DIMORFNE GLIVE: SPLOŠNOSTI IN PRIMERI - BIOLOGIJA - 2025

V dimorphic glive so tiste, ki imajo dva anatomske oblike ali naj različna morfološka: a micelija obliko in drugo yeastlike. To lastnost dimorfizma kažejo le nekatere glivične vrste in se imenuje glivični dimorfizem.

V morfološki fazi micelija se dimorfna gliva pojavi kot masa, ki jo tvori niz hif ali valjastih filamentov. Funkcija hif je, da hranijo glive, saj imajo sposobnost absorpcije hranil. Micelij tvori tako imenovano vegetativno telo makroskopske večcelične glive.

Slika 1. Faza kvasa Candida albicans. Vir: David Arqueas, iz Wikimedia Commons

V fazi kvasovk se dimorfna gliva pojavi kot mikroskopski enocelični organizem, s kroglastimi ali ovoidnimi celicami. Ima tudi sposobnost razgradnje organskih snovi, sladkorja in ogljikovih hidratov s fermentacijskimi procesi.

Majhna skupina gliv znotraj vrste Ascomycota se šteje za dimorfno; te glive imajo sposobnost okužbe sesalcev, rastlin in žuželk kot paraziti.

Slika 2. Candida albicans v micelarni fazi. Vir: Garnhami, iz Wikimedia Commons

Primeri vključujejo človeške patogene (povzročajo bolezni), Candida albicans in Histoplasma capsulatum. Prav tako fitopatogena gliva Ophiostoma novo-ulmi, ki povzroča bolezni nizozemskega brizga.

Drugi primeri so Ophiocordyceps unilateralis, entomopatogena gliva, ki predstavlja dimorfizem in izloča kemične spojine, ki spreminjajo vedenje okuženih mravelj. Imenujejo ga "glive zombi mravi."

Obstaja tudi Malassezia furfur, dimorfna gliva, ki je hkrati fitopatogena in entomopatogena.

Dimorfizem in patogenost

Glivični dimorfizem je povezan s sposobnostjo povzročanja glivične bolezni ali patogenosti.

Postopek, s katerim gliva preide iz enoceličnega stanja v obliki kvasa (yeastiform) v večcelično stanje hif ali micelija, se imenuje fazni prehod. Ta prehod je bistven za patogenost in virulenco glive.

Patogena gliva sprejema signale z informacijami iz okolja, ki ga obdaja, in se v skladu s svojo priročnostjo odziva s preoblikovanjem v eno od dveh faz. Na primer, obstajajo glive, ki spreminjajo svoje stanje glede na temperaturo okolja, ki so nato termo odvisne.

To je primer gliv, ki rastejo v tleh pri temperaturi od 22 do 26 ° C in ostanejo v micelijskem stanju. Te micelije se lahko drobijo in postanejo suspenzije v zraku ali aerosolih zaradi sprememb, kot so naravne nesreče ali človeško posredovanje (gradbeništvo, kmetijstvo, med drugim).

Pri vdihavanju gostitelja sesalcev glive v zraku kolonizirajo pljuča, kjer se temperatura vzdržuje 37 ^° C. Pri tej temperaturi micelijske hife delujejo kot nalezljive propagale, postanejo patogeni kvasovke in povzročajo pljučnico.

Ko se okužba ugotovi v pljučih, se lahko kvasovke razširijo na druge organe, kot so koža, kosti in možgani.

Dejavniki, ki določajo fazno spremembo ali glivični dimorfizem

Med okoljskimi dejavniki, ki na reverzibilen način povzročajo preoblikovanje glive iz enega stanja v drugega.

Spremembe temperature

Sprememba temperature povzroči prehodno ali morfološko fazno spremembo glivične vrste Talaromyces marneffei. Kadar je temperatura okolja med 22 in 25 ^° C, gliva predstavlja filamentno (hifalno) morfologijo in ko temperatura naraste na 37 ^° C, dobi morfologijo kvasovk.

Druge človeške patogene glivske vrste s temperaturno odvisnim dimorfizmom so Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi in Emmansia sp.

Sprememba razpoložljivosti hranil

Pri vrsti Candida albicans pride do naslednjega faznega prehoda: ob prisotnosti hranilno bogatih medijev je morfologija kvasovka, medtem ko je v medijih, ki slabo hranijo, rastna oblika nitasti micelij.

Skupne spremembe temperature in razpoložljivosti hranil ali strupenih snovi

Čeprav se zdi, da temperatura prevladuje okoljski dražljaj, ki usmerja prehod iz hife (pri 22-25 ° C) v kvas (pri 37 ^° C) in obratno, obstajajo dodatni dražljaji, ki vplivajo na morfološko spremembo, kot je koncentracija oz. ogljikov dioksid (CO ₂ ), prisotnost cisteina, estradiola ali strupenih snovi v gojišču.

Nekatere vrste gliv zahtevajo spremembe obeh okoljskih dejavnikov (temperatura in razpoložljivost hranil), da se izrazi dimorfizem. Tudi druge spremembe v okolju, na primer prisotnost kovin ali kelatnih snovi, lahko sprožijo morfološke fazne prehode.

Človeške patogene dimorfne glive

Spodaj so na kratko opisani trije primeri človeških patogenih dimorfnih gliv.

Talaromyces marneffei

Je patogena glivična vrsta, ki spada v vrste Ascomycota phyllum. Ima temperaturno odvisen dimorfizem: pri 25 ^° C raste v svoji nitasti fazi kot saprofit, pri 37 ^° C pa kaže morfologijo parazitskega kvasa.

Gliva T. marneffei lahko povzroči smrtonosno okužbo celotnega organizma; peniciloza, poimenovana po starem taksonomskem imenu kot Penicillium marneffei.

Morfološke oblike ali faze

Gliva T. marneffei v hifalni ali nitasti fazi raste, v sivkasto-belih kolonijah, z gladko in gladko površino. Te kolonije se spremenijo v rdečkasto rjavo barvo z rumenimi toni, medtem ko njihova površina pridobi sevan relief, spodnja stran lososove barve.

V fazi kvasovk T. marneffei razvije majhne kolonije slonovine z reliefnim grobim videzom.

Rezervoarji

Rezervoarji T. marneffei so tla (v tropih in subtropikih, v deževnih sezonah od maja do oktobra) ter več vrst podgan bambusa (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis in Rhizomis pruinosis).

Gostitelji

Pogosti gostitelji patogene glive T. marneffei so podgane, ljudje, mačke in psi.

Gliva T. marneffei vstopi v telo predvsem skozi dihala. Prav tako lahko prodre skozi katero koli drugo pot, razen prebavne.

Klinične manifestacije

Gliva T. marneffei povzroča oportunistično generalizirano ali sistemsko okužbo pri ljudeh, ki nimajo pomanjkljivosti. Sprva prizadene pljuča in nato različne organe prek krvnega obtoka. Proizvaja lezije v obliki papule na koži vratu, obraza in prtljažnika.

Candida albicans

Gliva Candida albicans spada v žrebec Ascomycota in predstavlja dimorfizem, odvisen od razpoložljivosti hranil.

V Candida albicans se zdi, da so celice kvasovk najbolj primerne za razširjanje krvi in ​​virulenčni faktor. Medtem ko je bila hifalna faza predlagana kot najbolj invazivna pri penetraciji tkiv in kolonizaciji organov.

Prehod iz kvasa v hifo je hiter proces, ki ga povzročajo okoljski dejavniki, kot so ravni ogljikovega dioksida, pomanjkanje kisika, spremembe v hranilnem mediju in v temperaturi.

Skozi pleomorfizem ali večfazne spremembe lahko ta gliva preživi imunske obrambne mehanizme svojega gostitelja. V fazi kvasovk je morfologija kroglaste ali ovoidne celice v majhnih skupinah. V morfologiji hifalne faze ali nitastih gliv se celice zdijo podolgovate, raztegnjene v obliki nitk.

Poleg tega v kvasni fazi pridobi simbiotsko življenjsko obliko, v hifalni fazi pa postane patogeni zajedavec.

Rezervoar

Rezervoar za Candida albicans je človeško telo. Prisotna je v mikroflori kože, v prebavilih, v ustni votlini in v genitourinarnem sistemu.

Gostitelji

Človeški organizem deluje kot gostitelj Candida albicans, katere pot vstopa sta koža in sluznica.

Gliva Candida albicans povzroča kandidozo ali monilizo, ki prizadene kožo, nohte, sluznico ust in sluznico prebavil. Pri imunosupresivnih ljudeh lahko okužba postane sistemska ali generalizirana po telesu.

Candida albicans lahko prestopi krvno-možgansko pregrado. Pri hudih okužbah s to patogeno glivo so poročali o 40% umrljivosti.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum spada v phyllum Ascomycota. Je glivična vrsta, ki je patogena za človeka in ima temperaturno odvisen dimorfizem. Gliva raste v tleh in na mešanicah iztrebkov iz štanca (Stumus vulgaris), črnih ptic (Turdus merula) in različnih vrst netopirjev.

Gliva Histoplasma capsulatum je razširjena na območjih z gnilobo ptic in v jamah, podstrešjih ali drevesnih luknjah, ki naseljujejo netopirje.

Ta gliva ima široko razširjenost po vsem planetu, razen na Antarktiki. Pogosto je povezan z rečnimi dolinami. Najdemo ga zlasti v dolinah rek Mississippi in Ohio v ZDA.

Morfološke oblike ali faze

Histoplasma capsulatum kaže filamentno, micelijsko rast v obliki saprofitskega življenja v tleh. Pri okužbi živali ali ljudi razvije fazo rasti v obliki parazitskega kvasa pri telesni temperaturi 37 ^° C.

Morfološko fazo micelija sestavljajo hife. Kolonije so sprva bele, bombažne, kasneje pa postanejo temno rjave z rumeno do oranžno spodnjo stranjo.

Faza kvasa ima jajčaste celice, počasi rastejo pri 37 ^° C, ki tvorijo sive do bež kolonije z vlažnim in kremastim videzom.

Rezervoarji

Rezervoarji Histoplasma capsulatum so tla, onesnažena z dušikovimi iztrebki ptic in netopirjev.

Gostitelji

Gostitelji histoplazme capsulatum vključujejo človeške organizme, nekatere ptice (starke, črne ptice, mravljinci, piščanci, purani, gosi), netopirji, psi, mačke, glodalci, konji in govedo.

Ta gliva vstopi v človeško telo skozi dihala, perkutano (skozi kožo) in sluznico.

Klinične manifestacije

Primeri akutne pljučne okužbe s Histoplasma capsulatum so zelo pogosti, s simptomi, kot so vročina, mraz, mrzlica, glavobol, bolečine v prsih, utrujenost, eritem in izpuščaji.

Reference

1. Hiten, D., Madhani, G in Fink, GR (1998). Nadzor filamentne diferenciacije in virulence pri glivah. Trendi v celični biologiji. 8 (9): 348–353.
2. Nadal, M., García-Pedrajas, M. in Gold, SE (2008). Dimorfizem v glivičnih rastlinskih patogenih. Mikrobiološka pisma. 284 (2): 127–134.
3. Navarro-Mendoza, M., Pérez-Arques, C., Murcia, L., Martínez-García, P., Lax, C .; Sanchis, M. in sod. (2018). Sestavni deli nove genske družine feroksidaz, vključenih v virulenco, so funkcionalno specializirani za glivični dimorfizem. Narava. Znanstvena poročila 8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. Nemecek, JC, Wüthrich, M. in Bruce S. Klein, BS (2006). Globalni nadzor nad dimorfizmom in virulenco v glivah. Znanost. 312 (5773): 583-588. doi: 10.1126 / znanost.1124105
5. Zhong, Y., Yan; M., Jiang, Y., Zhang, Z., Huang, J., Zhang, L. et al. (2019). Mikofenolna kislina kot obetavni zaviralec glivičnega dimorfizma za zatiranje bolezni sladkornega trsa, ki jo povzroča Sporisorium scitamineum. Časopis za kmetijsko in živilsko kemijo. 67 (1): 112–119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893