DIMORFINIAI GRYBAI: BENDRUMAI IR PAVYZDŽIAI - BIOLOGIJA - 2025

Kad dimorphic grybai yra tie, kurie turi dvi anatomines formas arba skirtingas morfologines: miceliniu formą ir kitą yeastlike. Ši dimorfizmo savybė pasireiškia tik kai kurioms grybelių rūšims ir yra vadinama grybeliniu dimorfizmu.

Grybienos morfologinėje fazėje dimorfinis grybelis pasirodo kaip masė, susidariusi iš hifų ar cilindrinių gijų rinkinio. Hifų funkcija yra maitinti grybelį, nes jie turi savybę absorbuoti maistines medžiagas. Grybiena yra vadinamasis vegetatyvinis makroskopinio daugialąsčio grybelio kūnas.

Figūra 1. Candida albicans mielių fazė. Šaltinis: Davidas Arqueasas iš „Wikimedia Commons“

Mielių fazėje dimorfinis grybelis pasirodo kaip mikroskopinis vienaląstis organizmas, turintis sferines ar kiaušialąstes. Jis taip pat turi galimybę suskaidyti organines medžiagas, cukrų ir angliavandenius fermentacijos metu.

Maža Ascomycota phyllum grybų grupė laikoma dimorfine; šie grybai turi galimybę užkrėsti žinduolius, augalus ir vabzdžius kaip parazitus.

2 pav. Candida albicans mycelialinėje fazėje. Šaltinis: Garnhami, iš „Wikimedia Commons“

Pavyzdžiai yra žmogaus patogenai (sukeliantys ligą), Candida albicans ir Histoplasma capsulatum. Taip pat fitopatogeninis grybelis Ophiostoma novo-ulmi, kuris sukelia olandų guobų ligą.

Kiti pavyzdžiai yra Ophiocordyceps unilateralis, entomopatogeninis grybelis, kuris pasižymi dimorfizmu ir išskiria cheminius junginius, kurie keičia užkrėstų skruzdėlių elgesį. Jis vadinamas „zombių skruzdžių grybeliu“.

Taip pat yra Malassezia furfur - dimorfinis grybelis, kuris yra ir fitopatogeninis, ir entomopatogeninis.

Dimorfizmas ir patogeniškumas

Grybelinis dimorfizmas yra susijęs su gebėjimu sukelti grybelinę ligą ar patogeniškumą.

Procesas, kurio metu grybelis pereina iš vienaląsčių būsenų mielių (mielių formos) pavidalu į daugialąstelę hyfae ar grybienos būklę, vadinamas fazės perėjimu. Šis perėjimas yra būtinas grybelio patogeniškumui ir virulentiškumui.

Patogeninis grybelis gauna signalus su informacija iš jį supančios aplinkos ir pagal savo patogumą reaguoja virsdamas viena iš dviejų fazių. Pavyzdžiui, yra grybų, kurie keičia savo būklę priklausomai nuo aplinkos temperatūros, tada yra priklausomi nuo šilumos.

Tai yra grybeliai, kurie auga dirvožemyje nuo 22 iki 26 ° C temperatūroje ir lieka micelinės būklės. Šios grybienos gali suskaidyti ir tapti suspensijomis ore ar aerozoliuose dėl tokių pokyčių, kaip stichinės nelaimės ar žmogaus įsikišimas (be kita ko, statyba, žemės ūkis).

Įkvėpus žinduolio šeimininko, ore plintantys grybeliai kolonizuoja plaučius, kur palaikoma 37 ^° C temperatūra. Šioje temperatūroje mycelial hyfae veikia kaip infekcijos plitimas, virsdamas patogeninėmis mielėmis ir sukeldamas pneumoniją.

Kai infekcija nustatoma plaučiuose, mielės gali plisti į kitus organus, tokius kaip oda, kaulai ir smegenys.

Faktorių, lemiančių fazės pokytį ar grybelinį dimorfizmą

Tarp aplinkos veiksnių, sukeliančių grybelio virsmą iš vienos būsenos į kitą grįžtamu būdu, yra šie.

Temperatūros pokyčiai

Temperatūros pokyčiai sukelia pereinamosios arba morfologinės fazės pokyčius grybelių rūšyse Talaromyces marneffei. Kai aplinkos temperatūra yra nuo 22 iki 25 ^° C, grybelis pasižymi gleivine morfologija (hiphalu), o pakilus iki 37 ^° C temperatūra įgyja mielių morfologiją.

Kitos žmonėms patogeniškos grybelių rūšys, turinčios priklausomą nuo temperatūros dimorfizmą, yra Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi ir Emmansia sp.

Maistingų medžiagų pokyčiai

Candida albicans rūšies fazėse vyksta toks poslinkis: esant mitybinėms terpėms, morfologija yra mielės, tuo tarpu mitybinėse medžiagose, kuriose trūksta maistinių medžiagų, augimo forma yra micelinė gijinė.

Bendri temperatūros ir maistinių medžiagų pokyčiai ar toksinių medžiagų buvimas

Nors atrodo, kad temperatūra yra pagrindinis aplinkos dirgiklis, nukreipiantis perėjimą nuo hipos (esant 22–25 ° C) prie mielių (esant 37 ^° C) ir atvirkščiai, yra papildomų dirgiklių, turinčių įtakos morfologiniams pokyčiams, pavyzdžiui, anglies dioksidas (CO ₂ ), cisteino, estradiolio ar toksiškų medžiagų buvimas terpėje.

Kai kurioms grybų rūšims reikia pokyčių tiek aplinkos veiksniuose (temperatūra ir maistinių medžiagų prieinamumas), kad būtų išreikštas dimorfizmas. Taip pat kiti aplinkos pokyčiai, pavyzdžiui, metalų ar kompleksonų sukėlėjai, gali sukelti morfologinius fazių pokyčius.

Žmogaus patogeniniai dimorfiniai grybeliai

Toliau trumpai aprašomi trys žmonių patogeninių dimorfinių grybelių pavyzdžiai.

Talaromyces marneffei

Tai patogeninė grybelinė rūšis, priklausanti Ascomycota phyllum. Tai rodo nuo temperatūros priklausomą dimorfizmą: esant 25 ^° C jis auga savo gijinėje fazėje kaip saprofitas, o esant 37 ^° C - parazitinių mielių morfologijai.

Grybelis T. marneffei gali sukelti mirtiną viso organizmo infekciją; penicilozė, pavadinta dėl senojo taksonominio pavadinimo kaip Penicillium marneffei.

Morfologinės formos ar fazės

Grybelis T. marneffei, buvęs hipofalinėje ar gijinėje fazėje, auga pilkšvai baltose kolonijose, lygaus ir lygaus paviršiaus. Šios kolonijos pasikeičia į rausvai rudą spalvą su geltonais tonais, o jų paviršius įgauna spinduliuotą reljefą, o apatinė dalis yra lašišos spalvos.

Mielių fazėje T. marneffei vystosi mažos dramblio kaulo spalvos kolonijos, turinčios grubų išvaizdą.

Rezervuarai

T. marneffei rezervuarai yra dirvožemis (atogrąžose ir subtropikuose, lietaus sezono metu - nuo gegužės iki spalio) ir keletas rūšių bambuko žiurkių (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis ir Rhizomis pruinosis).

Šeimininkai

Patogeninio T. marneffei grybelio šeimininkai yra žiurkės, žmonės, katės ir šunys.

Grybelis T. marneffei į organizmą patenka daugiausia per kvėpavimo takus. Jis taip pat gali prasiskverbti kitu būdu, išskyrus virškinimo kelią.

Klinikinės apraiškos

T. marneffei grybelis sukelia oportunistinę generalizuotą ar sisteminę infekciją žmonėms, turintiems imunodeficitą. Iš pradžių per kraują jis paveikia plaučius, o paskui skirtingus organus. Tai sukelia pažeidimus papulės pavidalu ant kaklo, veido ir bagažinės odos.

Candida albicans

Grybelis Candida albicans priklauso gumbeliui Ascomycota ir turi dimorfizmą, priklausomą nuo maisto medžiagų prieinamumo.

Candida albicans mielių ląstelės atrodo tinkamiausios kraujo paskleidimui ir virulentiškumo faktoriui. Hipalo fazė buvo pasiūlyta kaip invaziškiausia skverbiantis į audinius ir kolonizuojant organus.

Perėjimas nuo mielių prie hifos yra greitas procesas, kurį lemia aplinkos veiksniai, tokie kaip anglies dioksido lygis, deguonies trūkumas, maistinės terpės ir temperatūros pokyčiai.

Dėl pleomorfizmo ar daugiafazių pokyčių šis grybelis gali išgyventi savo šeimininko imuninės gynybos mechanizmus. Mielių fazėje morfologija yra sferinių arba kiaušialąsčių ląstelių mažomis grupėmis. Hipos fazėje arba gijinio grybelio morfologijoje ląstelės atrodo pailgos, ištemptos gijų pavidalu.

Be to, mielių fazėje jis įgyja simbiotinę gyvybės formą, o hipalinėje fazėje tampa patogeniniu parazitu.

Rezervuaras

Candida albicans rezervuaras yra žmogaus kūnas. Jo yra odos mikrofloroje, virškinimo trakte, burnos ertmėje ir Urogenitalinėje sistemoje.

Šeimininkai

Žmogaus organizmas veikia kaip Candida albicans, kurio patekimo būdas yra oda ir gleivinės, šeimininkas.

Grybelis Candida albicans sukelia kandidozę ar moniliazę, pažeidžiančią odą, nagus, burnos gleivinę ir virškinimo trakto gleivinę. Žmonėms, kurių imuninė sistema slopinama, infekcija gali tapti sisteminė ar generalizuota visame kūne.

Candida albicans gali peržengti kraujo ir smegenų barjerą. Pastebėta, kad sergant sunkiomis šio patogeninio grybelio infekcijomis 40% mirštamumas.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum priklauso gleivinei Ascomycota. Tai yra grybelinė rūšis, patogeniška žmonėms ir pasižyminti temperatūros priklausomu dimorfizmu. Grybelis auga dirvožemyje ir ant žvaigždžių (Stumus vulgaris), juodųjų paukščių (Turdus merula) ir įvairių rūšių šikšnosparnių išmatų mišinių.

„Histoplasma capsulatum“ grybelis paplitęs paukščių paplitimo vietose ir urvuose, palėpėse ar medžių skylėse, kuriose gyvena šikšnosparniai.

Šis grybelis yra plačiai paplitęs visoje planetoje, išskyrus Antarktidą. Tai dažnai siejama su upių slėniais. Jis ypač randamas Misisipės ir Ohajo upių slėniuose JAV.

Morfologinės formos ar fazės

Histoplasma capsulatum rodo gijų ir mieliagrybių augimą saprofitinio gyvenimo pavidalu dirvožemyje. Užkrėsdamas gyvūnus ar žmones, jis vystosi augimo fazėje parazitinių mielių pavidalu, esant 37 ^° C kūno temperatūrai .

Grybienos morfologinę fazę sudaro hifai. Iš pradžių kolonijos yra baltos, medvilninės, vėliau pasidaro tamsiai rudos, o apačia - nuo geltonos iki oranžinės.

Mielių fazėje yra kiaušidžių ląstelės, lėtai augančios 37 ^° C temperatūroje, kurios sudaro nuo pilkos iki smėlio spalvos kolonijas, turinčias drėgmę ir kremą.

Rezervuarai

Histoplasma capsulatum rezervuarai yra dirvožemis, užterštas paukščių ir šikšnosparnių gausiais azoto kiekiais.

Šeimininkai

Histoplasma capsulatum šeimininkams priskiriami žmogaus organizmai, kai kurie paukščiai (starkiai, juodieji paukščiai, pienligė, vištos, kalakutai, žąsys), šikšnosparniai, šunys, katės, graužikai, arkliai ir galvijai.

Šis grybelis patenka į žmogaus organizmą per kvėpavimo takus, poodinius (per odą) ir gleivines.

Klinikinės apraiškos

Ūminiai Histoplasma capsulatum infekcijos atvejai yra labai dažni, pasireiškiantys tokiais simptomais kaip karščiavimas, peršalimas, šaltkrėtis, galvos skausmas, krūtinės skausmas, nuovargis, eritema ir bėrimas.

Nuorodos

1. Hiten, D., Madhani, G ir Fink, GR (1998). Gijinių gijų diferenciacijos ir virulentiškumo kontrolė. Ląstelių biologijos tendencijos. 8 (9): 348–353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. and Gold, SE (2008). Grybelinių augalų patogenų dimorfizmas. Mikrobiologijos raidės. 284 (2): 127–134.
3. Navarro-Mendoza, M., Pérez-Arques, C., Murcia, L., Martínez-García, P., Lax, C .; Sanchis, M. et al. (2018 m.). Naujos feroksidazių genų šeimos komponentai, susiję su virulencija, yra funkciškai specializuoti grybeliniame dimorfizme. Gamta. Moksliniai pranešimai 8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, JC, Wüthrich, M. ir Bruce S. Klein, BS (2006). Visuotinė grybų dimorfizmo ir Virulencijos kontrolė. Mokslas. 312 (5773): 583-588. doi: 10.1126 / mokslas.1124105
5. Zhong, Y., Yan; M., Jiang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Zhang, L. ir kt. (2019 m.). Mikofenolio rūgštis, kaip perspektyvus grybelio dimorfizmo slopiklis, padedantis kontroliuoti cukranendrių ligas, kurias sukelia Sporisorium scitamineum. Žemės ūkio ir maisto chemijos žurnalas. 67 (1): 112–119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893