DIMORFNÍ HOUBY: OBECNOSTI A PŘÍKLADY - BIOLOGIE - 2025

Tyto dimorfní houby jsou ty, které mají dvě anatomické formy nebo odlišné morfologické: mycelia formu a další yeastlike. Tato vlastnost dimorfismu je vykazována pouze některými druhy hub a nazývá se fungální dimorfismus.

V morfologické fázi mycelia se dimorfní houba jeví jako hmota tvořená sadou hýf nebo válcových vláken. Funkcí hyf je vyživovat houbu, protože mají schopnost absorbovat živiny. Mycelium tvoří takzvané vegetativní tělo makroskopické mnohobuněčné houby.

Obrázek 1. Kvasinková fáze Candida albicans. Zdroj: David Arqueas, z Wikimedia Commons

Ve fázi kvasinek se dimorfní houba jeví jako mikroskopický jednobuněčný organismus se sférickými nebo vejcovými buňkami. Má také schopnost rozkládat organické látky, cukry a uhlohydráty fermentačními procesy.

Malá skupina hub v Ascomycota phyllum je považována za dimorfní; tyto houby mají schopnost infikovat savce, rostliny a hmyz jako parazity.

Obrázek 2. Candida albicans v myceliální fázi. Zdroj: Garnhami z Wikimedia Commons

Příklady zahrnují lidské patogeny (způsobující onemocnění), Candida albicans a Histoplasma capsulatum. Také fytopatogenní houba Ophiostoma novo-ulmi, která způsobuje holandskou chorobu jilmu.

Dalšími příklady jsou Ophiocordyceps unilateralis, entomopatogenní houba, která představuje dimorfismus a vylučuje chemické sloučeniny, které mění chování infikovaných mravenců. Říká se tomu „houba mravenců zombie“.

K dispozici je také Malassezia furfur, dimorfní houba, která je jak fytopatogenní, tak entomopatogenní.

Dimorfismus a patogenita

Plísňový dimorfismus souvisí se schopností způsobovat plísňové onemocnění nebo patogenitu.

Proces, kterým houba přechází z jednobuněčného stavu ve formě kvasinek (yeastiform) do mnohobuněčného stavu hyphae nebo mycelia, se nazývá fázový přechod. Tento přechod je nezbytný pro patogenitu a virulenci houby.

Patogenní houba přijímá signály s informacemi z prostředí, které je obklopuje, a podle svého pohodlí reaguje tím, že se transformuje do jedné ze dvou fází. Například existují houby, které mění svůj stav v závislosti na teplotě prostředí a jsou pak termodependentní.

To je případ hub, které rostou v půdě při teplotě 22 až 26 ° C a zůstávají v myceliálním stavu. Tyto mycelia se mohou fragmentovat a stát se suspenzemi ve vzduchu nebo aerosoly v důsledku změn, jako jsou přírodní katastrofy nebo zásahy člověka (stavebnictví, zemědělství, mimo jiné).

Při vdechnutí savčím hostitelem kolonizují plíce ve vzduchu plíce, kde se teplota udržuje na 37 ^° C. Při této teplotě působí myceliální hyfy jako infekční propaguláty, které se stávají patogenními kvasinkami a způsobují pneumonii.

Jakmile je infekce zavedena v plicích, mohou se kvasinky šířit do dalších orgánů, jako je kůže, kosti a mozek.

Faktory, které určují fázovou změnu nebo fungální dimorfismus

Mezi faktory prostředí, které generují přeměnu houby z jednoho stavu do druhého reverzibilním způsobem, jsou následující.

Změny teploty

Změna teploty způsobuje přechodnou nebo morfologickou fázovou změnu houbového druhu Talaromyces marneffei. Když je okolní teplota mezi 22 a 25 ^° C, houba vykazuje vláknitou morfologii (hyphal), a když teplota stoupne na 37 ^° C, získá morfologii kvasinek.

Další lidské patogenní houbové druhy s dimorfismem závislým na teplotě jsou Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi a Emmansia sp.

Změna dostupnosti živin

U druhu Candida albicans dochází k následujícímu fázovému přechodu: v přítomnosti média bohatého na živiny je morfologie kvasinková, zatímco v médiu chudém na živiny je růstová forma myceliální vláknitá.

Společné změny teploty a dostupnosti živin nebo přítomnosti toxických látek

Ačkoli se zdá, že převládajícím environmentálním stimulem je teplota, která řídí přechod z hypha (při 22–25 ° C) na kvasinky (při 37 ^° C) a naopak, existují další podněty, které ovlivňují morfologickou změnu, jako je koncentrace oxid uhličitý (CO ₂), přítomnost cysteinu, estradiolu nebo toxických látek v médiu.

Některé houbové druhy vyžadují změny v obou faktorech prostředí (teplota a dostupnost živin), aby vyjádřily dimorfismus. Také morfologické fázové přechody mohou vyvolat i jiné změny prostředí, jako je přítomnost kovů nebo chelatačních činidel.

Lidské patogenní dimorfní houby

Tři příklady lidských patogenních dimorfních hub jsou stručně popsány níže.

Talaromyces marneffei

Jedná se o patogenní houbový druh, který patří do Ascomycota phyllum. Ukazuje teplotně závislý dimorfismus: při 25 ^° C roste ve své vláknité fázi jako saprofyt a při 37 ^° C ukazuje morfologii parazitických kvasinek.

Houba T. marneffei může způsobit smrtící infekci celého organismu; penicillosis, pojmenovaný pro své staré taxonomické jméno Penicillium marneffei.

Morfologické formy nebo fáze

Houba T. marneffei v hyphal nebo vláknité fázi, roste v šedobílých koloniích, s hladkým a hladkým povrchem. Tyto kolonie se změní na červenohnědou barvu se žlutými tóny, zatímco jejich povrch získává vyzařovaný reliéf se spodní stranou lososové barvy.

Ve fázi kvasinek vyvíjí T. marneffei malé kolonie slonovinové barvy s drsným reliéfem.

Nádrže

Zásobníky T. marneffei jsou půda (v tropech a subtropech, v deštivých obdobích, od května do října) a několik druhů potkanů ​​bambusu (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis a Rhizomis pruinosis).

Hostitelé

Obvyklými hostiteli patogenní houby T. marneffei jsou krysy, lidé, kočky a psi.

Houba T. marneffei vstupuje do těla hlavně prostřednictvím dýchacích cest. Může také proniknout jinou cestou než trávicí.

Klinické projevy

Houba T. marneffei způsobuje oportunní generalizovanou nebo systémovou infekci u imunodeficientních lidí. To zpočátku ovlivňuje plíce a pak různé orgány přes krevní oběh. Vytváří léze ve formě papule na kůži krku, obličeje a trupu.

Candida albicans

Houba Candida albicans patří do fyllum Ascomycota a představuje dimorfismus v závislosti na dostupnosti živin.

U Candida albicans se kvasinkové buňky zdají být nejvhodnější pro šíření krve a faktor virulence. Zatímco hyphal fáze byla navržena jako nejinvazivnější při penetraci tkání a kolonizaci orgánů.

Přechod z kvasinek na hypha je rychlý proces, vyvolaný faktory prostředí, jako jsou hladiny oxidu uhličitého, nedostatek kyslíku, změny v živném médiu a teplota.

Díky pleomorfismu nebo vícefázovým změnám může tato houba přežít imunitní obranné mechanismy svého hostitele. V kvasinkové fázi jsou morfologií sférické nebo vejčité buňky v malých skupinách. V hyfální fázi nebo morfologii vláknité houby se buňky jeví jako protáhlé, natažené ve formě nekonečných vláken.

Navíc v kvasinkové fázi získává symbiotickou formu života a v hyphal fázi se stává patogenním parazitem.

Nádrž

Zásobníkem pro Candida albicans je lidské tělo. Je přítomen v mikroflóře kůže, v gastrointestinálním traktu, v ústní dutině a v genitourinárním systému.

Hostitelé

Lidský organismus funguje jako hostitel pro Candida albicans, jehož cestou vstupu je kůže a sliznice.

Houba Candida albicans produkuje kandidózu nebo moniliázu, která ovlivňuje kůži, nehty, sliznice úst a gastrointestinální sliznici. U lidí s potlačenou imunitou se může infekce stát systémovou nebo generalizovanou v celém těle.

Candida albicans je schopna překročit hematoencefalickou bariéru. Úmrtnost 40% se uvádí u závažných infekcí touto patogenní houbou.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum patří do fyllum Ascomycota. Je to druh hub, který je pro člověka patogenní a vykazuje teplotně závislý dimorfismus. Houba roste v půdě a na směsích stolice ze špačků (Stumus vulgaris), kosů (Turdus merula) a různých druhů netopýrů.

Houba Histoplasma capsulatum je převládající v oblastech, kde se vyskytují ptáci, v jeskyních, podkrovích nebo ve stromových dírách, které obývají netopýry.

Tato houba má širokou distribuci po celé planetě, s výjimkou Antarktidy. Často je spojována s údolími řek. Nachází se zejména v údolích řek Mississippi a Ohio ve Spojených státech.

Morfologické formy nebo fáze

Histoplasma capsulatum vykazuje vláknitý, myceliální růst ve formě saprofytického života v půdě. Při infikování zvířat nebo lidí se vyvíjí růstová fáze ve formě parazitických kvasinek při tělesné teplotě 37 ^° C.

Morfologická fáze mycelia je tvořena hyfami. Kolonie jsou zpočátku bílé, bavlněné a později tmavě hnědé se žlutou až oranžovou spodní stranou.

Kvasinková fáze obsahuje vejčité buňky, pomalu rostoucí při 37 ^° C, které vytvářejí šedé až béžové kolonie s vlhkým a krémovým vzhledem.

Nádrže

Zásobníky Histoplasma capsulatum jsou kontaminovány půdou trusem ptáků a netopýrů bohatých na dusík.

Hostitelé

Hostitelé Histoplasma capsulatum zahrnují lidské organismy, některé ptáky (špačíky, kosy, drozdy, kuřata, krůty, husy), netopýry, psy, kočky, hlodavce, koně a dobytek.

Tato houba vstupuje do lidského těla přes dýchací, perkutánní (přes kůži) a sliznice.

Klinické projevy

Případy akutní infekce plic s Histoplasma capsulatum jsou velmi časté a mají příznaky, jako je horečka, nachlazení, zimnice, bolesti hlavy, bolest na hrudi, únava, erytém a vyrážka.

Reference

1. Hiten, D., Madhani, G a Fink, GR (1998). Řízení vláknité diferenciace a virulence u hub. Trendy v buněčné biologii. 8 (9): 348-353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. a Gold, SE (2008). Dimorfismus u hubových rostlinných patogenů. Mikrobiologické dopisy. 284 (2): 127–134.
3. Navarro-Mendoza, M., Pérez-Arques, C., Murcia, L., Martínez-García, P., Lax, C.; Sanchis, M. a kol. (2018). Složky nové genové rodiny ferroxidáz zapojených do virulence se funkčně specializují na fungální dimorfismus. Příroda. Scientific Reports, 8: 7660. doi: 10,1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, JC, Wüthrich, M. a Bruce S. Klein, BS (2006). Globální kontrola dimorfismu a virulence u hub. Věda. 312 (5773): 583 - 588. doi: 10.1126 / science.1124105
5. Zhong, Y., Yan; M., Jiang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Zhang, L. a další. (2019). Kyselina mykofenolová jako slibný inhibitor plicního dimorfismu pro kontrolu nemoci z cukrové třtiny způsobené Sporisorium scitamineum. Žurnál zemědělské a potravinářské chemie. 67 (1): 112–119. doi: 10,1021 / acs.jafc.8b04893