KRĄŻENIE W GRZYBACH: SKŁADNIKI ODŻYWCZE, SUBSTANCJE, OSMOREGULACJA - BIOLOGIA - 2026

Obieg grzyby jest system, w którym transport substancji zachodzi od zewnątrz do wewnątrz grzybów i vice versa. Obejmuje to wchłanianie składników odżywczych w celu ich rozprowadzenia w całej swojej strukturze, a także transport enzymów i wydalanie substancji, oprócz innych funkcji wymagających wymiany płynów.

Organizmy te nie zawierają roślin podobnych do chlorofilu, ani nie zawierają systemu naczyń krwionośnych, jak w przypadku zwierząt. Natomiast grzyby nie mają żadnej wyspecjalizowanej tkanki do tej funkcji.

Graficzne przedstawienie krążenia płynów w strzępkach i drożdżakach. Obraz źródłowy po lewej stronie Flickr, obraz po prawej stronie Wikipedia.com

Jednak grzyby, podobnie jak wszystkie żywe istoty, zachowują się jak dynamiczne układy, w których odbywa się transport substancji i składników odżywczych. W tym przypadku przeprowadza się je poprzez ruch cytoplazmy lub za pomocą pęcherzyków transportera.

Obieg płynów w grzybach można zaobserwować w procesie trawienia i wchłaniania składników pokarmowych, w morfogenezie struktur grzybów, w równowadze osmotycznej oraz w wydalaniu substancji odpadowych.

W tych mikroorganizmach istnieją mechanizmy regulujące wchodzenie i wychodzenie substancji, a także specyficzne mechanizmy ich transportu.

Cyrkulacja płynów w tych organizmach jest bardzo ważna dla ich przetrwania. Dlatego substancje stosowane w leczeniu zakażeń grzybiczych mają na celu zmianę przepuszczalności błony cytoplazmatycznej, powodując zachwianie równowagi w komórce, które kończy się śmiercią komórki.

Krążenie składników odżywczych

Żywienie grzybów odbywa się w procesie zwanym wchłanianiem bezpośrednim. Ten system asymilacji składników odżywczych wymaga wcześniejszego etapu, w którym grzyby wydzielają enzymy do środowiska w celu degradacji materii organicznej i tym samym są w stanie wchłonąć składniki odżywcze w mniejszych cząsteczkach.

W ten sposób dokonują swego rodzaju trawienia zewnętrznego (poza strukturą komórki). Następnie rozpuszczone składniki odżywcze przechodzą przez ścianę komórkową (która składa się z chityny), aby ostatecznie zostać równomiernie rozprowadzone w kierunku protoplazmy w procesie zwanym prostą dyfuzją lub osmozą, w którym nie występuje wydatek energetyczny.

Ta forma karmienia znana jest pod nazwą osmotrofii. Ponadto, ze względu na sposób, w jaki grzyby jedzą, mówi się, że są heterotroficzne, ponieważ nie mogą wytwarzać własnych związków organicznych, jak ma to miejsce w organizmach autotroficznych.

Oznacza to, że potrzebna im energia jest pozyskiwana poprzez asymilację i metabolizm związków organicznych rozpuszczonych przez egzoenzymy.

Struktury odpowiedzialne za dystrybucję składników odżywczych w grzybach nitkowatych lub wielokomórkowych to strzępki. Uczestniczą one w wymianie składników odżywczych i wody między różnymi częściami grzyba.

Obieg substancji w morfogenezie struktur grzybowych

Tworzenie struktur grzyba wymaga również krążenia substancji. Odbywa się to w nieco inny sposób.

Wydłużenie strzępków

Wydłużenie strzępek u grzybów jest możliwe dzięki kierunkowemu transportowi pęcherzyków zawierających substancje prekursorowe ze ściany strzępki wraz z syntetazami. Pęcherzyki te są skierowane w stronę wierzchołkowej sklepienia strzępki, gdzie nastąpi uwolnienie zawartości pęcherzykowej.

Wytwarzanie nowej ściany strzępków do tworzenia i polimeryzacji mikrofibryli wymaga enzymu syntetazy chityny. Enzym ten jest transportowany do końcówki strzępki w mikropęcherzykach zwanych chitosomami w postaci zymogenów (enzym nieaktywny).

Chitosomy tworzą się w cytoplazmie w postaci wolnej lub w większych pęcherzykach podobnych do tych generowanych przez aparat Golgiego.

Następnie aktywacja syntetazy chityny następuje poprzez fuzję chitosomu z plazmalemmą, umożliwiając interakcję proteazy związanej z błoną z nieaktywnym enzymem (zymogenem). W ten sposób mikrofibrylogeneza chityny zaczyna się na końcu strzępki.

Pączkowanie drożdży

W przypadku drożdży dochodzi również do transportu substancji. W tym przypadku jest niezbędna do biosyntezy cytoszkieletu drożdży. Wymaga syntetazy proteazy, która jest równomiernie rozmieszczona w cytoplazmie i wiąże się z błoną komórkową.

Enzym ten jest aktywny w miejscach wzrostu drożdży i jest nieaktywny, gdy nie ma podziału.

Uważa się, że substancje aktywujące enzym mogą być transportowane przez mikropęcherzyki do plazmalemmy w miejscach, w których aktywna jest biosynteza ściany komórkowej (pączkowanie i oddzielanie przegrody).

Równowaga między syntezą wydłużenia strzępki lub ściany drożdży a modyfikacją macierzy

W procesach tworzenia i wstawiania nowych struktur oraz modyfikacji wcześniej istniejącej matrycy, zarówno w przypadku grzybów strzępkowych, jak i w pąkach drożdży, musi istnieć równowaga.

W tym sensie odkryto obecność enzymów litycznych, które są transportowane w makropęcherzykach do końcówki strzępki lub pączka drożdży.

Te enzymy to β1-3-glukanaza, N-acetylo-β-D-glukozaminaza i chitynaza. Enzymy działają, gdy makropęcherzyk łączy się z błoną plazmatyczną, uwalniając w odpowiednim miejscu do wywołania swojego działania (egzocytoza).

Osmoregulacja

Proces ten obejmuje ruch substancji poprzez różne mechanizmy, takie jak transport bierny, transport aktywny i egzocytoza.

Drożdże i niektóre pleśnie charakteryzują się tym, że są mikroorganizmami osmofilnymi lub kserotolerancyjnymi. Oznacza to, że mogą rosnąć w środowiskach niejonowych o wysokiej osmolarności. Dzięki temu mogą rosnąć na podłożach o dużym stężeniu związków organicznych, takich jak glukoza.

Przeprowadzono wiele badań, aby zrozumieć ten mechanizm, który ujawnił, że drożdże zawierają wysoce hydrofilowe białka, które chronią komórkę przed odwodnieniem.

Odkryto również, że substancje takie jak glicerol mogą działać jako substancje osmoregulujące, chroniące komórki przed grzybami, dając im zdolność do szybszej adaptacji do zmian osmotycznych.

Mechanizmy transportu substancji

W grzybach mogą zachodzić trzy różne rodzaje transportu substancji: transport bierny, transport aktywny i egzocytoza.

Transport bierny to taki, który zachodzi bez wydatkowania energii, ponieważ zachodzi poprzez prostą dyfuzję (wyjście lub wejście substancji przez dowolną część membrany). W tym przypadku substancja przechodzi na drugą stronę membrany, gdzie stężenie tego metabolitu jest niższe. W ten sposób substancja może przedostać się z wnętrza grzyba na zewnątrz lub odwrotnie.

Może również zachodzić dzięki ułatwionej dyfuzji, która działa na tej samej zasadzie co poprzedni proces, z tym wyjątkiem, że wykorzystuje białka transporterowe znajdujące się w błonie komórkowej.

Z drugiej strony transport aktywny to taki, który wymaga wydatku energetycznego, ponieważ zachodzi wbrew gradientowi stężeń.

Wreszcie egzocytoza to wydalanie substancji na zewnątrz, które są uwalniane przez pęcherzyki, gdy łączą się z błoną plazmatyczną.

Utylizacja odpadów

Grzyby w wyniku przemiany materii wydalają substancje odpadowe, które są usuwane przez błony komórkowe. Ten proces jest znany jako wydalanie i zachodzi w wyniku egzocytozy.

Substancje uwalniane przez grzyby mogą być później wykorzystane przez inne organizmy lub same.

Wpływ leków przeciwgrzybiczych na krążenie grzybów

Środki przeciwgrzybicze to substancje stosowane w celu wyeliminowania chorobotwórczych lub oportunistycznych grzybów wywołujących określoną patologię u ludzi i zwierząt.

Leki te zmieniają ruchy niektórych substancji (takich jak potas lub sód), generalnie powodując ich wydostawanie się z komórek. Z drugiej strony, inne indukują wejście jonów wapnia do organizmu, powodując śmierć komórki.

Dwa z najczęstszych przykładów leków przeciwgrzybiczych to amfoterycyna B i triazole. Amfoterycyna B wiąże się ze sterolami grzybów i destabilizuje przepuszczalność komórek, umożliwiając ucieczkę materiału cytoplazmatycznego, powodując śmierć.

Z drugiej strony triazole zapobiegają syntezie ergosterolu. Powoduje to utratę integralności błony grzybowej.

Nr ref.

1. Cole GT. Podstawy biologii grzybów. W: Baron S, redaktor. Mikrobiologia medyczna. Wydanie 4. Galveston (Teksas): oddział medyczny Uniwersytetu Teksasu w Galveston; 1996. Rozdział 73. Dostępne pod adresem: ncbi.nlm.nih.
2. Robinow C, Marak J. On the Plasma Membrane of Some Bacteria and Fungi. Krążenie. 1962; 26: 1092–1104. Dostępne na: ahajournals.org
3. Osmoregulacja. Wikipedia, wolna encyklopedia. 21 kwietnia 2019 r., 00:20 UTC. 11 maja 2019, 01:13 en.wikipedia.org
4. Moreno L. Reakcja roślin na stres spowodowany niedoborem wody. Recenzja. Kolumbijska agronomia, 2009; 27 (2): 179-191. Dostępne pod adresem: magazines.unal.edu.co
5. Thompson L. Środki przeciwgrzybicze. Rev. chil. infectol. . 2002; 19 (dodatek 1): S22-S25. Dostępne pod adresem: https: // scielo.