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Aula 07 - Fungos O estudo dos funções é chamado de micologia. ➝ Características Gerais Os fungos fazer parte do reino Funghi. TODOS 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. Os representantes do reino Funghi, a partir de 1969, são: cogumelos (comestíveis - trufas, champignon - e não comestíveis), decompositores (orelha de pau), alucinógenos (Amanita), filamentosos (bolores) e leveduras (patogênicas e comestíveis). Os fungos são eucarióticos e possuem todos as estruturas desse tipo de célula, porém com algumas particularidade. As características que possuem e os diferenciam de plantas são: não sintetizam clorofila, não possuem celulosa na sua parede celular, exceto alguns fungos aquáticos e não armazenam amido como substância de reserva. A sua capacidade de depositar glicogênio os assemelham aos animais. Podem apresentar parede celulósica impregnadas com quitina ou somente quitina. São heterótrofos com digestão extra corpórea. Dividem-se em: decompositores, parasitas, mutualistas e até mesmo predadores. ➝ Características da Parede Os principais componentes da parede celular são hexoses e hexoaminas, que formam mananas, ducanas e galactanas. Alguns fungos possuem parede rica em quitina (N- acetilglicosamina) e outros possuem polissacarídeos e proteínas, com predominância de cisteína. ➝ Características da Membrana Plasmática Essa membrana plasmática é muito parecida com todos as outras que já conhecemos: bicamada lipídica e proteínas. Porém, uma diferença da membrana das células bacterianas é a presença de ergosterol. ➝ Morfologia As colônias dos fungos são descritas como estruturas vegetativas porque são compostas de células envolvidas no catabolismo e no crescimento. Os fungos que não possuem colônia são os macroscópicos (cogumelos). Filamentosos - hifas São fungos pluricelulares. O talo (corpo) de um fungo filamentoso ou carnoso consiste em longos filamentos de células conectadas; esses filamentos são chamados de hifas. Possuem reprodução por esporos. Na maioria dos bolores, as hifas contêm paredes cruzadas, chamados de septos, que dividem as hifas em unidades semelhantes a células uninucleadas (um núcleo) distintas. Essas hifas são chamadas de hifas septadas. Em algumas poucas classes de fungos, as hifas não contêm septos e apresentam como células longas e contínuas com muitos núcleos. Elas são denominadas hifas cenocíticas. As hifas crescem por alongamento das extremidades. Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG Cada parte de uma hifa é capaz de crescer e, quando um fragmento é quebrado, ele pode alongar-se para formar uma nova hifa. A porção de uma hifa que obtém nutrientes é chamada de hifa vegetativa. A porção envolvida com a reprodução é a hifa aérea ou hifa repodutiva, porque se projeta para cima da superfície do meio sobre a qual o fungo está crescendo. Muitas vezes, as hifas aéreas sustentam os esporos reprodutivos. Quando as condições ambientais tornam-se favoráveis elas crescem e formam uma massa filamentosa, chamada micélio (conjunto de hifas). ● Micélio vegetativo ➝ desenvolvem-se no interior do substrato, funciona como elemento de sustentação e absorção de nutrientes, não possuem função de reprodução e alguns fragmentos de hifa podem se desprender do micélio vegetativo e fazer funções de propagação, uma vez que células fúngicas são autônomas e sua dispersão pode ser de longa distância - reprodução assexuada. ● Micélio Aéreo ➝ se projeta na superfície e cresce acima do meio de cultivo ou substrato. ● Micélio Reprodutivo ➝ quando o micélio aéreo se diferencia para sustentar os corpos de frutificação ou propágulos. Uma hifa faz meiose formando uma célula (n) que se junta com outra célula (n) e forma um gameta 2n que formará uma hifa e um novo fungo a partir daí, essa reprodução é sexuada. Leveduras As leveduras são fungos unicelulares, não filamentosos, esféricos ou ovais e possuem reprodução por brotamento. São amplamente distribuídas na natureza. Encontradas na forma de um pó branco cobrindo frutas e folhas. As leveduras de brotamento, como Saccharomyces, dividem- se de forma desigual. Existem, ainda, as leveduras de fissão que dividem-se produzindo duas novas células iguais. Durante o processo de fissão, a célula parental se alonga e o núcleo se divide e duas células-filhas são produzidas. Leveduras podem realizar crescimento anaeróbio facultativo, o que permite esse fungos sobrevivem em vários ambiente. Se tiver oxigênio, as leveduras respiram aerobiamente para metabolizar carboidratos, formando CO₂ e H₂O. Quando não há oxigênio, elas fermentam os carboidratos e produzem etanol e dióxido de carbono. Esse tipo de fermentação pode ser utilizada na fabricação de cerveja, vinho e pães. As colônias de levedura, quando se multiplicam, deixam o meio de cultura ‘leitoso’ e possuem uma característica viscosa. ➝ Brotamento - Reprodução Assexuada No brotamento, a célula parental forma uma protuberância (broto) em sua superfície externa. À medida que o broto se alonga, o núcleo da célula parental começa a fazer a replicação do seu DNA e começa a se dividir. Esse novo núcleo, agora, faz a migração para o broto. Nesse momento, o material da parede celular é sintetizado entre o broto e a célula parental e, então, o broto se separa através de citocinese. Nesse processo, o broto é idêntico à célula parental, no quesito genético. Essas etapas estão representas na figura esquematizada a seguir. Cada célula de levedura pode produzir mais de 23 células- filhas através de brotamento. Algumas leveduras, produzem brotos que não se separam (não fazem citocinese), então eles formam uma pequena cadeia de células, denominada pseudo-hifa. ➝ Ciclo de Vida - Reprodução Assexuada e Sexuada Fungos filamentosos podem reproduzir-se assexuadamente pela fragmentação de suas hifas. Além disso, tanto a reprodução sexuada quanto assexuada em fungos ocorrem pela formação de esporos. Na verdade, os fungos normalmente são identificados pelo tipo de esporo. Reprodução Assexuada - Esporos Assexuados Os esporos são formados pelas hifas aéreas de diferentes maneiras, dependendo da espécie. Os esporos assexuados, formados pelas hifas, germinam e tornam-se organismos geneticamente idênticos ao parental. Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG Cotonoso Levedura Leitosa Esquema de Brotamento Pseudo-hifa Levedura Pseudo-hifa São produzidos por fungos através de mitose e posterior divisão celular. Não há fusão de núcleos de células. Dois tipos de esporos assexuados são produzidos por fungos: conídios ou conidiósporos (artroconídios, blastoconídios e clamidoconídio) e os esporangiósporo. Mecanismo da Reprodução: as hifas formam os corpos de frutificação (esporos) através de mitose. Portanto, eles possuem a mesma carga genética que as hifas. Os esporos se soltam das hifas e há uma germinação (células 2n) e elas continuam a fazer mitoses e há formação de uma nova hifa e, consequentemente, de um novo fungo. Conidiósporo ou Conídio O esporo do tipo conidiósporo ou conídio, é um esporo unicelular ou multicelular que não é envolvido por uma bolsa. Os conídios são produzidos em cadeias na extremidade do conidióforo. Esses esporos são produzidos por Penicillium e Aspergillus. Os esporos, do tipo conídio, formados pela fragmentação de uma hifa septada em células únicas, levemente espessas, são chamadas de artoconídios. Coccidioides immitis possuem esses esporos. Outro tipo de conídio, são os blastoconídios que são formados a partir de um broto originado de uma células parental. Esses são encontrados em algumas leveduras, como Candida albicans e Cryptococcus. E, o último tipo de conídio, são os clamidoconídio. São esporos de paredes espessas, formadospelo seu arredondamento e alargamento no interior de um segmento de hifa. Um fungo que produz clamidoconídios é a levedura Candida albicans. Esporangiósporo Esporo assexuado formado no interior de um esporângio, ou bolsa, na extremidade de uma hifa aérea, chamada de esporangióforo. O esporângio pode conter milhares de esporangiósporos. Esses tipo de esporo é produzi por Rhizopus. ➝ Ciclo de Vida - Reprodução Sexuada A reprodução sexuada acontece através da fusão de núcleos de duas linhagens opostas de cruzamento de uma mesma espécie fúngica. Na formação de esporos de forma sexuada há a ocorrência de 3 processos: ● Plasmogamia ➝ um núcleo haploide (n) de uma célula doadora (+) penetra no citoplasma de uma célula receptora (-). Fusão do citoplasma e formação de 2 núcleos (n). ● Cariogamia ➝ os núcleos (+) e (-) fundem-se formando um núcleo zigótico diploide (2n). ● Meiose ➝ o núcleo diploide origina um núcleo haploide, esporos sexuados, dos quais alguns podem ser recombinantes genéticos. Os esporângios (2n) formam esporos e faz a sua reprodução assexuada, já explicada. Os esporos fúngicos não são formas de resistências como os endósporos bacterianos, porém, conseguem sobreviver por períodos extensos em ambientes secos ou quentes. Essa fase assexuada continuará durante condições não favoráveis para os fungos. Quando as condições passam para extremamente favoráveis, começa a reprodução sexuada. Os gametas formam-se na extremidade de uma hifa e acontece a plasmogamia. Há então a formação do zigósporo dentro do zigosporângio. Depois disso, ocorre a etapa de cariogamia e a posterior meiose produzindo um zigoto diploide. O zigoto produz um esporângio com esporos que são liberados e germinam no meio formando hifas novamente, Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG ➝ Fungos Dimórficos Alguns fungos, especialmente os patogênicos, exibem dimorfismo - duas formas de crescimento. Esses fungos podem crescer tanto na forma de fungos filamentosos quanto na forma de leveduras. A forma de fungo filamentosos produz hifas aéreas e vegetativas; as formas de levedura se reproduz por brotamento. O dimorfismo em fungos patogênicos é dependente da temperatura: a 37ºC, ele se apresenta na forma de levedura e a 25ºC, na forma de bolo. Contudo, existem fungos, que seu dimorfismo é dependente da concentração de CO₂ no ambiente, condições nutricionais, etc. ➝ Nutrição e Metabolismo Os fungos são quimiorganotróficos, de maioria aeróbios (filametosos) e, alguns, anaeróbios facultativos (leveduras). Fazem digestão extracelular. As hifas vegetativas vão para dentro do substrato digerem a estruturas e depois absorvem os nutriente já digeridos. Podem ser saprofíticos, que digerem matéria orgânica ou parasitários, parasitando plantas ou animais. ➝ Adaptações Nutricionais Os fungos são adaptados para sobrevivem em ambiente que poderiam ser hostis até para bactérias. Normalmente crescem melhor em ambientes em que o pH é próximo a 5 (ácido), que é muito ácido para o crescimento da maioria das bactérias comuns. Os fungos filamentosos sobrevivem em uma escala de 1,5 - 11. A maioria dos fungos é mais resistente à pressão osmótica do que as bactérias. Muitos podem crescer em quantidades altas de sal ou açúcar. Os fungos, ainda, podem crescer em substâncias que possuem baixo grau de umidade. Eles requerem menos nitrogênio do que as bactérias, comparando um mesmo nível de crescimento. São capazes de metabolizar carboidratos complexos, como a lignina (componente da madeira). Todas essas adaptações permitem com que os fungos se desenvolvam em um substrato inesperado, como paredes de banheiros, couro de sapatos e jornais, por exemplo. ➝ Fungos de Importância Medica Os fungos que serão discutidos aqui são encontrados como contaminantes de alimentos e de culturas bacterianas em laboratórios. Serão os exemplos característicos de seus respectivos grupos, já que não há possibilidade de citação de todos os gênero. Zigomiceto Os zigomicetos, ou fungos de conjugação, são filamentosos saprofíticos que possuem hifas cenocíticas (contínuas e com vários núcleos). Seu principal exemplo é o Rhizopus stolonifer, conhecido como mofo preto de pão. Os esporos sexuados do Rhizopus são esporangiósporos. Quando o esporângio abre, os esporangiósporos dispersam-se e, se eles caírem em um meio adequado, germinam, originando um novo talo de fungo. Os esporos sexuados são zigósporos (esporo grande envolvido por uma parede espessa). Esse tipo de esporo se forma quando o núcleos de duas células são similares e se fundem. Microsporídios São eucariotos incomuns, já que não possuem mitocôndrias. Além disso, são parasitas intracelulares obrigatórios. Os microsporídios foram associados a várias doenças humanas, incluindo diarreia crônica e ceratoconjuntivite (inflamação da conjuntiva próximo à córnea), particularmente 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. Basidiomycota Basidiomicetos, ou fungos em clava, possuem hifas septadas. Este filo inclui fungos que produzem cogumelos. Os Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG Termo-dimórfico basidiósporos são formados externamente em um pedestal, chamado de basídio. ➝ Doenças Fúngicas Qualquer infecção fúngica é chamada de micose. As micoses são infecções crônicas (de longa duração), uma vez que os fungos crescem devagar. São classificadas em 5 grupos de acordo com o grau de desenvolvimento tecidual e o modo de entrada no hospedeiro, sendo: sistêmica, subcutânea, cutânea, superficial ou oportunista. Os fungos são relacionados aos animais, portanto, os fármacos que afetam as células fúngicas, também podem afetar as células animais. Isso torna o tratamento das infecções mais difícil em seres humanos e outros animais. Micoses Sistêmicas Sãos as infecções fúngicas profundas no interior do corpo. Não possuem restrição a uma região anatômica específica e podem afetar vários tecido e órgãos, Normalmente são causadas por fungos que vivem no solo. Os esporos são transmissíveis por inalação. Essas infecções, iniciam-se nos pulmões e disseminam-se a outros tecidos do corpo. Não são contagiosas entre animais e seres humanos ou entre indivíduos. Exemplos: histoplasmose e coccidioidomicose. Micoses Subcutâneas São infecções fúngicas localizadas abaixo da pele causadas por fungos saprofíticos que vivem no solo e na vegetação. A esporotricose é um infecção subcutânea que adquirida por jardineiro ou fazendeiros. A infecção ocorre por implantação direta dos esporos ou de fragmentos de micélio em uma perfuração da pele. Os fungos que infectam apenas a epiderme, o cabelo e as unhas são chamados de dermatófitos, e suas infecções são denominadas de dermatomicoses ou micoses cutâneas. Os dermatófitos secretam queratinas, que degrada a queratina. A queratina é encontrada em todos os locais citados acima. A infecção é transmissível entre seres humanos, ou de um animal para o ser humano, através de contato direto ou contato com fios e células epidérmicas infectadas - tesouras de cabeleireiros ou pisos de banheiros. Micoses Superficiais Estão localizados ao longo dos fios de cabelos e nas células epidérmicas superficiais. São infecções prevalentes de climas tropicais. Patógeno Oportunista Em geral, são inofensivos em seu habitat natural, porém, podem se tornar patogênico em um hospedeiros que se encontra debilitado ou traumatizado (i.e., indivíduos sob tratamento com antibióticos de amplo espectro, pacientes com sistema imune suprimido por drogas ou distúrbios ou aqueles que tenham algumadoença pulmonar). Pneumocystis é um patógeno oportunista encontrado em indivíduos com sistema imune comprometido. Sua infecção é mais frequente em paciente com AIDS, podendo ser fatal. Stachybotrys é outro exemplo de patógeno oportunista que cresce na celulose encontrada em vegetais mortos e que, recentemente, foi encontrado nas paredes de casas danificadas pela umidade. A murmicose é uma micose oportunista causada por Rhizopus e Mucor. A infecção ocorre em paciente com diabetes melitos, leucemia ou sob tratamento com fármacos imunossupressores. A aspergilose, outra micose oportunista, ocorre em indivíduos que apresentam doenças pulmonares debilitantes ou câncer e que tenham inalado esporos de Aspergillus. Infecções oportunistas por Cryptococcus e Penicillium podem causar doenças fatias em pacientes com AIDS. Esses fungos oportunistas podem ser transmitidos de uma pessoa infectada para uma não infectada, mas geralmente não infectam indivíduos imunocompetentes. As infecções por levedura, ou candidíases, são mais frequentes por Candida albicans e podem se manifestar como candidíase vulvovaginal ou como ‘sapinho’, uma candidíase mucocutânea. Ela, com frequência, ocorre em recém-nascidos, pacientes com AIDS e indivíduos em tratamento com antibióticos de amplo espectro. Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG Esporotricose Micose Superficial Candidíase em paciente com AIDS Candidíase em recém-nascido Gabriel Bagarolo Petronilho TXVIII- MEDICINA FAG Micologia Características gerais Microrganismos de grande impacto na vida humana e para natureza Estrutura celular Eucariontes Parede celular Uni ou pluricelulares Reciclagem de matéria nos ecossistemas Simbioses com plantas Æ micorrizasÆ absorção de água e minerais do solo pelas raízes Cadeia alimentar: decomposição da matéria orgânica Formas de apresentação Levedura (unicelular) Bolor Fungos filamentosos (pluricelulares) Cogumelo Aeróbios e/ou anaeróbios Heterotróficos por absorção Produzem e secretam enzimas digestivas Æabsorção de nutrientes Constituída por quitina Estrutura rígidaÆ protege de diferenças osmóticas Membrana plasmática Núcleo Nucléolo DNA e associação com histonas Proteínas do citoesqueleto Mitocôndria Endomembranas Nutrição Por absorção (meio externo) Clivagem de macromoléculas Capazes de hidrolisar substâncias complexas (osso, quitina, couro, plásticos) Metabolismo Não realizam mecanismos autotróficos Saprofitismo Simbiose Parasitismo Fermentação
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