CIRKULATION I SVAMPAR: NÄRINGSÄMNEN, ÄMNEN, OSMOREGULERING - BIOLOGI - 2025

Den cirkulations svampar är det system genom vilket transport av ämnen sker från utsidan mot insidan av svampar och vice versa. Detta inkluderar absorption av näringsämnen för att distribuera dem i hela dess struktur, samt transport av enzymer och utsöndring av ämnen, utöver andra funktioner som kräver vätskeutbyte.

Dessa organismer innehåller inte klorofyllliknande växter, och de innehåller inte heller ett blodkärlsystem som för djur. Däremot har svampar ingen specialvävnad för denna funktion.

Grafisk representation av vätskecirkulationen i hyfer och jäst. Källbild på vänster Flickr, bild till höger Wikipedia.com

Dock fungerar svampar, liksom alla levande varelser, som dynamiska system där det finns transport av ämnen och näringsämnen. I detta fall utförs de genom rörelse av cytoplasma, eller med hjälp av transportervesiklar.

Cirkulationen av vätskor i svampar kan observeras i processen för matsmältning och absorption av näringsämnen, i morfogenesen av svampstrukturer, i den osmotiska balansen och vid utvisningen av avfallsämnen.

Det finns mekanismer i dessa mikroorganismer som reglerar inträde och utträde av ämnen, såväl som specifika mekanismer för deras transport.

Cirkulationen av vätskor i dessa organismer är mycket viktig för deras överlevnad. Därför är ämnena som används för behandling av svampinfektioner syftade till att förändra permeabiliteten hos det cytoplasmiska membranet, generera en obalans i cellen som slutar i celldöd.

Näringscirkulation

Matningen av svamparna utförs genom en process som kallas direkt absorption. Detta system för assimilering av näringsämnen kräver ett tidigare steg där svamparna utsöndrar enzymer i miljön för att bryta ner organiskt material och därmed kunna absorbera sina näringsämnen i mindre molekyler.

Således utför de en slags yttre matsmältning (utanför cellstrukturen). Sedan korsar de upplösta näringsämnena cellväggen (som består av kitin) för att slutligen fördelas jämnt mot protoplasman genom en process som kallas enkel diffusion eller osmos, där det inte finns några energiförbrukningar.

Denna form av utfodring är känd under namnet osmotrofi. På grund av hur svampar äter sägs de dessutom vara heterotrofa, eftersom de inte kan producera sina egna organiska föreningar som förekommer i autotrofiska organismer.

Det vill säga den energi de behöver erhålls genom assimilering och metabolism av organiska föreningar löst av exoenzymer.

Strukturerna som ansvarar för att fördela näringsämnen i filamentösa eller flercelliga svampar är hyfer. Dessa deltar i utbytet av näringsämnen och vatten mellan de olika delarna av svampen.

Cirkulation av ämnen i morfogenes av svampstrukturer

Bildningen av svampens strukturer kräver också cirkulation av ämnen. Detta görs på något annorlunda sätt.

Hyphal töjning

Förlängning av hyfer i svamp är möjlig tack vare riktad transport av vesiklar som innehåller prekursorsubstanser från den hyfala väggen tillsammans med syntetaser. Dessa vesiklar riktas mot hyphas apikala kupol, där frigöringen av vesikulärt innehåll kommer att ske.

Genereringen av den nya hyfala väggen för bildning och polymerisation av mikrofibriller kräver enzymet kitinsyntetas. Detta enzym transporteras till den hyfala spetsen i mikrovesiklar som kallas kitosomer i form av zymogener (inaktivt enzym).

Kitosomer bildas i cytoplasma i en fri form eller i större vesiklar liknande de som genereras av Golgi-apparaten.

Därefter sker aktiveringen av kitinsyntetas genom fusionen av kitosomen till plasmalemmaet, vilket möjliggör interaktion mellan ett proteas bundet till membranet med det inaktiva enzymet (zymogen). Så här börjar mikrofibrilogenes av kitin vid den hyfala spetsen.

Spirande jäst

När det gäller jäst finns det också transport av ämnen. I detta fall är det nödvändigt för biosyntesen av jästcytoskelettet. Det kräver ett proteassyntetas som är jämnt fördelat i cytoplasma och som binder till cellmembranet.

Detta enzym är aktivt på jästtillväxtplatser och är inaktivt när det inte finns någon uppdelning.

Det antas att de aktiverande substanserna i enzymet kan transporteras genom mikrovesiklar till plasmalemma vid platser där cellväggsbiosyntes (spirande och septalseparation) är aktiv.

Balans mellan syntesen av förlängningen av hypha eller jästväggen och modifieringen av matrisen

I processerna för bildning och införande av nya strukturer och modifieringen av den befintliga matrisen, både när det gäller filamentösa svampar och i jästknoppar, måste det finnas en balans.

I detta avseende har närvaron av lytiska enzymer som transporteras i makrovesiklar upptäckts den hyfala spetsen eller jästknoppen upptäckts.

Dessa enzymer är P1-3-glucanas, N-acetyl-P-D-glukosaminas och kitinas. Enzymerna verkar när makrovesikeln smälter samman med plasmamembranet och frigörs på rätt plats för att utöva sin verkan (exocytos).

Osmoregulation

Denna process involverar förflyttning av ämnen genom olika mekanismer, såsom passiv transport, aktiv transport och exocytos.

Jäst och vissa formar kännetecknas av att de är osmofila eller xerotoleranta mikroorganismer. Detta innebär att de kan växa i icke-joniska miljöer med hög osmolaritet. Detta tillåter dem att växa på substrat med en hög koncentration av organiska föreningar, såsom glukos.

Mycket forskning har gjorts för att förstå denna mekanism, vilket avslöjar att jäst innehåller mycket hydrofila proteiner i dem som skyddar cellen från dehydrering.

Det har också upptäckts att ämnen som glycerol kan fungera som osmoregulatoriska ämnen som skyddar celler från svampar, vilket ger dem möjlighet att anpassa sig snabbare till osmotiska förändringar.

Substanstransportmekanismer

Inuti svampar kan tre olika typer av substanstransport uppstå: passiv transport, aktiv transport och exocytos.

Passiv transport är det som sker utan energiförbrukning, eftersom det sker genom enkel diffusion (utträde eller inträde av ämnen genom någon del av membranet). I detta fall passerar ämnet till andra sidan av membranet, där koncentrationen av den metaboliten är lägre. Således kan ett ämne passera från insidan av svampen till utsidan, eller tvärtom.

Det kan också ges genom underlättad diffusion, som fungerar enligt samma princip som den tidigare processen, med undantag för att den använder transporterproteiner som finns i plasmamembranet.

Å andra sidan är aktiv transport en som kräver energiförbrukning eftersom den sker mot en koncentrationsgradient.

Slutligen är exocytos utsöndring av ämnen till utsidan som frigörs genom vesiklar när de smälter samman med plasmamembranet.

Avfallshantering av avfall

Svampar, som ett resultat av metabolism, förvisar avfallsämnen som elimineras genom cellmembran. Denna process kallas utsöndring, och den sker genom exocytos.

Ämnen som släpps ut av svampar kan användas senare av andra organismer eller av dem själva.

Effekt av svampdödande medel på svampens cirkulation

Svampdämpande medel är ämnen som används för att eliminera patogena eller opportunistiska svampar som producerar en specifik patologi hos människor och djur.

Vad dessa läkemedel gör är att förändra rörelserna för vissa ämnen (som kalium eller natrium), vilket generellt orsakar att de lämnar cellerna. Å andra sidan inducerar andra inträde av kalciumjoner i kroppen, vilket orsakar celldöd.

Två av de vanligaste exemplen på svampdödande medel är amfotericin B och triazoler. Amphotericin B binder till svampsterolerna och destabiliserar cellpermeabiliteten, vilket tillåter cytoplasmatiskt material att fly, vilket orsakar död.

Å andra sidan förhindrar triazoler syntesen av ergosterol. Detta orsakar förlusten av svampmembranets integritet.

Ref.

1. Cole GT. Basbiologi av svampar. I: Baron S, redaktör. Medicinsk mikrobiologi. 4: e upplagan. Galveston (TX): University of Texas Medical Branch i Galveston; 1996. Kapitel 73. Tillgängligt från: ncbi.nlm.nih.
2. Robinow C, Marak J. På plasmamembranet av vissa bakterier och svampar. Omlopp. 1962; 26: 1092-1104. Finns på: ahajournals.org
3. Osmoregulation. Wikipedia, den fria encyklopedin. 21 april 2019, 00:20 UTC. 11 maj 2019, 01:13 sv.wikipedia.org
4. Moreno L. Reaktion från växter på stress på grund av vattenunderskott. En recension. Colombiansk agonomi, 2009; 27 (2): 179-191. Finns på: magazine.unal.edu.co
5. Thompson L. Antifungals. Rev Chil. infectol. . 2002; 19 (Suppl 1): S22-S25. Finns på: https: // scielo.