiósporo e de um ascósporo. 12-2 Fungos de importância médica Esta seção apresenta uma visão geral dos filos dos fungos de im- portância médica. As doenças efetivas que eles causam serão es- tudadas nos Capítulos 21 a 26. Observe que apenas um número relativamente pequeno de fungos causa doenças. 2 3 4 6 7 8 9 10 11 Os esporos germinam, produzindo hifas. Crescimento do micélio vegetativo. Plasmogamia. + – Formação do zigósporo. Cariogamia e meiose. O zigoto produz um esporângio. Os esporos são liberados do esporângio. Os esporos germinam, produzindo hifas. O esporângio rompe-se para a liberação dos esporos. 1 Uma hifa aérea produz um esporângio. 5 Os gametas formam-se na extremidade de uma hifa. Esporângio Esporangióforo Esporangiósporo Esporangiósporo Zigosporângio contendo um zigósporo Reprodução assexuada Reprodução sexuada 40 �m LMLM 30 �m Figura 12.7 O ciclo de vida de Rhizopus, um zigomiceto. Este fungo, na maioria das vezes, reproduz-se assexuadamente. Duas linhagens de cruzamento opostas (designadas � e �) são necessárias para a reprodução sexuada. O que é uma micose oportunista? 326 PARTE II Visão geral do mundo microbiano Os gêneros listados nos filos a seguir incluem muitos que são encontrados como contaminantes de alimentos e de culturas bacterianas em laboratórios. Embora esses gêneros não represen- tem todos os principais fungos de importância médica, eles são exemplos característicos de seus respectivos grupos. Zigomiceto Os zigomicetos, ou fungos de conjugação, são fungos fi- lamentosos saprofíticos que apresentam hifas cenocíticas. Um exemplo é o Rhizopus stolonifer, o conhecido mofo preto do pão. Os esporos assexuados de Rhizopus são esporangiós- poros (Figura 12.7). Os esporangiósporos pretos dentro do es- porângio conferem ao Rhizopus seu nome comum. Quando o esporângio se abre, os esporangiósporos dispersam-se. Se eles caírem em um meio adequado, germinarão, originando um novo talo de fungo. Os esporos sexuados são zigósporos. Um zigósporo é um esporo grande envolvido por uma parede espessa (Figura 12.7, etapa 7). Esse tipo de esporo se forma quando os núcleos de duas células que são morfologicamente similares se fundem. Microsporídios Os microsporídios são eucariotos incomuns, uma vez que não possuem mitocôndrias. Os microsporídios não têm microtúbu- los (ver Capítulo 4, p. 96) e são parasitos intracelulares obriga- tórios. Em 1857, quando foram descobertos, os microsporídios foram classificados como fungos. No entanto, eles foram re- classificados como protistas, em 1983, devido à sua ausência de mitocôndria. Um sequenciamento genômico recente, contudo, revelou que os microsporídios são fungos. A reprodução sexua- da não foi observada, mas provavelmente ocorre no interior do hospedeiro (Figura 12.8). Os microsporídios foram associados a várias doenças humanas, incluindo diarreia crônica e ceratocon- juntivite (inflamação da conjuntiva próxima à córnea), particu- larmente em pacientes com Aids. Ascomycota Os ascomicetos incluem fungos com hifas septadas e algumas leveduras. Seus esporos assexuados normalmente são conídios produzidos em longas cadeias a partir do conidióforo. O termo conídio significa pó, e esses esporos são facilmente liberados da cadeia formada no conidióforo ao menor contato, flutuando no ar como poeira. Um ascósporo forma-se quando os núcleos de duas cé- lulas que podem ser morfologicamente similares ou diferentes se fundem. Esses esporos são produzidos em uma estrutura em forma de saco, chamada de asco (Figura 12.9, parte inferior, à direita). Célula hospedeira Esporos maduros Vacúolo 1 Os esporos são ingeridos ou inalados. 6 Novos esporos são liberados. 5 O citoplasma fragmenta-se ao redor dos núcleos formando os esporos. 3 O citoplasma e o núcleo penetram na célula hospedeira. 4 O citoplasma cresce, e o núcleo se reproduz. 2 O esporo injeta um tubo polar na célula hospedeira. Reprodução assexuada TEM 1,5 �m Figura 12.8 Ciclo de vida de Encephalitozoon, um microsporídio. A microsporidiose é uma infecção oportunista emergente em pacientes imunocomprometidos e em idosos. E. intestinalis causa diarreia. A reprodução sexuada não foi observada. Por que os microsporídios foram tão difíceis de classificar? CAPÍTULO 12 Eucariotos: fungos, algas, protozoários e helmintos 327 Basidiomycota Os basidiomicetos, ou fungos em clava, também possuem hi- fas septadas. Este filo inclui fungos que produzem cogumelos. Os basidiósporos são formados externamente em um pedestal, chamado de basídio (Figura 12.10).(O nome comum do fungo é derivado da forma de clava do basídio.) Existem normalmen- te quatro basidiósporos por basídio. Alguns dos basidiomicetos produzem conidiósporos assexuados. * * * Os fungos que apresentamos até agora são teleomorfos, isto é, eles produzem esporos sexuados e assexuados. Alguns ascomicetos perderam a capacidade de se reproduzir sexuada- mente. Estes fungos assexuados são chamados de anamorfos. Penicillium é um exemplo de anamorfo que surgiu a partir de uma mutação em um telemorfo. Historicamente, os fungos cujo ciclo sexuado ainda não havia sido observado eram colocados em uma “categoria de espera” denominada Deuteromycota. Atualmente, os micologistas estão utilizando o sequenciamen- to do rRNA para classificar esses organismos. Muitos dos que foram previamente classificados como deuteromicetos são fases anamórficas dos ascomicetos, e alguns são basidiomicetos. A Tabela 12.2 lista alguns fungos que causam doenças em seres humanos. Os nomes telemórfico e anamórfico são dados a alguns fungos de importância médica que são conhecidos por seus estágios anamorfos ou assexuados. Doenças Fúngicas Qualquer infecção fúngica é chamada de micose. As micoses geralmente são infecções crônicas (de longa duração), uma vez que os fungos crescem devagar. As micoses são classificadas em cinco grupos de acordo com o grau de envolvimento tecidual e o modo de entrada no hospedeiro: sistêmica, subcutânea, cutânea, superficial ou oportunista. Os fungos estão relacionados aos ani- mais (como aprendemos no Capítulo 10). Consequentemente, os fármacos que afetam as células fúngicas também podem afetar as células do animal, fato que torna difícil o tratamento das in- fecções fúngicas em seres humanos e em outros animais. Alguns fungos que causam doenças pela produção de toxinas serão dis- cutidos no Capítulo 15. Micoses sistêmicas são infecções fúngicas profundas no interior do corpo. Não se restringem a nenhuma região particu- lar, mas podem afetar vários tecidos e órgãos. As micoses sistê- micas normalmente são causadas por fungos que vivem no solo. 2 3 4 5 6 7 89 1 As hifas produzem conidióforos. O conídio germina, produzindo uma hifa. Os conídios são liberados de um conidióforo. Crescimento do micélio vegetativo. Plasmogamia. +– Cariogamia. O asco abre-se para a liberação dos ascósporos. Meiose seguida de mitose. O ascósporo germina, produzindo uma hifa. Ascósporo Asco SEM Reprodução assexuada Reprodução sexuada Conídios Conidióforo 5 �m Figura 12.9 Ciclo de vida de Talaromyces, um ascomiceto. Ocasionalmente, quando duas células de cruzamento opostas de duas linhagens diferentes (� e �) se fundem, a reprodução sexuada ocorre. Dê o nome de um ascomiceto que pode infectar seres humanos. 328 PARTE II Visão geral do mundo microbiano Os esporos são transmissíveis por inalação; essas infecções, em geral, iniciam-se nos pulmões e, em seguida, disseminam-se a ou- tros tecidos do corpo. Não são contagiosas entre animais e seres humanos ou entre indivíduos. Duas micoses sistêmicas, a histo- plasmose e a coccidioidomicose, serão discutidas no Capítulo 24. Micoses subcutâneas são infecções fúngicas localizadas abaixo da pele causadas por fungos saprofíticos que vivem no solo e na vegetação. A esporotricose é uma infecção subcutânea adquirida por jardineiros e fazendeiros (Capítulo 21, p. 596). A infecção ocorre por implantação direta dos esporos ou de frag- mentos de micélio em uma perfuração na pele. Os fungos que infectam apenas a epiderme, o cabelo e as unhas são chamados de dermatófitos, e suas infecções são deno- minadas dermatomicoses ou micoses cutâneas (ver Figura 21.16, p. 596). Os dermatófitos secretam queratinase, enzima que de- grada a queratina, proteína encontrada no cabelo, na pele e nas unhas. A infecção é transmissível entre seres humanos, ou de um animal para um ser humano, por contato direto ou contato com fios e células epidérmicas infectadas (como tesoura de cabeleirei- ro ou pisos de banheiros). 1 Um fragmento de hifa desprende-se do micélio vegetativo. O fragmento cresce, produzindo um novo micélio. Crescimento do micélio vegetativo. Plasmogamia. +– Desenvolvimento de uma estrutura de frutificação ("cogumelo"). Os basidiósporos germinam, produzindo hifas. Basidiósporos maduros. Basidium Os basidiósporos são liberados. Basidiósporos são formados por meiose. 20 �m 2 3 4 5 6 7 8 9 SEM Reprodução assexuada Reprodução sexuada Figura 12.10 Ciclo de vida genérico de um basidiomiceto. Os cogumelos surgem após a fusão de células originadas de duas linhagens de cruzamento opostas (� e –). Qual a base da classificação dos fungos em filos? Caso clínico Cinco dias depois, o médico de Ethan o encaminha a um hos- pital. Na semana anterior, Ethan apresentou dispineia, febre, calafrios, dor de cabeça, suores noturnos, perda de apetite, náuseas e dor muscular. Sem outros sintomas, é tratado com amoxicilina para uma possível infecção do trato respiratório inferior. Três dias depois, a condição de Ethan deteriora-se; sua frequência respiratória aumenta, mas nenhum outro sintoma sistêmico é aparente. Com base nos sintomas respiratórios de Ethan, seu médico solicita um exame de raio X do tórax. O exame revela a presença de uma massa nos pulmões de Ethan. Ethan e seu cão parecem ter adquirido a mesma infec- ção. Faça uma lista breve dos possíveis patógenos rela- cionados com base nessa nova informação. 321 328 330 331 CAPÍTULO 12 Eucariotos: fungos, algas, protozoários e helmintos 329 Os fungos que causam as micoses superficiais estão lo- calizados ao longo dos fios de cabelo e nas células epidérmicas superficiais. Essas infecções são prevalentes em climas tropicais. Em geral, um patógeno oportunista é inofensivo em seu hábitat normal, porém pode se tornar patogênico em um hos- pedeiro que se encontra debilitado ou traumatizado; indivíduos Tabela 12.2 Características de alguns fungos patogênicos Filo Características de crescimento Tipos de esporos assexuados Patógenos humanos Hábitat Tipo de micose Página Zigomycota Hifa não septada Esporangiós- poros Rhizopus Ubíquo Sistêmica 701 Mucor Ubíquo Sistêmica 701 Microsporidia Ausência de hifa Esporos imóveis Encephalitozoon, Nosema Seres humanos, outros animais Diarreia, cerato- conjuntivite 326 330 Ascomycota Conídios Aspergillus Ubíquo Sistêmica 701 Claviceps purpurea Gramíneas Ingestão de toxina 432 Dimórfico Blastomyces* (ou Ajellomyces†) dermatitidis Desconhecido Sistêmica 701 Histoplasma* (ou Ajellomyces†) capsulatum Solo Sistêmica 698 Hifa septada, grande afinidade por queratina Conídios Microsporum Solo, animais Cutânea 596 Artroconídios Clamidoconídios Trichophyton* (ou Arthroderma†) Solo, animais Cutânea 596 Anamorfos Hifa septada Conídios Epidermophyton Solo, animais Cutânea 596 Dimórfico Sporothrix schenckii, Stachybotrys Solo Subcutânea 596 Artroconídios Coccidioides im- mitis Solo Sistêmica 699 Leveduriforme pseudo-hifa Clamidoconídios Candida albicans Microbiota normal humana Cutânea, sistêmi- ca, mucocutânea 596 Unicelular Nenhum Pneumocystis Ubíquo Sistêmica 700 Basidiomycota Hifa septada; in- clui as ferrugens e as fuligens, e os patógenos de plantas; células leveduriformes encapsuladas Conídios Cryptococcus* (ou Filobasidiella†) Solo, fezes de aves Sistêmica 621 Malassezia Pele humana Cutânea 581 Amanita sp. Solo Ingestão de toxina 432 *Nome do anamorfo. †Nome do telemorfo. 330 PARTE II Visão geral do mundo microbiano sob tratamento com antibióticos de amplo espectro; indivíduos cujo sistema imune esteja suprimido por drogas ou por distúr- bios, ou aqueles que tenham alguma doença pulmonar. Pneumocystis é um patógeno oportunista encontrado em indivíduos com o sistema imune comprometido e é a infecção mais frequente em pacientes com Aids, podendo ser fatal (ver Fi- gura 24.19, p. 700). Foi inicialmente classificado como protozoá-rio, mas estudos recentes de seu RNA revelaram que o organismo se trata, na verdade, de um fungo anamórfico unicelular. Outro exemplo de patógeno oportunista é o fungo Stachybotrys, que normalmente cresce na celulose encontrada em vegetais mortos, mas que recentemente foi encontrado nas paredes de casas dani- ficadas pela umidade. A mucormicose é uma micose oportunista causada por Rhizopus e Mucor; a infecção ocorre principalmente em pa- cientes que apresentam diabetes melito, leucemia ou estão sob tratamento com fármacos imunossupressores. A aspergilose, outra micose oportunista, é causada por Aspergillus (ver Fi- gura 12.3). Essa doença ocorre em indivíduos que apresen- tam doenças pulmonares debilitantes ou câncer e que tenham inalado esporos de Aspergillus. Infecções oportunistas por Cryptococcus e Penicillium podem causar doenças fatais em pacientes com Aids. Esses fungos oportunistas podem ser transmitidos de uma pessoa infectada para uma não infecta- da, mas geralmente não infectam indivíduos imunocompe- tentes. As infecções por levedura, ou candidíases, são mais frequentemente causadas por Candida albicans e podem se manifestar como candidíase vulvovaginal ou como “sapinho”, uma candidíase mucocutânea. A candidíase, com frequência, ocorre em recém-nascidos, pacientes com Aids e indivíduos em tratamento com antibióticos de amplo espectro (ver Figura 21.17, p. 597). Alguns fungos causam doenças por meio da produção de toxinas. Essas toxinas serão discutidas no Capítulo 15. Impactos econômicos dos fungos Os fungos têm sido utilizados na biotecnologia há muitos anos. Aspergillus niger, por exemplo, tem sido utilizado na produção de ácido cítrico para alimentos e bebidas desde 1914. A levedura Saccharomyces cerevisiae é utilizada na produção de pão e vinho. Também foi geneticamente modificada para produzir uma varie- dade de proteínas, incluindo a vacina para a hepatite B. Tricho- derma é usado comercialmente na produção da enzima celulase, que é utilizada na remoção da parede celular das plantas para a produção de sucos de frutas mais puros. Quando o fármaco anti- tumoral taxol, que é produzido por teixos, foi descoberto, houve a preocupação de que as florestas da costa noroeste dos Estados Unidos pudessem ser dizimadas para a obtenção do fármaco. No entanto, o fungo Taxomyces também produz taxol. Os fungos são utilizados para o controle biológico de pra- gas. Em 1990, o fungo Entomophaga proliferou-se de maneira inesperada e eliminou as mariposas que estavam destruindo ár- vores no leste dos Estados Unidos. Os cientistas estão investigan- do o uso de vários fungos para o controle de pragas: • O fungo Coniothyrium minitans alimenta-se de fungos que destroem culturas de soja e feijão. • Uma espuma preenchida com Paecilomyces fumosoroseus está sendo utilizada como alternativa biológica às subs- tâncias químicas, a fim de matar os cupins que permane- cem escondidos no interior dos troncos de árvores e em outros locais de difícil acesso. Em contraste com esses efeitos benéficos, os fungos po- dem ter efeitos indesejáveis para a agricultura, devido às suas adaptações nutricionais. Como observado pela maioria de nós, os fungos que deterioram frutas, grãos e vegetais são relativa- mente comuns, porém os estragos causados por bactérias nes- ses alimentos não são. Existe pouca umidade nas superfícies intactas desses alimentos, e o interior das frutas é muito ácido para o desenvolvimento da maioria das bactérias. As compo- tas e as geleias também tendem a ser ácidas e possuem alta pressão osmótica devido ao açúcar que contêm. Todos esses fatores desfavorecem o crescimento bacteriano, mas permitem o crescimento de fungos. Uma camada de parafina no topo do frasco de uma geleia caseira ajuda a impedir o crescimento de fungos, pois são, em sua maioria, aeróbios, e a camada de parafina evita a entrada de oxigênio. Contudo, as carnes fres- cas e determinados alimentos são substratos tão favoráveis ao crescimento bacteriano, que as bactérias não apenas superam o crescimento dos fungos, mas também suprimem ativamente o crescimento deles, pela produção de substâncias químicas antifúngicas. A castanheira, sobre a qual Longfellow escreveu, já não mais se propaga pelos Estados Unidos, com exceção de algumas pequenas localidades isoladas; uma ferrugem causada por um Caso clínico O médico de Ethan, suspeitando que seu paciente esteja com uma infecção fúngica, solicita uma biópsia da massa pulmonar. A Figura A e a Figura B mostram o exame microscópico e a cultura do tecido da biópsia. 25 �m LM Figura A Exame microscó- pico da massa pulmonar. 30 �m LM Figura B Aparência mi- croscópica da cultura. Com base nas figuras, qual é o patógeno mais provável? 321 328 330 331
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