Circulação em fungos: nutrientes, substâncias, osmorregulação - Ciência - 2023

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o circulação fúngica É o sistema pelo qual ocorre o transporte de substâncias de fora para dentro dos 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 a excreção de substâncias, além de outras funções que requerem troca de fluidos.

Esses organismos não contêm plantas semelhantes à clorofila, e também não contêm um sistema de vasos sanguíneos como no caso dos animais. Em contraste, os fungos não possuem nenhum tecido especializado para tal função.

Porém, os fungos, como todos os seres vivos, se comportam como sistemas dinâmicos nos quais há transporte de substâncias e nutrientes. Nesse caso, são realizadas por meio da movimentação do citoplasma, ou com o auxílio de vesículas transportadoras.

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

Existem mecanismos nesses microrganismos 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 para o tratamento das infecções fúngicas têm como objetivo alterar a permeabilidade da membrana citoplasmática, gerando um desequilíbrio na célula que culmina em morte celular.

Circulação de nutrientes

A alimentação dos fungos é realizada por um processo denominado absorção direta. Este sistema de assimilação de nutrientes requer uma etapa prévia na qual os fungos secretam enzimas no meio ambiente para degradar a matéria orgânica, e assim ser capaz de absorver seus nutrientes em moléculas menores.

Assim, eles realizam uma espécie de digestão externa (fora da estrutura celular). Posteriormente, os nutrientes dissolvidos cruzam a parede celular (que é composta de quitina) para finalmente serem distribuídos uniformemente em direção ao protoplasma por um processo denominado difusão simples ou osmose, no qual não há gasto de energia.

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

Ou seja, a energia de que necessitam é obtida por meio da assimilação e do metabolismo de compostos orgânicos dissolvidos por exoenzimas.

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

Circulação de substâncias na morfogênese de estruturas fúngicas

A formação das estruturas do fungo também requer a circulação de substâncias. Isso é feito de maneira um pouco diferente.

Elongação hifal

O alongamento das hifas em fungos é possível graças ao transporte direcional de vesículas contendo substâncias precursoras da parede das hifas junto com as sintetases. Essas vesículas são direcionadas para a cúpula apical da hifa, onde ocorrerá a liberação do conteúdo vesicular.

A geração da nova parede de hifas para a formação e polimerização de microfibrilas requer a enzima quitina sintetase. Esta enzima é transportada para a ponta das hifas em microvesículas chamadas quitossomas na forma de zimógenos (enzima inativa).

Os quitossomas se formam no citoplasma na forma livre ou dentro de vesículas maiores semelhantes às geradas pelo aparelho de Golgi.

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

Levedura de brotamento

No caso das leveduras também há transporte de substâncias. Nesse caso, é necessário para a biossíntese do citoesqueleto de levedura. Requer uma protease sintetase uniformemente distribuída no citoplasma e que se liga à membrana celular.

Esta enzima é ativa nos locais de crescimento da levedura e é inativa quando não há divisão.

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

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

Nos processos de formação e inserção de novas estruturas e na modificação da matriz pré-existente, tanto no caso de fungos filamentosos quanto em brotos de levedura, deve haver um equilíbrio.

Nesse sentido, foi descoberta a presença de enzimas líticas que são transportadas em macrovesículas para atingir a ponta da hifa ou o botão de levedura.

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

Osmorregulação

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

Esse processo envolve a movimentação de substâncias por meio 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 crescer em ambientes não iônicos com alta osmolaridade. Isso permite que cresçam em substratos com alta concentração de compostos orgânicos, como a glicose.

Muitas pesquisas foram feitas para entender esse mecanismo, que revelou que o fermento contém 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 dos fungos, dando-lhes a capacidade de se adaptarem mais rapidamente às mudanças osmóticas.

Mecanismos de transporte de substâncias

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

Transporte passivo é aquele que ocorre sem gasto de energia, pois ocorre por difusão simples (saída ou entrada de substâncias por qualquer parte 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 transportadoras encontradas na membrana plasmática.

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

Finalmente, a exocitose é a excreção de substâncias para o exterior que são liberadas através das vesículas quando se fundem com a membrana plasmática.

Eliminação de substâncias residuais

Os fungos, como resultado do metabolismo, expelem substâncias residuais que são eliminadas através das membranas celulares. Esse processo é conhecido como excreção e ocorre por meio de exocitose.

As substâncias liberadas pelos fungos podem ser utilizadas posteriormente por outros organismos ou por eles próprios.

Efeito dos antifúngicos na circulação de fungos

Os antifúngicos são substâncias utilizadas para eliminar fungos patogênicos ou oportunistas que estão produzindo uma patologia específica em humanos e animais.

O que essas drogas fazem é alterar os movimentos de certas substâncias (como potássio ou sódio), geralmente causando sua saída das 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 a anfotericina B e os triazóis. A anfotericina B se liga aos esteróis fúngicos 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 fúngica.

Referências

Cole GT. Biologia Básica de Fungos. In: Baron S, editor. Microbiologia Médica. 4ª edição. Galveston (TX): University of Texas Medical Branch em Galveston; 1996. Capítulo 73. Disponível em: ncbi.nlm.nih.
Robinow C, Marak J. On the Plasma Membrane of Some Bacteria and Fungi. Circulação. 1962; 26: 1092-1104. Disponível em: ahajournals.org
"Osmorregulação."Wikipédia, a enciclopédia livre. 21 de abril de 2019, 00h20 UTC. 11 de maio de 2019, 01:13 en.wikipedia.org
Moreno L. Resposta das plantas ao estresse devido ao déficit hídrico. Uma revisão. Agronomia colombiana, 2009; 27 (2): 179-191. Disponível em: magazines.unal.edu.co
Thompson L. Antifungals. Rev. chil. infectol. [Internet]. 2002 [citado em 10 de maio de 2019]; 19 (Suplemento 1): S22-S25. Disponível em: https: // scielo.