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Fungos e micotoxinas Professora: Katherine Kelda Gomes de Castro Fungos • Reino Fungi • Micologia - estudo dos fungos • Organismos eucariotos e heterotróficos. Fungos filamentosos Leveduras Fungos dimórficos Saprófitas ParasitasSimbiontes Possíveis interações fúngicas: • Saprófitas: Organismos que se alimentam de matéria orgânica (normalmente decomposição) • Parasitas: Relação ecológica entre dois organismos, no qual um é beneficiado e outro sofre danos. • Simbiontes: relação ecológica entre dois organismos, no qual ambos são beneficiados Fungos filamentosos Conhecidos como bolores Estruturas: • Hifas – micélio • Esporos Micélio Vegetativo Obtém nutriente Reprodutiva (aéreo) Reprodução Reprodução - fungos filamentosos Reprodução Assexuada Esporos assexuais Sexuada Esporos sexuais Os esporos são produzidos pelas hifas aéreas, formando: • Esporos assexuais • Esporos sexuais Esporos assexuais • São formados por mitose das hifas • Quando esses esporos germinam, tornam- se organismos geneticamente idênticos ao parental. • São mais produzidos do que os sexuais • Tipos: Conidiósporo ou conídio: • Unicelular ou multicelular • Não estão armazenados em bolsas Esporangiósporo: • Formado no interior de uma bolsa Esporos sexuais • Resultam da fusão de núcleos de duas linhagens opostas de cruzamento de uma mesma espécie do fungo. • Etapas da reprodução: • Plasmogamia: Núcleo haploide de uma célula doadora (+) penetra no citoplasma da célula receptora (-) • Cariogamia: Núcleo (+) e (-) se fundem, formando um zigoto diplóide (2n) • Meiose: Formação dos esporos Leveduras • São fungos unicelulares, não filamentosos • Morfologia: esféricos ou ovais • Anaeróbios facultativos Reprodução Brotamento Fungos dimórficos Tais fungos podem crescer tanto na forma de fungos filamentosos quanto na forma de levedura. • A forma de fungo filamentoso produz hifas áreas e vegetativas (25∘C) • A forma de levedura se reproduz por brotamento (37∘C) Características nutricionais pH +/- 5 Fungos filamentosos (aeróbios) Leveduras (anaeróbios facultativos) Crescem em alta concentração de sal e açúcar Crescem em baixa umidade Não precisam de muito nitrogênio Metabolizam carboidratos complexos (lignina) Estudo dos fungos M ac ro sc ó p ic o M ic ro sc ó p ic o Identificação pelos esporos e estruturas reprodutivas Principais gêneros Aspergillus PenicilliumFusarium ClavicepsSaccharomyces Aspergillus spp • Mais de 260 espécies • Caracterísiticas: Fungos lamentosos com hifas hialinas (transparentes) e septadas • Distribuição: presentes no ar exterior e interior das casas, incluindo nos hospitais,no pó, no solo, em materiais em decomposição. • A infecção por esse fungo oportunista é primariamente respiratória: Os esporos inalados entram e germinam, originando hifas nos pulmões e que tendem a invadir também outros tecidos ou órgãos. • Aspergillus fumigatus – 90% dos casos Penicillium spp • Possuem hifas septadas • Não apresenta reprodução sexuada • Se desenvolvem em diversos substratos, como grãos, frutas, couros entre outros. • São saprófitos oportunistas • Importantes na indústria alimentícia e farmacêutica Claviceps spp • Atinge sementes de gramíneas, centeio e outros cereais como trigo, cevada. • Causa o ergotismo - ingestão do alcaloide ergotamina (micotoxinas) • Sintomas: intensa e generalizada vasoconstrição, isquemia, depressão, confusão mental, cianose periférica – gangrena, convulsões, paralisia temporária Parkinson Insuf vascular Trombose e embolia Estimulação uterina Enxaqueca Cocaína LSD Fusarium spp • Vivem no ambiente • Causa a ceratite fúngica é uma infecção da córnea (a cúpula transparente que cobre a parte colorida do olho) • Produzem micotoxinas Saccharomyces spp • Grupo de leveduras • Saccharomyces cerevisiae (utilizado na panificação, produção de etanol e vinhos, além do uso na indústria farmacêutica) • Saccharomyces boulardii, tem utilização terapêutica no tratamento de afecções do trato gastrointestinal. • Nos humanos, o gênero Saccharomyces pode estar presente como colonizante na mucosa gastrointestinal, respiratória e urinária em pacientes com doenças de base • É reconhecido como colonizador transitório da mucosa gastrointestinal (especialmente após alimentos contaminados, do trato genital feminino e trato respiratório) http://www.scielo.br/pdf/rbti/v23n1/a17v23n1.pdf Micotoxinas • São metabólitos secundários resultantes do metabolismo normal de alguns fungos filamentosos que proliferam substratos. • São reconhecidos como potencial ameaça para a saúde humana e animal, além de provocarem perdas econômicas devido à deterioração dos alimentos. • Estruturas químicas de baixo peso molecular • Não é possível usar um método padrão para detectar todas as micotoxinas pH Temperatura Umidade Injúria mecânica Substrato Fatores biológicos Susceptibilidade Podem contaminar grãos e sementes durante o amadurecimento da planta, na colheita, no armazenamento, no processamento e, até mesmo, no transporte. • Muitas micotoxinas provocam manifestações toxicológicas agudas e crônicas no homem e nos animais • Um alimento pode estar contaminado com mais de uma toxina ao mesmo tempo, • Podendo levar a um efeito sinérgico, aditivo ou antagônico das micotoxinas Concentração Tempo de exposição Sexo Idade Estado nutricional. Aflatoxina Tricoteceno Ocratoxina Citrinina Zearelona Fumonisina Principais micotoxinas Aflatoxinas • Aspergillus flavus toxina • Produzida por Aspergillus flavus • Afeta: patos, coelhos, cachorros... • O calor não inativa totalmente • Agente químicos – São eficientes 28 - 33∘C Carboidrato Gorduras Proteínas Os animais podem acumular aflatoxinas no seu organismo e, por isso, podem passá-las para a carne e produtos lácteos. Grãos de oleaginosas, milho, caroço de algodão B1 B2 G1 G2 Com base na fluorescência delas sob luz ultravioleta (B=Blue, G=Green) mais toxigênica e abundante M1 e M2 -> Derivadas de B1 E B2 - encontadas no leite • Inibição mitótica • Imunodepressão • Carcinogênese • Defeitos congênitos • O órgão mais afetado é o fígado • Alterações na absorção de lipídios • Interfere na absorção de proteínas, vitaminas e minerais • Aumento da suscetibilidade a doenças infecciosas Aves Capacidade reprodutiva reduzida Decréscimo na produção de ovos Qualidade inferior da casca do ovo Qualidade da carcaça inferior Aumento na susceptibilidade às doenças Suínos Dano hepático Gado Reduzido ganho de peso Reduzida produção de leite Danos ao fígado Danos ao rim • São substâncias cristalinas, muito solúveis em solventes moderadamente (clorofórmio, metanol e dimetil sulfóxido). • São termicamente estáveis em ambientes secos Ocratoxinas (A e B) • Produzidas por Aspergillus altaceus e P. viridicatum Rins Obstrução tubular No fígado Promove o acúmulo de gorduras Alterações mitocondriais Lesões hepáticas A B Pouco conhecida Principal causa de câncer no trato urinário e danos ao rim -> leste europeu Possível carcinógeno em humanos Sintomas: poliúria, polidipsia, anorexia, diarréia, desidratação e perda de peso É termicamente estável, e resiste aos processos de cocção em alguma proporção, variando de acordo com a temperatura utlizada, pH e outros fatores É encontrada principalmente em milhoe cevada, mas contamina também milho, arroz, ervilhas, feijão, ervilha, café, pão e vinhos • Em suínos, o consumo de 1mg/kg de peso vivo de ocratoxina leva à morte o animal em 5 a 6 dias • Concentrações de 1 partes por bilhão (ppb) na dieta durante três dias causam polidipsia, poliúria e redução no ganho de peso Citrinina • Presente em Penicillium citrinum e Aspergillus • É frequentemente encontrada em alimentos contaminados com ocratoxina. • É nefrotóxica como a ocratoxina e causa lesões em muitas espécies de animais, especificamente tumores renais em ratos. • Sintomas: diarréia, aumento no consumo de água, poliúria, aumento no tamanho dos rins e nefrose, diminuição no consumo de alimento e imunodepressão Fumonisinas • Fusarium verticillioides, F. proliferatum FB1 FB2FB3 Suínos Redução na ingestão de ração e no ganho de peso Danos no fígado Edema pulmonar Animais de laboratório Carcinogênese Humanos Câncer de esôfago e defeitos no cordão umbilical. Equinos Leucoencefalomalácea • O crescimento fúngico e a produção de fumonisinas cessam quando os grãos são secos para teores abaixo de 19% de umidade. • Mas as fumonisinas se mantêm intactas Leucoencefalomalácia se manifesta clinicamente por tremores musculares, fraqueza, incoordenação, andar em círculos, incapacidade de deglutir, acentuada depressão e perda da consciência. A icterícia pode ocorrer em alguns casos. A morte se verifica 48 a 72 horas após o início dos sintomas. À necropsia, aparecem áreas de liquefação da substância branca do cérebro Tricoteceno • Maior grupo de micotoxinas conhecidos • Produzido por Fusarium, Stachybotrys, Trichoderma e Trichothecium Deoxinivalenol: • Contaminam o trigo • Humanos -> náusea, febre, dores de cabeça e vômitos • Suínos -> decréscimo do crescimento do animal, aborto e nascimento enfraquecido • Aves -> redução da qualidade do ovo e peso • Gado -> reduzida concepção e consumo da ração T2: • Aleucia tóxica (dor na pele, vômitos, diarreia, degeneração completa da medula óssea) • Os principais sinais são necrose superficial de contato (boca e aparelho digestivo), vômito,, inflamações, diarréias, abortos e sinais neurológicos, que variam de acordo com a espécie animal O mecanismo é basicamente a inibição da síntese protéica interferindo na síntese do DNA • São em geral compostos muito estáveis, tanto durante o armazenamento e moagem quanto durante o processamento e cozimento dos alimentos, não se degradando mesmo em altas temperaturas. • Em experimentos realizados com animais, os tricotecenos são 40 vezes mais tóxicos quando inalados do que quando ingeridos Zearalenona • Ocorre principalmente, no milho contaminado por F. graminearum e F. culmorum. • Esta toxina é um análogo do estrógeno e causa o hiperestrogenismo em suínos femininos. • Tem sido implicada em vários incidentes nas mudanças da puberdade em crianças (carcinogênico?) Suínos -> Inchação e avermelhamento da vulva, desenvolvimento do útero e glândulas mamárias, prolapsos da vagina e reto. Gado -> desenvolvimento atípico nas características sexuais Clonostachys rosea – conversão Os machos apresentam feminilização caracterizada por atrofia de testículos, aumento de tamanho das glândulas mamárias, redução da libido e, em alguns casos, aumento do prepúcio Prevenção • As micotoxinas podem ser produzidas na superfície no interior de diversos tipos de alimentos. Medidas: • Inspecionar grãos integrais (especialmente milho, sorgo, trigo, arroz), que estão regularmente contaminadas com aflatoxinas.; • Descartar qualquer produto mofado, descolorido ou murcho; • Evitar o dano dos grãos antes e durante a secagem e no armazenamento, pois os grãos danificados são mais propensos à invasão de fungos; • Compre grãos e nozes o mais fresco possível; • Certifique-se de que os alimentos sejam armazenados adequadamente - mantidos livres de insetos, secos e não muito quentes; • Não manter os alimentos por longos períodos de tempo antes de serem usados; • Garantir uma dieta diversificada - isso não só ajuda a reduzir a exposição às micotoxinas, mas também melhora a nutrição.
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