DIMORFISKA SVAMPAR: GENERALITETER OCH EXEMPEL - BIOLOGI - 2025

De dimorfa svamparna är de som har två anatomiska former eller olika morfologiska: en mycelform och en annan jästliknande. Denna egenskap av dimorfism visas endast av vissa svamparter och kallas svampdimorfism.

I den morfologiska fasen av mycelium förekommer den dimorfa svampen som en massa som bildas av en uppsättning hyfer eller cylindriska filament. Hyfernas funktion är att nära svampen, eftersom de har förmågan att ta upp näringsämnen. Myceliet utgör den så kallade vegetativa kroppen hos en makroskopisk multicellulär svamp.

Figur 1. Candida albicans jästfas. Källa: David Arqueas, från Wikimedia Commons

I jästfasen uppträder den dimorfiska svampen som en mikroskopisk encellig organism med sfäriska eller äggformiga celler. Det har också förmågan att bryta ner organiskt material, sockerarter och kolhydrater genom jäsningsprocesser.

En liten grupp svampar inom Ascomycota phyllum betraktas som dimorf. dessa svampar har förmågan att infektera däggdjur, växter och insekter som parasiter.

Bild 2. Candida albicans i mycelfasen. Källa: Garnhami, från Wikimedia Commons

Exempel inkluderar de mänskliga patogenerna (sjukdom som orsakar), Candida albicans och Histoplasma capsulatum. Även den fytopatogena svampen Ophiostoma novo-ulmi, som orsakar holländsk alm-sjukdom.

Andra exempel är Ophiocordyceps unilateralis, en entomopatogen svamp som presenterar dimorfism och utsöndrar kemiska föreningar som förändrar beteendet hos infekterade myror. Det kallas "svamp av zombie myror."

Det finns också Malassezia furfur, en dimorf svamp som är både fytopatogen och entomopatogen.

Dimorfism och patogenicitet

Svampdimorfism är relaterat till förmågan att orsaka svampsjukdomar eller patogenicitet.

Processen genom vilken en svamp passerar från ett encellat tillstånd i form av jäst (jästformigt) till ett flercelligt tillstånd av hyfer eller mycel, kallas fasövergång. Denna övergång är avgörande för svampens patogenicitet och virulens.

Den patogena svampen får signaler med information från miljön som omger den, och enligt dess bekvämlighet svarar den genom att förvandla sig själv till en av de två faserna. Till exempel finns det svampar som ändrar deras tillstånd beroende på omgivningens temperatur och då är termodoberoende.

Detta är fallet med svampar som växer i jorden vid en temperatur på 22 till 26 ° C, som förblir i ett mycelialt tillstånd. Dessa mycelier kan fragmentera och bli suspensioner i luften eller aerosoler på grund av förändringar som naturkatastrofer eller mänsklig ingripande (konstruktion, jordbruk, bland andra).

Vid inandning av en däggdjursvärd koloniserar luftburna svampar lungorna, där temperaturen hålls vid 37 ^° C. Vid denna temperatur fungerar mycelialhyfer som smittsamma former, blir patogena jästar och orsakar lunginflammation.

När infektionen har etablerats i lungorna kan jästarna spridas till andra organ, såsom hud, ben och hjärna.

Faktorer som bestämmer fasändring eller svampdimorfism

Följande är bland de miljöfaktorer som genererar omvandlingen av svampen från ett tillstånd till ett annat.

Förändringar i temperatur

Förändringen i temperatur genererar en övergång eller morfologisk fasförändring i svamparterna Talaromyces marneffei. När omgivningstemperaturen är mellan 22 och 25 ^° C uppvisar svampen filamentös morfologi (hyphal), och när temperaturen stiger till 37 ^° C får den jästmorfologi.

Andra humana patogena svamparter med temperaturberoende dimorfism är Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi och Emmansia sp.

Förändring av näringsämnets tillgänglighet

I arten Candida albicans sker följande fasövergång: i närvaro av näringsrika medier är morfologin jäst, medan i näringsfattiga medier är tillväxtformen mycelialtrådig.

Gemensamma förändringar i temperatur och näringsämne tillgänglighet eller närvaro av giftiga ämnen

Även om temperaturen tycks vara den dominerande miljöstimulan som leder övergången från hypha (vid 22-25 ° C) till jäst (vid 37 ^° C) och vice versa, finns det ytterligare stimuli som påverkar den morfologiska förändringen, såsom koncentrationen av koldioxid (CO ₂ ), närvaron av cystein, östradiol eller toxiska ämnen i mediet.

Vissa svamparter kräver förändringar av både miljöfaktorer (temperatur och näringsämne tillgänglighet) för att uttrycka dimorfism. Andra miljöförändringar, såsom närvaro av metaller eller kelaterande medel, kan också utlösa morfologiska fasövergångar.

Mänskliga patogena dimorfiska svampar

Tre exempel på humana patogena dimorfiska svampar beskrivs kort nedan.

Talaromyces marneffei

Det är en patogen svampart som tillhör Ascomycota phyllum. Den visar temperaturberoende dimorfism: vid 25 ^° C växer den i sin filamentösa fas som en saprofyt, och vid 37 ^° C visar den parasitiska jästmorfologin.

Svampen T. marneffei kan orsaka en dödlig infektion av hela organismen; penicillos, uppkallad efter sitt gamla taxonomiska namn som Penicillium marneffei.

Morfologiska former eller faser

Svampen T. marneffei i den hyfala eller filamentösa fasen växer i gråvita kolonier, med en slät och slät yta. Dessa kolonier ändras till en rödbrun färg med gula toner, medan deras yta får en utstrålad lättnad, med undersidan av en laxfärg.

I jästfasen utvecklar T. marneffei små elfenbensfärgade kolonier med en grovt lättnad.

reservoarer

T. marneffei reservoarer är marken (i tropikerna och subtroperna, under regnperioder, från maj till oktober), och flera arter av bambu råttor (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis och Rhizomis pruinosis).

värdar

Vanliga värdar för den patogena svampen T. marneffei är råttor, människor, katter och hundar.

Svampen T. marneffei kommer in i kroppen huvudsakligen genom luftvägarna. Det kan också tränga igenom någon annan väg än matsmältningsvägen.

Kliniska manifestationer

Svampen T. marneffei orsakar opportunistisk generaliserad eller systemisk infektion hos immunbristliga människor. Det påverkar initialt lungorna och sedan olika organ via blodomloppet. Det producerar skador i form av papler på huden i nacken, ansiktet och bagageutrymmet.

Candida albicans

Svampen Candida albicans tillhör phyllum Ascomycota och presenterar dimorfism beroende på tillgången på näringsämnen.

Hos Candida albicans verkar jästceller vara den mest lämpade för blodspridning och virulensfaktor. Medan den hyfala fasen har föreslagits som den mest invasiva i vävnadsgenomträngning och organkolonisering.

Övergången från jäst till hypha är en snabb process som orsakas av miljöfaktorer som halter av koldioxid, brist på syre, förändringar i näringsmediet och i temperatur.

Genom pleomorfism eller flera fasförändringar kan denna svamp överleva värdens immunförsvarsmekanismer. I jästfasen är morfologin sfäriska eller äggformiga celler i små grupper. I den hyfala fasen eller den filamentösa svampmorfologin verkar cellerna långsträckta, sträckta i form av filament.

Dessutom får den i jästfasen en symbiotisk livsform och i den hyfala fasen blir den en patogen parasit.

Reservoar

Behållaren för Candida albicans är människokroppen. Det finns i mikrofloraen i huden, i mag-tarmkanalen, i munhålan och i könsorganet.

värdar

Den mänskliga organismen fungerar som en värd för Candida albicans, vars inträdesväg är huden och slemhinnorna.

Candida albicans-svampen producerar candidiasis eller moniliasis, vilket påverkar huden, naglarna, slemhinnorna i munnen och mag-tarmslemhinnan. Hos immunsupprimerade människor kan infektionen bli systemisk eller generaliserad i hela kroppen.

Candida albicans kan passera blod-hjärnbarriären. Dödlighet på 40% rapporteras vid allvarliga infektioner med denna patogena svamp.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum tillhör phyllum Ascomycota. Det är en svampart som är patogen för människor och uppvisar temperaturberoende dimorfism. Svampen växer i jord och på blandningar av feces från starar (Stumus vulgaris), svartfåglar (Turdus merula) och olika slagträarter.

Histoplasma capsulatum svamp är vanligt i fåglarna och i grottor, vindar eller trädhål som bor i fladdermöss.

Svampen har en bred distribution över hela planeten, utom i Antarktis. Det är ofta förknippat med floddalar. Det finns särskilt i dalarna i floderna Mississippi och Ohio i USA.

Morfologiska former eller faser

Histoplasma capsulatum visar filamentös, mycelial tillväxt i form av ett saprofytiskt liv i jorden. När man infekterar djur eller människor utvecklar det tillväxtfasen i form av parasitjäst vid en kroppstemperatur på 37 ^° C.

Den morfologiska fasen av mycelium består av hyfer. Kolonierna är ursprungligen vita, bomulliga och blir senare mörkbruna med en gul till orange undersida.

Jästfasen har ovoida celler, långsamt växande vid 37 ^° C, som bildar grå till beige kolonier med ett fuktigt och krämigt utseende.

reservoarer

Reservoarerna av Histoplasma capsulatum är jord som är kontaminerad med kväverik fågel- och fladdermössavfall.

värdar

Histoplasma capsulatum värdar inkluderar mänskliga organismer, några fåglar (starar, svartfåglar, trostar, kycklingar, kalkoner, gäss), fladdermöss, hundar, katter, gnagare, hästar och nötkreatur.

Denna svamp kommer in i människokroppen genom andningsorganen, perkutan (genom huden) och slemhinnor.

Kliniska manifestationer

Fall av akut lunginfektion genom Histoplasma capsulatum är mycket vanliga med symtom som feber, förkylning, frossa, huvudvärk, bröstsmärta, trötthet, erytem och utslag.

referenser

1. Hiten, D., Madhani, G och Fink, GR (1998). Kontroll av filamentös differentiering och virulens hos svampar. Trender inom cellbiologi. 8 (9): 348-353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. och Gold, SE (2008). Dimorfism i svampväxtpatogener. Mikrobiologibrev. 284 (2): 127–134.
3. Navarro-Mendoza, M., Pérez-Arques, C., Murcia, L., Martínez-García, P., Lax, C. Sanchis, M. et al. (2018). Komponenter i en ny genfamilj av ferroxidaser involverade i virulens är funktionellt specialiserade på svampdimorfism. Natur. Vetenskapliga rapporter 8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, JC, Wüthrich, M. och Bruce S. Klein, BS (2006). Global kontroll av dimorfism och virulens i svampar. Vetenskap. 312 (5773): 583-588. doi: 10.1126 / science.1124105
5. Zhong, Y., Yan; M., Jiang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Zhang, L. et al. (2019). Mykofenolisk syra som en lovande svampdimorfismhämmare för att kontrollera sockerrörssjukdom orsakad av Sporisorium scitamineum. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 67 (1): 112–119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893