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MORFOLOGIA, FISIOLOGIA E CLASSIFICAÇÃO DOS FUNGOS Lucas Vieira de Faria REINO FUNGI Amanita muscarina I. Características gerais: Ex.: cogumelos, mofos, bolores, leveduras ... . Heterótrofos (aclorofilados). . Não apresentam tecidos verdadeiros – pletênquima. . Produção de esporos – enfrentar condições desfavoráveis. . Unicelulares . Pluricelulares. . Reservam glicogênio. . Fase assexuada e sexuada. . Digestão extracorpórea. . Parede celular com quitina. http://www.flickr.com/photos/little-tomato/536566133/ II. Classificação: 1. Ascomicetos: . Formam esporos sexuados (por meiose) – ascósporos. . No interior de uma estrutura chamada asco. . Corpo de frutificação – ascocarpo. Levedura Saccharomyces cerevisiae – unicelular e colonial, sem ascocarpo. Fungo orelha-de-pau com corpo de frutificação ascocarpo 2. Basidiomicetos: . Esporos sexuados – basidiósporos – formados nos basídeos. . Corpo de frutificação – basidiocarpo (cogumelo). e: basídio com 4 basidiósporos f: basidiósporos a: hifas c: basidiocarpo Basídio com basidiósporos – microscopia. Basidiocarpo - Basidiomiceto Basidiocarpo (cogumelo) mostrando a formação dos basidiósporos. Basidiocarpo Hifas: prolongamentos citoplasmáticos contínuos sem membranas de separação. Micélio: conjunto de hifas. III. Modo de vida: 1. Decompositores ou saprófagos: . Reciclagem da matéria – decomposição da matéria orgânica juntamente com as bactérias. Laranja com fungo 2. Associados – mutualísticos: Trufa (Tuber sp) – alimentação. O fungo aproveita da nutrição autotró- fica do vegetal e o mesmo libera no solo nutrientes (decomposição) aproveitados pela planta. Liquens: algas associadas aos fungos. 3. Parasitas ou patogênicos: Causam doenças. . Em plantas: Ferrugem do cafeeiro – doença provocada por fungo . No Homem – micoses, “sapinho” e histoplasmose (pulmões). Candidíase ou “sapinho” – fungo ataca As mucosas (Candida albicans). IV. Importância: 1. Ecológica: Decompositores (reciclagem da matéria). 2. Alimentos: . Queijos: Gorgonzola Camembert Acaricus brunnescens – basidiocarpo do basidiomiceto. . Champignon: . Pão – através da fermentação alcoólica a levedura (Saccharomyces cerevisiae) produz etanol e gás carbônico, este último atua como fermento). 3. Bebidas alcoólicas fermentadas: cerveja. A levedura Saccharomyces cerevisiae realiza fermentação alcoólica em ambiente anaeróbico (é anaeróbico facultativo) para a produção da cerveja. 4. Medicamentos – antibióticos: . Fleming (1928) obteve o antibiótico penicilina a partir do fungo do gênero Penicillium, importante no combate as infecções bacterianas. Esporos – micrografia eletrônica. A descoberta acidental da penicilina. V. Perigosos: Amanita phalloides – cerca de 50g desse cogumelo podem matar uma pessoa de 68kg. Amanita muscarina – cogumelo alucinógeno. Psilocybe sp – cogumelo alucinógeno que se ingerido provoca danos ao sistema nervoso. Claviceps purpurea – fungo parasita do centeio que produz a ergotamina, substância da qual se extrai em laboratório o LSD (dietilamida do ácido lisérgico). Grãos contaminados com o fungo Claviceps purpurea. Bolor preto do pão Rhizopus stolonifer. Amanita sp Amanita pantherina – cogumelo tóxico. Micologia MICOLOGIA – Estudo dos Fungos Micologia médica, veterinária, odontológica, farmacêutica. Estudos dos fungos de interesse clínico humano e animal. Reino Fungi (Super-reino Eukaryota) Características - Eucariotas, aclorofilados, heterotróficos, imóveis (alguns fungos aquáticos apresentam gametas móveis), multinucleados, uni ou multicelulares. - Aeróbios (alguns são anaeróbios estritos e facultativos). - Reprodução sexuada, assexuada ou ciclo parassexuado. - Parede celular rígida (composta de quitina) e membrana celular contendo esteróis (ergosterol). - Principal material de reserva: glicogênio. Filos Reino Fungi Filos Reino Fungi (Nova Classificação) 1. ASCOMYCOTA - É o maior grupo de fungos existente. Estima-se que cerca de 75% dos fungos descritos pertençam a esse grupo. Eles são encontrados na natureza como parasitas, saprófitos e formando líquens. Nesse grupo, observa-se a estrutura de propagação conhecida como asco, a qual possui ascósporos (esporos sexuados). 2. BASIDIOMYCOTA - Grupo conhecido como cogumelos orelhas-de-pau e considerados os mais evoluídos do reino em virtude de sua complexidade. São fungos terrestres, em sua maioria. Formam, por reprodução sexuada, uma estrutura conhecida como basídio, o qual contém basidiósporos (esporos sexuados). Os fungos desse grupo são macroscópicos e diferenciam-se pela forma, coloração e tamanho. Filos Reino Fungi (Nova Classificação) 3. ZYGOMYCOTA - Hifas asseptadas, reprodução sexuada com formação do zigosporo, reprodução assexuada pela formação do esporangiosporo. 4. CHYTRIDIOMYCOTA - Fungos aquáticos, hifas asseptadas, esporos flagelados, zoósporos uniflagelados, flagelo único, posterior. Nesse grupo a grande maioria de seus representantes é de água doce, com poucas espécies marinhas e terrestres. 5. GLOMEROMYCOTA - Esses fungos vivem em associação mutualística com as raízes de algumas plantas, de forma que a planta fornece nutrientes para o fungo provenientes da fotossíntese e o fungo absorve água, nutrientes e minerais do solo e transfere-os para a planta. Filos Reino Fungi (Nova Classificação) 6. BLASTOCLADIOMYCOTA - Fungos encontrados no ambiente aquático, solo e parasitando insetos. Possuem reprodução sexuada por meio da fusão de gametas e reprodução assexuada com zoósporo com apenas um flagelo. 7. NEOCALLIMASTIGOMYCOTA - Fungos anaeróbios são encontrados, em sua maioria, vivendo no sistema digestório de mamíferos herbívoros. Produzem zoósporos não flagelados. 8. MICROSPORIDIA - Fungos que não possuem mitocôndria e flagelos, são parasitas obrigatórios de animais. Habitat e Diversidade - Estimativa de 1.500.000 espécies de fungos. - 100.000 espécies formalmente identificadas. - Cerca de 200 espécies causam doenças. Solo, ar, água, organismo humano, animal, vegetal e de insetos. Fisiologia Obtenção de energia Respiração e fermentação (característico das leveduras). Fontes de carbono São utilizadas diferentes fontes (como a lignina) para a síntese de carboidratos, lipídios, ácidos nucléicos e proteínas. Fisiologia Fatores físico-químicos que influenciam no crescimento e esporulação dos fungos 1. Temperatura, 2. pH (têm preferência por pH mais baixo), 3. Umidade, 4. Teor de oxigênio, 5. Pressão, 6. Luz e radiações, 7. Substâncias tóxicas. Importância dos Fungos - Saúde - Indústria - Ambiental - Agricultura - Alimentação - Estudos fundamentais Importância: Saúde - Micoses no ser humano e nos animais - Micetismo e micotoxicoses Amanita phalloides Amanita muscaria Micetismo Intoxicação ou envenenamento causado pela ingestão de fungos macroscópicos toxigênicos. LSD - Encontrada em um fungo presente no centeio do trigo. - Sintetizada a partir da ergotamina. - Droga psicotrópica alucinógena mais potente. Micotoxicose Intoxicação causada pela ingestão de alimentos contaminados com micotoxinas. Importância: Indústria Bebidas Produção de álcool, cerveja, vinho, ácido cítrico, enzimas. Alimentos Fabricação de pão, flavorizantes, chocolates, pigmentos carotenoides. Detergentes e sabões Enzimas (proteinases e lipases) Importância: Indústria Alimentícia Importância: Indústria Farmacêutica Antibióticos (penicilina, cefalosporina), ergotamina, estatinas, hormônios esteróides, interferon, hormônio do crescimento humano, insulina. Penicilina: a “droga milagrosa” Penicillium notatum Penicilina: a “droga milagrosa” Probióticos: “Floratil” Saccharomyces boulardii Micro-organismo vivo que, quando administrado em quantidade adequada traz benefício para a saúde. Estatinas Usos clínicos - Tratamento da hipercolesterolemia. - Prevenção de enfarte do miocárdio e AVC em doentes de alto risco.- Tratamento da hipercolesterolemia familiar (doença genética). Efeitos Adversos - Diarreia e insônia. - Lovastatina (Mevacor) - Pravastatina (Pravacol) - Sinvastatina (Zocor - derivado semi- sintético) - Fluvastatina (Lescol - agente totalmente sintético) - Atorvastatina (Lipitor) - Rosuvastatina (Crestor) Importância dos Fungos Ambiental Reciclagem de nutrientes, decomposição de agentes poluidores, biorremediação. Agricultura Fertilidade do solo, doenças em plantas, controle biológico. Estudos Fundamentais Genética e biologia molecular. (MOSS, 1987) Célula Fúngica Parede Celular Composição Polissacarídeos, proteínas e glicoproteínas interligadas. Enquanto o material fibrilar é inerte, a composição do material inserido modifica com o tempo. Parede Celular e Membrana Parede Celular - Forma - Proteção contra danos mecânicos, lise osmótica e injúria - Proteção passiva contra passagem de macromoléculas - Sede de Antígenos - Crescimento vegetativo - Colonização do substrato - Reprodução - Dispersão - Sobrevivência - Penetração no hospedeiro Classificação quanto a morfologia - Unicelulares - Multicelulares - Dimórficos Candida albicans Morfologia: Unicelular Leveduras, apresentam células arredondadas ou ovais e se dividem por brotamento ou cissiparidade. Morfologia: Multicelular Filamentosos que apresentam uma estrutura tubular de parede rígida, a hifa, que pode ser ramificada. Pode ou não apresentar septo. Usualmente, apresentam a fase leveduriforme a 37°C e a fase filamentosa ou micelial a 25°C. Morfologia: Dimórficos Candida albicans Dimorfismo 25°C 37°C Sporothix schenckii Reprodução Assexuada Sexuada Ciclo parassexuado Reprodução Reprodução Assexuada Propagação vegetativa, alta frequência, mitose e presente em todos os grupos de fungos. a) Fragmentação da hifa: artrosporos e clamidosporos b) Brotamento: blastosporos Artrosporos Clamidosporos Blastosporos Clamidosporos - Célula arrendondadas - Volume aumentado - Parede dupla e espessa - Resistentes ao calor e dessecação - Formação semelhante aos esporos bacterianos - Sobrevida em ambientes desfavoráveis Reprodução Assexuada c) Fissão binária ou cissiparidade d) Produção de esporos verdadeiros - Esporos endógenos: esporangiosporos - Esporos exógenos: conidiosporos: macroconidia e microconidia Penicillium sp. Mucor sp. Aspergillus sp. Aspergillus ochraceous Reprodução Sexuada Envolve gametas, amplifica variabilidade genética, baixa frequência, meiose, ausente em alguns grupos Fases - Plasmogamia - Cariogamia - Meiose Cariogamia Reprodução Sexuada a) Conjugação planogamética: gametas móveis. b) Contato gametangial: quando o núcleo masculino passa para o gameta feminino. Reprodução Sexuada c) Conjugação plasmogamética ou gametangial: quando ocorre plasmogamia. Reprodução Sexuada d) Espermatização e) Somatogamia Há formação de uma estrutura masculina reprodutiva. Material genético trocado sem formação de estruturas especiais. Somatogamia Ciclo Parassexual Amplifica a variabilidade genética sem meiose, baixas frequências. Fases - Heterocariose - Cariogamia - Haploidização por aneuploidias (perdas cromossômicas) - Permutas cromossômicas Ciclo Parassexual Relação Fungo/Homem/Animal Infecção Alergia Micetismo Micotoxicoses Relação Fungo/Homem/Animal Alergia - Asma e hipersensibilidade Micoses Classificação das Micoses - Superficiais “Tíneas” - Cutâneas Dermatofitoses - Subcutâneas Esporotricose - Sistêmicas Criptococose Virulência dos Fungos Fatores de Virulência dos Fungos - Capacidade de crescimento a 37°C - Dimorfismo - Formação de biofilme - Capacidade de evasão do sistema de defesa (cápsula, parasitismo intracelular) - Produção de melanina - Produção de enzimas: fenoloxidase, proteases, elastases, colagenases, lipases, hialuronidases, queratinases - Receptores para adesinas - Receptores para hormônios - Produção de pseudomicélio Vias de Inoculação - Vias aéreas superiores Aspergilose, criptococose, histoplasmose. - Pele (com ou sem trauma) Candidíase, esporotricose, dermatofitose. Terminologia e Classificação Localização do processo: Dermatomicoses, oftalmomicoses. Literatura médica ou leiga: Sapinho, pé-de-atleta, frieira. Fungo responsável: Aspergilose, histoplasmose, criptococose. Tecidos e órgãos afetados: Micoses superficiais, cutâneas, subcutâneas, sistêmicas (patogênicos e oportunistas) Conceitos Patogênico Regularmente isolado de um determinado processo infeccioso. Oportunista Raramente isolado de uma variedade de manifestações clínicas. Micoses: infecção por fungos parasitas que ocorre por ação mecânica e de metabólitos. ANTIFÚNGICOS Drogas antifúngicas: Histórico (HARDMAN, LIMBIRD, 1996; LAROCCO, BURGERT, 1997; ALEXANDER, 2002; PASQUALOTTO, DENNING, 2005; WOODFOLK, 2005) Aumento da frequência das infecções fúngicas Abuso de antibióticos, drogas imunossupressoras, transplantes Maior conhecimento da micologia clínica Envelhecimento populacional Incidência de leucemia, linfoma e AIDS Drogas antifúngicas: Histórico (VALDES, 2005) Principais alvos dos antifúngicos (LEITÃO, 2014) (LEITÃO, 2014) Novas Possibilidades - Reposicionamento de Fármacos - Combinação - Terapia fotodinâmica - Produtos naturais e plantas medicinais Bibliografia Funke, B. R.; Case, C. L.; Tortora, G. J. Microbiologia. 10ª Ed. Porto Alegre: ArtMed, 2011. Lacaz, C. S; Porto, E.; Martins, J. E. C. Tratado de Micologia Médica Lacaz. São Paulo: Sarvier, 9 ed, 2002. Rippon, J. W. Medical Mycology, W. B. Saunders, Philadelphia, 2nd, 1982. Sidrim, J. J. C.; Moreira Bezerra, J. L. Fundamentos Clínicos e Laboratoriais da Micologia Médica. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro, 1999. Sidrim, J. J. C.; Rocha, F. G. Micologia Médica à Luz dos Autores Contemporâneos. Ed. Guanabara Koogan, SA, Rio de Janeiro, 2004.
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