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Introdução à Micologia Médica Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho - UFRJ Introdução Micologia = o estudo dos fungos. Micologia médica = estudo dos fungos que causam infecções no homem e em animais. Carlos Lineu “Pai da taxonomia moderna” - Em 1735 classificou os seres vivos em 2 reinos: Animal e Vegetal. - Em meados do século XX foram criados mais dois reinos: Protista e Monera. Whittaker - Em 1969, Whittaker et. al., criaram o reino Fungi. Carl Woese - Em 1978, propôs nova classificação baseada na sequência do DNA ribossomal. Classificação mais aceita Patterson & Sogin, 1992. O que são fungos? - São seres Eucarióticos - Heterotróficos (saprofíticos e/ou parasitas, não possuem clorofila) - Nutrição por absorção - Possuem parede celular (quitina e beta-glucanas), e possuem esteróis na membrana plasmática - Reprodução sexuada e/ou assexuada - Armazenamento de glicogênio - Podem ser uni ou pluricelulares - Não móveis Célula Fúngica Cápsula Poucas espécies Ex: C. neoformans Morfologia fúngica Fungo Levedura unicelular Filamentoso pluricelular Leveduras Leveduras são fungos unicelulares de forma ovóide ou esférica com 3-5 m de diâmetro Saccharomyces cerevisiae é o mais estudado (genoma completo) Divisão se dá por “brotamento” Quando as células filhas não se separam, formam-se as “pseudo-hifas” Leveduras A levedura se divide por brotamento até ~20X O número de cicatrizes fornece a “idade” da levedura Fungos filamentosos Fungos filamentosos (ou bolores) são formados por estruturas tubulares chamadas hifas com 2-10 m de diâmetro Um conjunto de hifas formam um micélio ou talo Hifas podem ser ramificadas e ter ou não septos Crescimento apical e ramificação Fungos filamentosos A organização das hifas lembra uma planta, mas não existem tecidos, folhas, raízes, etc. Conídios ou esporos estão envolvidos na reprodução assexuada Fungos filamentosos Hifas podem ser septadas ou não septadas No entanto, o septo não é completo pois tem poros As hifas septadas são encontradas na maioria das espécies Formação do septo Fungos filamentosos Quando uma hifa se rompe mecanicamente, os poros encontrados nos septos das hifas podem ser tampados para preservar a integridade da hifa. Isso pode ocorrer de duas formas. Dimorfismo Alguns fungos crescem somente como leveduras e outros somente como hifas Outros tem “dimorfismo”, dependendo de condições ambientais: Fontes de C e N Taxa de CO2 Temperatura “Termodimórficos” têm importância médica Exemplos de fungos dimórficos Parede celular A parede celular dos fungos tem constituição ímpar e representa importante alvo para antifúngicos. Os principais constituintes são: Polímeros de quitina = [GlcNAc1-4GlcNAc]n Polímeros de beta-glucanas [Glc1-3Glc]n [Glc1-6Glc]n Enzimas diversas (proteases, glicosidases, transglicosidases, lipases, etc.) transportadores e glicoproteínas diversas S. cerevisiae CS Membrane: • Ergosterol-rich • Enzymes • Receptors • Channels Cell Wall: Inner: • Glucans • Chitin Outer: • Glycoproteins Membrana e parede celular fúngica Parede celular MP Quitina 1-3/1-6 glucanas Glicoproteínas Reprodução assexuada A maior parte do tempo os fungos se reproduzem de maneira assexuada, chamada “imperfeita” e o fungo encontra-se no seu estado “anamórfico” Reprodução assexuada Foot Cell & Vesicle Conidiophore Conidium Germinated Conidium Germling Branched Multinucleate Mycelium Reprodução sexuada A reprodução sexuada é chamada de “perfeita” e durante esta fase o fungo encontra-se no seu estado “teleomórfico” Quando fungos tem os estágios de reprodução assexuada e sexuada conhecidos são considerados “perfeitos” e podem pertencer a 3 Classes, conforme as estruturas reprodutoras sexuadas: Basidiomicetos basidiósporos Ascomicetos ascósporos Zigomicetos zigósporos Basidiomicetos Exemplos de Basídio Phallus impudicus Ascomicetos Apothecium Discomycetes ‘cup fungi’ ‘shotgun’ Cleistothecium Plectomycetes Powdery mildews 'Grenade’ ascus ascus Perithecium Pyrenomycetes ‘flask fungi’ ‘rifle’ ascus Cálice Garrafa Esférico Exemplos de Ascocarpos Zigomicetos Classificação dos fungos Classe Repr. Sex. Repr. Assex. Hifa FUNGOS PERFEITOS Basidiomicetos basidiósporos conídios septada Ascomicetos ascósporos conídios septada Zigomicetos zigósporos esporangiósporos não septada FUNGOS IMPERFEITOS Deuteromicetos Desconhecida conídios septada Fungal Classification (Phyla) 3. Basidiomycota 1. Zygomycota 2. Ascomycota 4. Chytridiomycota Porque estudar os fungos? Alexander Fleming 1928 Biólogo Penicillium notatum Lovastatina Aspergillus terreus Cefalosporina Cephalosporium acremonium Griseofulvina Penicillium griseofulvum Ciclosporina Tolypocladium inflatum Fusidin Fusidium coccineum Micorrizas - simbiose entre raízes de plantas superiores e fungos filamentosos. Fungos revestem as raízes e capturam água e minerais do solo e a planta fornece carboidratos. Fermentação por Saccharomyces cerevisiae Culinária Champingnon (Agaricus bisphorus) Trufa (Tuber sp) Penicillium roqueforti Penicillium glaucum Penicillium camemberti O Phanerochaete chrysosporium está sendo usado como bio- alvejante na produção de papel O fungo produz a enzima lignina peroxidase que degrada a lignina (marron) e deixa intacta a celulose Biotecnologia Curiosidades Chernobyl após acidente nuclear em 1986. Micetismo e Micotoxicose Micetismo (intoxicação pela ingestão de macro fungos) - Ciclopeptídeos Toxinas Citolíticas - Orelaninas - Giromitrina - Derivados Isoxazólicos Neurotoxinas - Derivados Indólicos - Muscarina Toxinas Tipo-Disulfiram Micotoxicose (intoxicação pela ingestão de alimento contaminado com fungos ou toxinas) Aflatoxinas, Tricotecenos e Ergotamina Neurotoxinas - Indólicos -Psilocina e Psilocibina -Produzidas por espécies do gênero Psilocybe -Provoca alucinações Psilocybe semilanceata (“Liberty Cap”) Psilocybe mexicana (“Flesh of the Gods” ou “Dangerous Mushroom”) Micotoxicose Aspergillus flavus Aflatoxina Claviceps purpurea Ergotamina e Ác. Lisérgico Amendoim Centeio Crianças apresentavam espasmos e sinais de histeria: “bruxaria?” Importância Médica Das 200.000 espécies descritas, apenas 60-100 causam infecções em humanos. É importante lembrar que existem muitos fungos que causam infecções em animais e plantas. A importância crescente sobre a micologia deve-se ao aumento real no número de casos de infecções fúngicas. - Melhoria nas técnicas de isolamento e de identificação dos fungos. - Melhoria nas práticas médicas aumentando a sobrevida de idosos, transplantados e imunossuprimidos (AIDS e câncer). Mucormicose Dermatofitose Candidiase EsporotricoseAspergilose Criptococose
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