Fungos Disciplina: Microbiologia 7600082 Profa. Nelma R. S. Bossolan 30/10/2018 1
Objetivos de Aprendizagem 1. Caracterizar os fungos com relação à organização celular, ao modo de nutrição e aos tipos de reprodução. 2. Indicar os filos do Reino Fungi com exemplos de representantes. 3. Distinguir os membros do Reino Fungi dos Protistas. 4. Identificar os mecanismos por meio dos quais os fungos causam doenças. 5. Comparar as micoses superficiais das sistêmicas. 6. Descrever os mecanismos de ação dos fármacos antifúngicos. 7. Reconhecer microscopicamente a organização celular e conídios de diferentes classes de fungos (aula prática).
Árvore filogenética de Eukaria cinza Fonte: Madigan et al., 2016
Fungos o Micologia: ramo da microbiologia que estuda os fungos. o Cerca de 100.000 sps descritas (1.500.00 sps existentes?) o cerca de 200 sp patógenos (~50 sp patógenos humanos). o Bolores e cogumelos (filamentosos), leveduras (unicelulares). o Eucariontes, unicelulares, pluricelulares (sem tecido verdadeiro).
Decompositores Patógenos humanos e vegetais Fungos Biotecnologia Associações com outros organismos
FUNGOS FILOGENIA
Filogenia de fungos. Árvore baseada no rrna 18S, retratando as relações entre os principais grupos (filos) de fungos (Madigan et al., 2010). Batrachochytrium Quitrídeos: Termo informal para fungos com células flageladas em algum momento do ciclo de vida. Rhizopus Zigomicetos: espécies filamentosas cenocíticas, que não possuem corpo de frutificação. Glomus Morchella Glomeromicetos: simbiontes, formam endomicorrizas; hifas cenocíticas. Ascomicetos: fungos com filamentos ou unicelulares (leveduras), que reproduzem-se sexualmente por esporos formados nos ascos. Sacharomyces Amanita Basidiomicetos: fungos com filamentos ou unicelulares (leveduras), que reproduzem-se sexualmente por esporos formados nos basídios.
Quitridiomicetos (Filo Chytridiomycota) Predominantemente aquáticos, porém tb encontrados em solo e trato digestivo de mamíferos. Grupo mais basal dos fungos (esporos e gametas flagelados - denota ancestral comum com coanoflagelados). Há espécies patógenas de plantas e animais. B. dendrobatidis: quitridiomicose em anfíbios. Estrutura produtora de esporos de B. dendrobatidis. http://www.criptogamas.ib.ufu.br/node/319
Zigomicetos (Filo Zygomycota) Podem ser de vida livre, parasitas de plantas e animais ou simbiontes. Comuns em solos e plantas em decomposição. Também relacionados com o apodrecimento de alimentos. Hifas cenocíticas. R. stolonifer bolor preto do pão. (http://tolweb.org/treehouses/?treehouse_id=481 Mucor sp: esporângio maduro. (http://tolweb.org/images/mucorales/103792) Morangos cobertos por micélio de Rhizopus sp. (http://tolweb.org/zygomycota)
Glomeromicetos (Filo Glomeromycota) Grupo pequeno, com grande importância ecológica. Todas as espécies descritas formam endomicorrizas (ou micorrizas arbusculares). Hifas cenocíticas e apenas reprodução assexuada é conhecida. Endossimbiontes obrigatórios. Esporos de Glomus intraradices, um fungo micorrízico crescendo na raiz de uma planta hospedeira (fase pré-infecção). (http://www2.cnrs.fr/en/1821.htm)
Ascomicetos (Filo Ascomycota) Bolores verde-azulados, vermelhos e escuros que estragam os alimentos. Leveduras e os fungos comestíveis, como as trufas e morchelas. Hifas septadas. Reprodução assexuada conídios (esporos), produzidos nos conidióforos. Ascoma ou ascocarpo: corpo de frutificação formado por hifas dicarióticas. Levedura S. cerevisae Gênero Morchella: cogumelo comestível. Foto: Morchella esculenta (http://www.namyco.org/images/pictures/m orchella_work.jpg) Colônia de Aspergillus fumigatus em ágar extrato de malte.
Ascomicetos Colônia de Aspergillus fumigatus em ágar extrato de malte. À direita, microscopia óptica, 100x, corada. http://www.asperweb.co.uk/images/species Ferrugem em gramínea causada pelo ascomiceto Pyrenophora triticirepentis. (http://www.agroatlas.ru/en/content/diseases/tritici/tritici _Pyrenophora_tritici-repentis/)
Ascomicetos Sarcoscypha coccinea Tuber sp Scutellinia_scutellata
Basidiomicetos (Filo Basidiomycota) Cerca de 30.000 sps descritas. Cogumelos, orelhas-depau, patógenos de plantas (ferrugens e carvões) Hifas septadas com poros. Basidiocarpo: corpo de frutificação, micélio dicariótico, fase sexuada. Basídio: estrutura na qual os basidiósporos são formados por meiose. Amanita muscaria (venenoso) Agaricus fissuratus (comestível)
Basidiomicetos Ganoderma aplanatum Clavaria_rosea
FUNGOS ESTRUTURA E ORGANIZAÇÃO CELULAR, NUTRIÇÃO E REPRODUÇÃO
Estrutura celular o Parede celular: 80-90% polissacarídeo, mais proteínas, lipídeos, polifosfatos e íons orgânicos. o Quitina: polissacarídeo mais comum; polímero de N- acetilglicosamina; dispõe-se em feixes microfibrilares. o Outros: mananas, galactosanas e quitosanas. Cadeia aberta Estrutura em anel N-acetilglicosamina, um derivado da glicose.
Parede celular de Candida albicans. Fonte: http://www.nature.com/nrmicro/journal/v10/n2/fig_tab/nrmicro2711_f2.html
Estrutura celular omembrana plasmática: Ergosterol (substitui o colesterol das MP de eucariotos superiores). omolécula-alvo de fármacos anti-fúngicos. (http://www.doctorfungus.org/thedrugs/images/cholesterol_ergosterol.jpg)
Fungos Organização celular Septadas Formação de hifas Não septadas (Cenocíticas) Esporo tubo Hifa germinativo Micélio Tufos compactos de hifas, com forma pouco definida. Corpo de frutificação: estruturas reprodutivas macroscópicas
Fungos Organização celular Micélio como tufo compacto: bolores.
Fungos Organização celular Corpo de frutificação: estruturas macroscópicas, como os cogumelos, por exemplo. Amanita muscaria Basídios e basidiósporos do cogumelo Coprinus.
Fungos Organização celular Leveduras células únicas Micrografia de Saccharomyces cerevisae em diversos estágios de brotamento (Tortora, 2012) http://www.nature.com/nrmicro/journal /v11/n9/fig_tab/nrmicro3090_f1.html
Fungos Organização celular Fungos Dimórficos Histoplasma capsulatum (ascomiceto) um fungo dimórfico, que causa a histoplasmose.
Nutrição o Quimiorganotróficos. o Digestão extracelular de compostos orgânicos por meio de enzimas excretadas ou presas à parede (celulases, xilanases, lipases, pectinases, ligninases, amilases). o Transporte de nutrientes para a célula: o difusão livre (solutos lipossolúveis), o difusão facilitada (via enzima tipo permease), o transporte ativo (gradiente gerado pela H + - ATPase).
Nutrição o Temperatura e ph ótimo de crescimento: 25 o C e 5,0. o Maioria aeróbia. Leveduras anaeróbia facultativa. o Resistentes à pressão osmótica crescem em [ ] altas de açúcar ou sal.
Ciclo de vida Reprodução assexuada: fragmentação de hifas ou produção de esporos. Conídiósporos ou conídios: resistentes ao dessecamento, podem ser pigmentados (preto, azul, verde, vermelho, amarelo, marrom). Reprodução sexuada: fusão de núcleos a partir de hifas haplóides, meiose com produção de esporos. Esporos caracterizam os filos.
Ciclo de vida Reprodução Assexuada
Esporos assexuais característicos
Ciclo de vida Reprodução Sexuada
FUNGOS ALGUMAS DOENÇAS
Doenças causadas por fungos o Os fungos causam doenças por 3 mecanismos: 1. Infecção: crescimento sobre ou no interior do corpo, denominada micose. 2. Produção e ação de micotoxinas. 3. Provocam respostas imunes, após exposição a antígenos fúngicos específicos. Ex.: reação alérgica a Aspergillus spp.
Micoses o Segundo grau de envolvimento no tecido e modo de entrada, podem ser: o sistêmica, subcutânea, cutânea ou oportunista.
Micoses o Sistêmica: infecções no interior do corpo, podem afetar vários tecidos e órgãos. o geralmente resulta da inalação de esporos do solo; o iniciam-se nos pulmões e daí difundem-se para o resto do corpo; o não são contagiosas entre indivíduos; o histoplasmose (Histoplasma capsulatum), coccidioidomicose (Coccidioides immitis), paracoccidioidomicose ou blastomicose sul-americana (Paracoccidioides brasiliensis). o fungos dimórficos: filamentoso no solo e levedura no tecido.
Micoses o Subcutâneas: infecções localizadas abaixo da pele, geralmente via trauma. o causada por fungos saprofíticos que vivem no solo e na vegetação; o Esporotricose (Sporothrix schenkii): comum em jardineiros e pessoas que trabalham com a terra. Esporos ou micélio entram por lesões da pele. o Ulcerações nas mãos e áreas atingidas. Esporotricose, uma infecção subcutânea, causada por Sporothrix schenckii.
Micoses o Cutâneas: infecções localizadas na cama externa da epiderme (estrato córneo), pêlos, cabelo e unhas. o fungos são chamados de dermatófitos; dermatomicoses ( tinha ou tínea );. o fungos favorecidos pelo calor e umidade; secretam queratinases. o transmitidas entre indivíduos ou entre animais e indivíduo. o pé-de-atleta, onicomicose (unha). Micose superficial localizada no pé (pé-de-atleta), decorrente de uma infecção por Trichophyton rubrum.
Micoses o Oportunistas: causadas por fungos que não induzem doença na maioria das pessoas mas podem fazê-lo nas imunocomprometidas. o Mais comum: Candidíase o Candida albicans, faz parte da flora normal das mucosas dos tratos respiratório superior, gastrointestinal e genital feminino. o Sapinho, vaginite. o Candidíase pode se tornar sistêmica em indivíduos imunodeprimidos.
Micotoxinas o Micotoxicoses: doença fúngica causada pela ingestão de toxinas de fungos. o Aflatoxinas (Aspergillus flavus) em amendoim. o Toxina de Fusarium, fungo que cresce em grãos, como trigo e arroz. o Amanitina e faloidina (Amanita phalloides): ingestão do cogumelo. o Ergot : produzida por Claviceps purpurea, patógeno de plantas, presentes nos grãos. Fonte do LSD. Amanita phalloides Centeio infestado com Claviceps purpurea
Sítios de ação de alguns agentes quimioterápicos anti-fúngicos (Madigan et al., 2016)
Fármacos anti-fúngicos Categoria Alvo Exemplos Uso Polienos Integridade do ergosterol Anfotericina B Oral Azóis Síntese de ergosterol Fluconazol Itraconazol Cetoconazol Miconazol... Oral Oral Oral Tópico Alilaminas Síntese de ergosterol Terbenafina Oral, tópico Polioxinas Síntese de quitina Polioxina A Polioxina B Agrícola Agrícola 40
Capítulos com temas desta aula para estudo -Madigan et al., Microbiologia de Brock. São Paulo:Prentice-Hall, 14ª ed., 2016. Capítulo 17 (itens 17.9 a 17.14); Capítulo 27 (item 27.16); Capítulo 32 (itens 32.1 e 32.2). - Tortora et al., Microbiologia. Porto Alegre: ArtMed, 12ª ed., 2017. Capítulo 12, Fungos. 41
Bibliografia consultada para esta aula - Adl, S.M. et al. Diversity, Nomenclature, and Taxonomy of Protists. Syst. Biol. (2007) 56 (4): 684-689. -Campbell et al. Biologia. Porto Alegre: ArtMed, 8ª ed. - Kavanagh, K. (ed.). Fungi : biology and applications. Inglaterra: John Wiley and Sons. 2005. - Levinson, W.; Jawetz, E. Microbiologia Médica e Imunologia. Porto alegre: ArtMed, 4ª ed., 1998. (Parte 5) - Madigan et al., Microbiologia de Brock. São Paulo:Prentice-Hall, 14ª ed., 2016. -Tortora et al., Microbiologia. Porto Alegre: ArtMed, 12ª ed., 2017. - Site http://www.mycobank.org/defaultinfo.aspx?page=home 42