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MICOLOGIA FUNGOS DE IMPORTÂNCIA MÉDICA, ALIMENTAR E AMBIENTAL Introdução a Micologia Micologia (ou micetologia) é a ciência que estuda os fungos. Os micologistas (micólogos ou micetologistas) são responsáveis por estudar a morfologia, fisiologia, reprodução, taxonomia, o comportamento e as relações ecológicas dos fungos. Os fungos representam um grupo ubíquo e diversificado de organismos, cujo propósito principal é degradar a matéria orgânica. Relações Ecológicas Saprófitos Simbiontes Comensais Parasitas Predadores Características Gerais dos Fungos Seres eucariontes; Seres uni ou pluricelulares (uni ou multinucleados); Reprodução sexuada e/ou assexuada (alguns são dimórficos); Heterotróficos (trofismo para carbono); Metabolismo energético aeróbio (alguns são facultativamente anaeróbicos); Glicogênio como reserva energética (reserva glicídica); Parede celular composta por quitina, glucanas, manose e outras proteínas; Membrana celular de bicamada lipídica (Ergosterol - componente esteroide); Não realizam fotossíntese (ausência de clorofila – aclorofilados); Captação de nutrientes por absorção (digestão por exoenzimas); Não fagotróficos (parece celular rígida). 300 espécies nocivas ao homem 72 mil espécies conhecidas Mais de 1,5 milhões de espécies no planeta Citologia Introdução a Micologia A forma mais simples de classificação, baseada na morfologia, divide os fungos em: fungos leveduriformes (leveduras) e fungos filamentosos (bolores). Os fungos leveduriformes são definidos morfologicamente como uma célula única, que se reproduz por brotamento ou por fissão, onde a célula progenitora (“célula-mãe”) destaca uma porção de si mesma para produzir uma progênie (“célula-filha”). Os fungos filamentosos são organismos multicelulares, formados por estruturas tubulares chamadas hifas, que podem ser asseptadas (cenocíticas), quando não apresentam septos (paredes transversais) ou septadas, quando divididas por septos. As hifas septadas podem apresentar ou não pigmentação, sendo chamadas de demáceas (com pigmento) ou hialinas (sem pigmento). Alguns fungos podem, ainda, existir tanto sob a forma de levedura como sob a forma de filamento, sendo denominados fungos dimórficos. Leveduras (blastosporos) Hifas Asseptadas (Cenocítica) Hifas Septadas Hialinas Hifas Septadas Demáceas O conjunto de hifas forma um aglomerado de filamentos denominado micélio. O micélio que se desenvolve na superfície e no interior de um determinado substrato é chamado micélio vegetativo, e o que cresce se projetando acima da superfície chama-se micélio aéreo (ou reprodutivo). As hifas aéreas podem produzir estruturas reprodutivas especializadas, conhecidas genericamente como esporos. Reprodução Introdução a Micologia Os fungos se reproduzem através da formação de esporos, que podem ser: Sexuados Envolvendo meiose, precedida por fusão de dois tipos compatíveis de acasalamento; Assexuados Envolvendo apenas o processo mitótico (divisão celular). Reprodução Assexuada As aparências enganam... Syncephalastrum sp. As aparências enganam... Alternaria alternata Reprodução Sexuada Zigomicetos Basidiomicetos Ascomicetos Micologia Clínica: Os fungos como causadores de doenças Fungos de Interesse Clínico Os fungos emergiram nas duas últimas décadas como causas principais de doenças humanas; O aumento das infecções fúngicas pode ser atribuído ao aumento da sobrevida de pacientes imunocomprometidos, aumento das hospitalizações e dos procedimentos invasivos. Indivíduos que estão imunocomprometidos ou hospitalizados são os mais acometidos por infecções fúngicas, pela ação dos chamados fungos oportunistas; Toda via, um grupo importante de fungos se comporta como patógenos primários, capazes de causar doença em indivíduos saudáveis; Na prática clinica, as infecções fúngicas são denominadas micoses, classificadas de acordo com o parasitismo e com o tecido acometido, podendo ser superficiais, cutâneas, subcutâneas ou sistêmicas. Superficiais; Cutâneas; Subcutâneas (de implantação); Sistêmicas (profundas) primárias ou oportunistas. Micoses Superficiais e Cutâneas Dermatofitoses Estão entre as causas mais comuns de infecção fúngica no homem; Sendo uma micose cutânea, a infecção está confinada a epiderme, derme e anexos; São causadas por um grupo de fungos que, geralmente, vive à custa da queratina da pele, pelos e unhas; Agrupam os gêneros Trichophyton, Microsporum e Epidermophyton; “Tinea” ou “tinha” são termos usados como sinônimos de dermatofitose; TINEA CAPITIS TINEA CORPORIS TINEA CRURIS + TINEA MANUM TINEA MANUM TINEA PEDIS TINEA UNGUIUM Infecção da unidade ungueal por dermatófitos; Obs.: O termo onicomicose significa a infecção da unidade ungueal por dermatófitos ou não-dermatófitos. Micoses Superficiais e Cutâneas Micoses Subcutâneas (ou de implantação) Esporotricose Infecção subaguda ou crônica, causada por fungos do gênero Sporothrix; Sporothrix spp. são termodimórficos, apresentando a forma filamentosa (fase saprófita) na natureza ou in vitro a 25 °C, e leveduras (fase parasita) no hospedeiro mamífero ou in vitro a 35-37 °C; Doença cosmopolita, predominante em regiões tropicais e subtropicais; Considerada a micose subcutânea mais frequente na América Latina; Também conhecida como “doença da roseira”, “doença do jardineiro” e “doença da arranhadura do gato”, dado que a infecção geralmente resulta da inoculação do agente na pele ou membrana mucosa, por trauma com material vegetal contaminado ou pela arranhadura de animais; Forma filamentosa (fase saprófita) 25°C Forma leveduriforme (fase parasítica) 37°C Qualquer ferimento com objeto perfuro-cortante contaminado por Sporothrix spp. pode causar Esporotricose! Aí eu arranho o humano, nossa... “A CULPA É DO GATO” Cutânea fixa Linfocutânea Disseminada (indivíduo HIV/AIDS) Esporotricose felina Micoses Subcutâneas (ou de implantação) Histoplasmose A histoplasmose é a micose endêmica mais comum na América do Norte (principalmente Estados Unidos e México), e de importância nas Américas Central e do Sul; Segundo o CDC (Centros de Controle e Prevenção de Doenças), estimam-se cerca de 500.000 infecções ao ano; A infecção ocorre pela inalação de microconídios (propágulos infectantes) de Histoplasma capsulatum em sua forma filamentosa, encontrada no ambiente, particularmente no solo que contém grandes quantidades de excrementos de pássaros ou morcegos; Micoses Sistêmicas (profundas) Número de casos publicados de histoplasmose associada à AIDS Formas clínicas da Histoplasmose Histoplasmose Pulmonar Aguda/Crônica Histoplasmose Disseminada A disseminação hematogênica para fora dos pulmões ocorre durante a infecção aguda, mas raramente são clinicamente reconhecidas; A maldição da Múmia! Em 1922, a tumba do faraó Tutancâmon foi encontrada pelo explorador britânico Howard Carter, na região do Vale dos Reis, Egito. A expedição foi financiada pelo empresário Lorde Carnavon, um aficionado por egiptologia. Dias após a abertura da câmara, o empresário desenvolveu feridas no rosto e pneumonia, e faleceu por complicações que acabou levando-o à morte em poucos dias. Depois do ocorrido, Arthur Mace – integrante da equipe de Carter – morreu repentinamente no mesmo hotel em que Carnavon passou seus últimos dias. Joel Woolf, dono das primeiras fotos da expedição, e Richard Bethell, secretário de Carter, também faleceram em condições inexplicáveis. Ao longo de seis anos após a descoberta, cerca de trinta e cinco pessoas ligadas à expedição morreram em condições misteriosas. Diversas teorias foram criadas para explicar o ocorrido: substâncias tóxicas colocadas propositalmentena câmara, radioatividade por metais como o urânio, bactérias extremamente fatais preservadas junto ao sarcófago, etc. LOL Micoses Oportunistas Candidíase As espécies do gênero Candida são patógenos oportunistas; Leveduras do gênero Candida são residentes (microbiota) em membranas, mucosas, pele, trato gastrointestinal e canal vaginal e, normalmente, não causam nenhum dano, exceto quando as condições ambientais são particularmente favoráveis; A patogênese da candidíase envolve a invasão do tecido do hospedeiro por formas filamentosas das leveduras, especialmente C. albicans; As manifestações clínicas da candidíase apresentam grande diversidade de quadros, podendo ser divididas em três grupos: mucosa, cutânea e sistêmica (disseminada). Micoses Oportunistas Manifestações clínicas Candidíase Disseminada Micologia de Alimentos: Os fungos como contaminantes alimentares Fungos Fitopatogênicos Um grande grupo de fungos é fitopatogênico, ou seja, são causadores de doenças em vegetais, desde suas raízes até os seus frutos; A maioria dos fungos fitopatogênicos passa parte de seu ciclo de vida nas plantas que lhe servem de hospedeiro, e outra parte vive no solo ou em restos vegetais depositados sobre este substrato; A sobrevivência e a atividade depende das condições predominantes de temperatura e umidade, ou da presença de água em seu meio ambiente; A maioria dos fungos necessita de agentes como o vento, água, insetos, aves, outros animais e o homem para poder disseminar de uma planta a outra e inclusive a diferentes partes de uma mesma planta. A grande fome irlandesa Requeima da batata No século passado, a batata constituía a base da alimentação dos habitantes do norte da Europa Ocidental, apresentando uma produção bastante estável. Em 1845, surgiu uma nova e destrutiva doença, conhecida atualmente como requeima, causada pelo fungo Phytophthora infestans. Essa doença ocasionou grandes prejuízos econômicos e sociais nos anos subseqüentes, principalmente na Irlanda e Inglaterra, provocando a morte de 2 milhões de pessoas e a emigração de 1 milhão para outros países. Os fungos também podem diminuir o valor nutricional da maioria dos produto, interferindo na quantidade de carboidratos, proteínas, óleos e gorduras; Além disso, prejudica seriamente o aspecto externo dos alimentos, seu sabor e aroma. Micotoxinas “Conjunto complexo de substâncias tóxicas produzidas por fungos, diferenciando-se das toxinas bacterianas por não terem natureza proteica e atividade imunogênica.” Aflatoxinas (B1, B2, G1, G2, M1 e M2); Fumonisinas (B1 e B2); Ocratoxinas (A, B e C); Patulina; Citrinina; Zearalenona; Tricotecenos. Micotoxinas ao longo da história Egito antigo – Antigo testamento - Evidências de que micotoxinas em grãos e pães teriam causado a chamada “morte dos primogênitos”, uma das dez pragas do Egito; Europa, Idade Média - "Fogo Sagrado" ou “Fogo de Santo Antônio” (Ergotismo) - Os alcalóides produzidos pelo fungo Claviceps purpúrea causavam uma assustadora doença pela ingesta de trigo contaminado; Rússia, séc. XIX - Aleucia tóxica alimentar por tricotecenos do Fusarium spp., causando a morte de cerca de 100 mil pessoas; Efeitos das micotoxinas Seu consumo representa risco à saúde humana e animal, se houver ingestão de grande quantidades ou ingestão continuada. Bioquímicos: Afetam o metabolismo de ácidos nucléicos, lipídeos, carboidratos e proteínas; Biológicos: Carcinogenicidade, mutagenicidade, teratogenicidade e hepatotoxicidade. Fígados de cobaias alimentados com doses crescentes de aflatoxinas Afetam a saúde humana e ambiental, além de deteriorar alimentos. Em animais são provocados menor conversão de alimento, diminuição do ganho de peso e redução na produção de leite e ovo. 77 Neurotoxinas Gastro-enterotoxinas Hepatotoxinas Hepatites Ex.: aflatoxinas Aspergillus flavus Hemorragias hepáticas Ex.: rubratoxina Penicillium rubrum Hemorragias cerebrais Ex.: patulina Aspergillus clavatus Infecções do tracto digestivo Ex.: tricotecina Fusarium sporotrichioides Perturbações gastro-intestinais Ex.: austdiol Aspergillus ustus Desregulações metabólicas Ex.: toxinas PR Penicillium roqueforti Edemas cutâneos Ex.: esporidesmina Pithomyces chartarum Efeitos Estrogénicos Ex.: zearalenona Fusarium roseum var. graminearum Lesões renais Ex.: citrinina Penicillium citrinum Paralisia/Ataxia Ex.: citrioviridina Penicillium citrioviride Efeitos tremorgénicos Ex.: penitremina Penicillium crustosum Efeitos convulsivos Ex.: ác. ciclopiazónico Penicillium cyclopium Ergotismo Ex.: derivados de ergoclavina Aspergillus fumigatus Efeitos neurotóxicos Ex.:leucoencefalomina Fusarium moliniforme Síndromes associadas a micotoxinas: Outros Aflatoxina Produzida pelo fungo Aspergillus flavus; A. + fla. + toxina Classes: B1, B2, G1, G2, M1 e M2; Altamente estáveis na ausência de luz UV e a temperaturas acima de 100 °C (termoestáveis); Hepatocarcinogênica; Dados da incidência de aflatoxinas em diferentes alimentos ingeridos pela população brasileira (Rodriguez- Amaya & Sabino, 2002). Amendoim inteiro Amendoim s/ casca Amendoim torrado Amendoim moído Aflatoxina B1 Aflatoxina M1 12/24 horas após a ingestão surgem os resíduos no leite. Bovinos Aves Aves Alterações hepáticas 1 ppm Hemorragias na musculatura Aflatoxicose aguda Aves Suínos