DIMORFE SOPP: GENERALITETER OG EKSEMPLER - BIOLOGI - 2025

De dimorfe soppene er de som har to anatomiske former eller forskjellige morfologiske: en mycelform og en annen gjærlignende. Denne egenskapen til dimorfisme vises kun av noen sopparter og kalles soppdimorfisme.

I den morfologiske fasen av mycelium fremstår den dimorfe soppen som en masse dannet av et sett med hyfer eller sylindriske filamenter. Funksjonen til hyfene er å gi næring til soppen, da de har evnen til å absorbere næringsstoffer. Myceliet utgjør den såkalte vegetative kroppen til en makroskopisk multicellular sopp.

Figur 1. Candida albicans gjærfase. Kilde: David Arqueas, fra Wikimedia Commons

I gjærfasen vises den dimorfe soppen som en mikroskopisk unicellular organisme, med sfæriske eller eggformede celler. Det har også evnen til å bryte ned organisk materiale, sukker og karbohydrater gjennom gjæringsprosesser.

En liten gruppe sopp i Ascomycota phyllum regnes som dimorf. disse soppene har muligheten til å infisere pattedyr, planter og insekter som parasitter.

Figur 2. Candida albicans i mycelial fase. Kilde: Garnhami, fra Wikimedia Commons

Eksempler inkluderer menneskelige patogener (sykdomsårsakende), Candida albicans og Histoplasma capsulatum. Også den fytopatogene soppen Ophiostoma novo-ulmi, som forårsaker nederlandsk alm-sykdom.

Andre eksempler er Ophiocordyceps unilateralis, en entomopatogen sopp som presenterer dimorfisme og utskiller kjemiske forbindelser som endrer oppførselen til infiserte maur. Det kalles "soppen til zombie-maur."

Det er også Malassezia furfur, en dimorf sopp som både er fytopatogen og entomopatogen.

Dimorfisme og patogenisitet

Soppdimorfisme er relatert til evnen til å forårsake soppsykdommer eller patogenisitet.

Prosessen der en sopp går fra en encellet tilstand i form av gjær (gjærformig) til en flercellet tilstand av hyfer eller mycel, kalles faseovergang. Denne overgangen er viktig for soppens patogenisitet og virulens.

Den sykdomsfremkallende soppen mottar signaler med informasjon fra omgivelsene som omgir den, og etter sin bekvemmelighet reagerer den ved å transformere seg selv til en av de to fasene. For eksempel er det sopp som endrer tilstand avhengig av temperaturen i miljøet, og blir termodhengig.

Dette er tilfelle av sopp som vokser i jorda ved en temperatur på 22 til 26 ° C, som forblir i en mycelial tilstand. Disse myceliene kan fragmentere og bli suspensjoner i luften eller aerosoler på grunn av effekten av endringer som naturkatastrofer eller menneskelig intervensjon (konstruksjon, landbruk, blant andre).

Ved innånding av en pattedyrvert koloniserer luftbårne sopp lungene, der temperaturen holdes på 37 ^° C. Ved denne temperaturen fungerer mycelhyfer som smittsomme former, blir patogene gjær og forårsaker lungebetennelse.

Når infeksjonen er etablert i lungene, kan gjærene spre seg til andre organer, som hud, bein og hjerne.

Faktorer som bestemmer faseendring eller soppdimorfisme

Følgende er miljøfaktorer som genererer transformasjonen av soppen fra en tilstand til en annen.

Endringer i temperatur

Endringen i temperatur genererer en overgang eller morfologisk faseendring i soppartene Talaromyces marneffei. Når omgivelsestemperaturen er mellom 22 og 25 ^° C, presenterer soppen filamentøs morfologi (hyphal), og når temperaturen stiger til 37 ^° C, får den gjærmorfologi.

Andre humane patogene sopparter med temperaturavhengig dimorfisme er Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi og Emmansia sp.

Endring i tilgjengeligheten av næringsstoffer

Hos arten Candida albicans skjer følgende faseovergang: i nærvær av næringsrike medier er morfologien gjær, mens i næringsfattige medier er vekstformen mycelialtråd.

Felles endringer i temperatur og næringsstofftilgjengelighet eller tilstedeværelse av giftige stoffer

Selv om temperaturen ser ut til å være den dominerende miljøstimuleringen som styrer overgangen fra hypha (ved 22-25 ° C) til gjær (ved 37 ^° C) og omvendt, er det ytterligere stimuli som påvirker den morfologiske endringen, for eksempel konsentrasjonen av karbondioksid (CO ₂ ), tilstedeværelsen av cystein, østradiol eller giftige stoffer i mediet.

Noen sopparter krever endringer i både miljøfaktorer (temperatur og næringsstofftilgjengelighet) for å uttrykke dimorfisme. Andre miljøendringer, for eksempel tilstedeværelsen av metaller eller chelateringsmidler, kan utløse morfologiske faseoverganger.

Menneskelige patogene dimorfiske sopp

Tre eksempler på humane patogene dimorfe sopp er kort beskrevet nedenfor.

Talaromyces marneffei

Det er en sykdomsframkallende soppart som hører til Ascomycota phyllum. Den viser temperaturavhengig dimorfisme: ved 25 ^° C vokser den i sin trådformede fase som en saprofyt, og ved 37 ^° C viser den parasittisk gjærmorfologi.

Soppen T. marneffei kan forårsake en dødelig infeksjon av hele organismen; penicillosis, oppkalt etter sitt gamle taksonomiske navn som Penicillium marneffei.

Morfologiske former eller faser

Soppen T. marneffei i den hyfale eller filamentøse fasen, vokser i gråhvite kolonier, med en jevn og glatt overflate. Disse koloniene skifter til en rødbrun farge med gule toner, mens overflaten deres får en utstrålt lettelse, med undersiden av en laksefarge.

I gjærfasen utvikler T. marneffei små elfenbenfargede kolonier med en grov relieff.

reservoarer

Reservoarene til T. marneffei er jorda (i tropene og subtropene, i regntider, fra mai til oktober), og flere arter av bambusrotter (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis og Rhizomis pruinosis).

verter

Vanlige verter for den patogene soppen T. marneffei er rotter, mennesker, katter og hunder.

Soppen T. marneffei kommer inn i kroppen hovedsakelig gjennom luftveiene. Det kan også trenge gjennom en hvilken som helst annen rute enn fordøyelsesveien.

Kliniske manifestasjoner

Soppen T. marneffei forårsaker opportunistisk generalisert eller systemisk infeksjon hos immunsviktige mennesker. Det påvirker først lungene og deretter forskjellige organer via blodomløpet. Det produserer lesjoner i form av papler på huden i nakken, ansiktet og bagasjerommet.

Candida albicans

Soppen Candida albicans tilhører phyllum Ascomycota og presenterer dimorfisme avhengig av tilgjengeligheten av næringsstoffer.

Hos Candida albicans ser det ut til at gjærceller er de mest egnede for blodformidling og virulensfaktor. Mens den hyfale fasen har blitt foreslått som den mest invasive i vevsinntrenging og organkolonisering.

Overgangen fra gjær til hypha er en rask prosess, indusert av miljøfaktorer som nivåer av karbondioksid, mangel på oksygen, endringer i næringsmediet og i temperatur.

Gjennom pleomorfisme eller flere faseendringer kan denne soppen overleve immunforsvarsmekanismene til verten. I gjærfasen er morfologien sfæriske eller eggformede celler i små grupper. I den hyfale fasen eller filamentøs soppmorfologi vises cellene langstrakte, strukket i form av filamenter.

I gjær får fasen en symbiotisk livsform, og i den hyfale fasen blir den en patogen parasitt.

Reservoir

Reservoaret for Candida albicans er menneskekroppen. Den er til stede i mikrofloraen i huden, i mage-tarmkanalen, i munnhulen og i kjønnsorganene.

verter

Den menneskelige organismen fungerer som en vert for Candida albicans, hvis inngangsvei er hud og slimhinner.

Candida albicans-soppen produserer candidiasis eller moniliasis, som påvirker huden, neglene, slimhinnene i munnen og mage-tarmslimhinnen. Hos immunsupprimerte mennesker kan infeksjonen bli systemisk eller generalisert i hele kroppen.

Candida albicans er i stand til å krysse blod-hjerne-barrieren. Dødeligheten på 40% er rapportert ved alvorlige infeksjoner med denne sykdomsfremkallende soppen.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum tilhører phyllum Ascomycota. Det er en soppart som er sykdomsfremkallende for mennesker og viser temperaturavhengig dimorfisme. Soppen vokser i jord og på blandinger av avføring fra starlinger (Stumus vulgaris), svartfugl (Turdus merula) og forskjellige arter av flaggermus.

Histoplasma capsulatum sopp er utbredt i fuglehageområder og i huler, loft eller trehull som bor i flaggermus.

Denne soppen har en bred fordeling over hele planeten, unntatt i Antarktis. Det er ofte assosiert med elvedaler. Det finnes spesielt i dalene i elvene Mississippi og Ohio i USA.

Morfologiske former eller faser

Histoplasma capsulatum viser glødende, mycelial vekst i form av et saprofytisk liv i jorden. Ved infeksjon av dyr eller mennesker utvikler den vekstfasen i form av parasittgjær ved en kroppstemperatur på 37 ^° C.

Den morfologiske fasen av mycelium består av hyfer. Kolonier er opprinnelig hvite, bomullsfarvede og blir senere mørkebrune med en gul til oransje underside.

Gjærfasen har eggformede celler, saktevoksende ved 37 ^° C, som danner grå til beige kolonier med et fuktig og kremaktig utseende.

reservoarer

Reservoarene til Histoplasma capsulatum er jord som er forurenset med nitrogenrik fugle- og flaggermusdråper.

verter

Histoplasma capsulatum-verter inkluderer menneskelige organismer, noen fugler (starling, svartfugl, trost, kyllinger, kalkuner, gjess), flaggermus, hunder, katter, gnagere, hester og storfe.

Denne soppen kommer inn i menneskekroppen gjennom luftveiene, perkutan (gjennom huden) og slimhinner.

Kliniske manifestasjoner

Tilfeller av akutt lungeinfeksjon med Histoplasma capsulatum er veldig vanlig, med symptomer som feber, forkjølelse, frysninger, hodepine, brystsmerter, tretthet, erytem og utslett.

referanser

1. Hiten, D., Madhani, G og Fink, GR (1998). Kontroll av filamentøs differensiering og virulens hos sopp. Trender i cellebiologi. 8 (9): 348-353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. og Gold, SE (2008). Dimorfisme i soppplantepatogener. 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 genfamilie av ferroxidaser involvert i virulens er funksjonelt spesialisert i soppdimorfisme. Natur. Vitenskapelige rapporter 8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, JC, Wüthrich, M. og Bruce S. Klein, BS (2006). Global kontroll av dimorfisme og virulens i sopp. Vitenskap. 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). Mykofenolsyre som en lovende soppdimorfismehemmer for å kontrollere sukkerrørsykdom forårsaket av Sporisorium scitamineum. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 67 (1): 112–119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893