Circulação em fungos: nutrientes, substâncias, osmorregulação

O fungos circulação é o sistema em que o transporte de substâncias que ocorre a partir do exterior para o interior de fungos e vice-versa. Isso inclui a absorção de nutrientes para distribuí-los por toda a sua estrutura, bem como o transporte de enzimas e excreção de substâncias, além de outras funções que requerem troca de fluidos.

Esses organismos não contêm plantas semelhantes à clorofila, nem um sistema vascular sanguíneo, como no caso dos animais. Pelo contrário, os fungos não possuem tecido especializado para essa função.

Circulação em fungos: nutrientes, substâncias, osmorregulação 1

Representação gráfica da circulação de fluidos em hifas e leveduras. Imagem de origem no Flickr esquerdo, imagem no Wikipedia.com direito

No entanto, os fungos, como todos os seres vivos, se comportam como sistemas dinâmicos nos quais há transporte de substâncias e nutrientes. Nesse caso, eles são realizados através do movimento do citoplasma, ou com a ajuda de vesículas de transporte.

A circulação de fluidos nos fungos pode ser observada no processo de digestão e absorção de nutrientes, na morfogênese das estruturas fúngicas, no equilíbrio osmótico e na expulsão de resíduos.

Existem mecanismos nesses microorganismos que regulam a entrada e saída de substâncias, bem como mecanismos específicos para o seu transporte.

A circulação de fluidos nesses organismos é muito importante para sua sobrevivência. Portanto, as substâncias utilizadas no tratamento de infecções fúngicas visam alterar a permeabilidade da membrana citoplasmática, gerando um desequilíbrio na célula que termina em morte celular.

Circulação de nutrientes

A alimentação do fungo é realizada por um processo chamado absorção direta. Esse sistema de assimilação de nutrientes requer uma etapa anterior na qual os fungos secretam enzimas no meio ambiente para degradar a matéria orgânica e, portanto, são capazes de absorver seus nutrientes em moléculas menores.

Assim, eles realizam um tipo de digestão externa (fora da estrutura celular). Em seguida, os nutrientes dissolvidos atravessam a parede celular (composta de quitina) para finalmente serem distribuídos uniformemente ao protoplasma por um processo chamado difusão simples ou osmose, no qual não há gasto de energia.

Esta forma de alimentação é conhecida como osmotrofia. Além disso, devido à maneira como os fungos se alimentam, eles são considerados heterotróficos, já que não podem produzir seus próprios compostos orgânicos, como ocorre nos organismos autotróficos.

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Ou seja, a energia de que precisam é obtida através da assimilação e metabolismo de compostos orgânicos dissolvidos por exoenzimas.

As estruturas responsáveis ​​pela distribuição de nutrientes em fungos filamentosos ou multicelulares são as hifas. Eles participam da troca de nutrientes e água entre as diferentes partes do fungo.

Circulação de substâncias na morfogênese de estruturas de fungos

A formação de estruturas de fungos também requer a circulação de substâncias. Isso é realizado de maneira ligeiramente diferente.

Alongamento das hifas

O alongamento das hifas nos fungos é possível graças ao transporte direcional de vesículas que contêm substâncias precursoras da parede hifal ao lado das sintetases. Essas vesículas são direcionadas para a cúpula apical da hifa, onde ocorrerá a liberação do conteúdo vesicular.

A geração da nova parede hifal para a formação e polimerização de microfibrilas requer a enzima quitina sintetase. Essa enzima é transportada para a ponta do hifa nas microvesículas denominadas quitossomas em forma de zimogênio (enzima inativa).

Os quitossomas são formados no citoplasma livremente ou dentro de vesículas maiores semelhantes às geradas pelo aparelho de Golgi.

Posteriormente, a ativação da quitina sintetase ocorre pela fusão do quitossoma ao plasmmalema, permitindo a interação de uma protease ligada à membrana com a enzima inativa (zimogênio). É assim que a microfibrilogênese da quitina começa na ponta do hifa.

Levedura brotando

No caso de leveduras, há também transporte de substâncias. Neste caso, é necessário para a biossíntese do citoesqueleto de levedura. É necessária uma protease sintetase que seja distribuída uniformemente no citoplasma e que se ligue à membrana celular.

Essa enzima é ativa nos locais de crescimento de leveduras e é inativa quando não há divisão.

Acredita-se que substâncias ativadoras de enzimas possam ser transportadas através de microvesículas para o plasmalema em locais onde a biossíntese da parede celular é ativa (brotamento e separação septal).

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Equilíbrio entre a síntese do alongamento da parede da hifa ou levedura e a modificação da matriz

Nos processos de formação e inserção das novas estruturas e na modificação da matriz preexistente, tanto no caso de fungos filamentosos quanto de brotações de leveduras, deve haver um equilíbrio.

Nesse sentido, foi descoberta a presença de enzimas líticas que são transportadas nas macrovesículas para ir para a ponta do hifo ou para o broto da levedura.

Estas enzimas são β1-3-glucanase, N-acetil-β-D-glucosaminase e quitinase. As enzimas agem quando a macrovesícula se funde com a membrana plasmática, sendo liberada no local apropriado para exercer sua ação (exocitose).

Osmorregulação

A osmorregulação é o processo pelo qual os organismos controlam a entrada e saída de solutos do fungo, mantendo um equilíbrio osmótico que garante a homeostase e, ao mesmo tempo, protege a estabilidade da membrana plasmática.

Esse processo envolve o movimento de substâncias através de vários mecanismos, como transporte passivo, transporte ativo e exocitose.

Leveduras e alguns bolores são caracterizados por serem microrganismos osmofílicos ou xerotolerantes. Isso significa que eles podem se desenvolver em ambientes não iônicos de alta osmolaridade. Isso lhes permite crescer em substratos com alta concentração de compostos orgânicos, como glicose.

Muitas investigações foram realizadas para entender esse mecanismo, que revelou que leveduras contêm proteínas altamente hidrofílicas que protegem a célula da desidratação.

Também foi descoberto que substâncias como o glicerol podem atuar como substâncias osmorreguladoras que protegem as células fúngicas, dando-lhes a capacidade de se adaptar mais rapidamente às alterações osmóticas.

Mecanismos de transporte de substâncias

Dentro dos fungos, pode haver três tipos diferentes de transporte de substâncias: transporte passivo, transporte ativo e exocitose.

O transporte passivo é aquele que ocorre sem gasto de energia, pois ocorre por simples difusão (saída ou entrada de substâncias de qualquer lugar da membrana). Nesse caso, a substância passa para o outro lado da membrana, onde a concentração desse metabólito é menor. Assim, uma substância pode passar do interior do fungo para o exterior ou vice-versa.

Também pode ser dada por difusão facilitada, que funciona segundo o mesmo princípio do processo anterior, com a exceção de que utiliza proteínas de transporte encontradas na membrana plasmática.

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Por outro lado, o transporte ativo é aquele que requer gasto de energia, porque ocorre contra um gradiente de concentração.

Finalmente, exocitose é a excreção de substâncias no exterior que são liberadas pelas vesículas quando se fundem com a membrana plasmática.

Eliminação de resíduos

Os fungos, como resultado do metabolismo, expelem os resíduos que são removidos pelas membranas celulares. Esse processo é conhecido como excreção e é causado por exocitose.

Substâncias liberadas por fungos podem ser usadas posteriormente por outros organismos ou por si mesmas.

Efeito de agentes antifúngicos na circulação de fungos

Antifúngicos são substâncias usadas para eliminar fungos patogênicos ou oportunistas que estão produzindo uma patologia específica em humanos e animais.

O que eles fazem é alterar os movimentos de certas substâncias (como potássio ou sódio), geralmente fazendo com que deixem as células. Por outro lado, outros induzem a entrada de íons cálcio no corpo, causando a morte celular.

Dois dos exemplos mais comuns de antifúngicos são anfotericina B e triazóis. A anfotericina B se liga aos esteróis do fungo e desestabiliza a permeabilidade celular, permitindo que o material citoplasmático escape, causando a morte.

Por outro lado, os triazóis impedem a síntese de ergosterol. Isso causa a perda da integridade da membrana do fungo.

Referências Eferências

  1. Cole GT. Biologia Básica dos Fungos. In: Barão S, editor. Microbiologia Médica 4ª edição Galveston (TX): Divisão Médica da Universidade do Texas em Galveston; 1996. Capítulo 73. Disponível em: ncbi.nlm.nih.
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