Morfologia y ultraestructura de hongos y levaduras

LOS HONGOS MICROSCÓPICOS COMPRENDEN LAS LEVADURAS, HONGOS FILAMENTOSOS Y MOHOS

PUEDEN USARSE EN LA DEGRADACION DE HIDROCARBUROS

CRECEN TANTO EN AGUA DULCE COMO EN AGUA SALADA

ALGUNOS HONGOS PRODUCEN SUSTANCIAS TOXICAS EN ALIMENTOS

CARACTERÍSTICAS GENERALES

*Los hongos son muy abundantes y ubicuos en la naturaleza.* Son excelentes degradadores de materia orgánica

Los hongos son diferentes a otros organismos vivos, carecen de clorofila, no pueden ser autótrofos, por tanto, necesitan obtener sus requerimientos nutricionales de material orgánico ya formado.

*Son organismos eucariotas.*Son quimio heterótrofos.*Son inmóviles.*Pueden ser unicelulares o pluricelulares.

ANATOMÍA DE LA CÉLULA FÚNGICA

La célula fúngica es una de las menos conocidas. Posee organización eucariota también.

Se suele decir a menudo que este tipo de célula se parece a la célula animal.

ANATOMÍA

ELEMENTOS DE LA ENVOLTURA:

Cápsula

Pared celular

Membrana plasmática

ELEMENTOS INTERNOS:

Núcleo

Sistema endomembranal

Ribosomas

ANATOMÍA

Situada fuera de la pared

celular (en pocas especies)

Del género Cryptococcus,

como el Cryptococcus

neoformans.

CÁPSULA

Compuesta por polisacáridos (glucoroxidomananos) que brinda protección frente a las defensas del hospedero.

En hongos unicelulares tiene polisacáridos mucilaginosos, con capacidad inmunógena y acción antifagocitaria.

CÁPSULA

Tiene crecimiento

constate.

Protege a la célula.

Le da su forma característica.

Tiene nutrición absortiva.

PARED CELULAR

Está formada por capas (polímeros polisacáridos fibrilares) como la quitina y la celulosa.

Contiene proteínas asociadas con polisacáridos y lípidos (antígenos).

Por ejemplo: CANDIDA.

PARED CELULAR

Se ubica debajo de la pared celular.

Integrada por fosfolípidos y proteínas.

Mesosomas.

Transporta sustancias de un lugar de la membrana a otro. (regulación)

Permite la permeabilidad y es selectiva.

Rica en sistemas enzimáticos. Por ejemplo: citocromo P450.

Protección y forma.

MEMBRANA PLÁSMATICA

MEMBRANA PLÁSMATICA

Posee membrana porosa que permite la comunicación con el citoplasma.

Tiene entre 2 y 4 cromosomas y un nucléolo.

Forma esférica

u ovalada.

Contiene la

mayor parte del

material genético.

NÚCLEO

Funciones:

Replicación y transcripción de ácidos nucleicos.

Almacena la información

genética, pasándola a las

células hijas en el

momento de la división

celular.

NÚCLEO

Es un sistema de membranas interconectadas que recorren el citoplasma desde el núcleo hasta la membrana plasmática.

Se divide en:

Envoltura nuclear.

Retículo endoplásmatico liso y rugoso.

Aparato de Golgi.

Lisosomas.

Vacuolas.

SISTEMA ENDOMEMBRANAL

Envoltura nuclear:

doble unidad de

membrana porosa que

delimita al núcleo.

Por los poros entran

al núcleo las proteínas,

fabricadas por los

ribosomas

Retículo endoplásmatico: red membranosa comunica a la membrana con el núcleo.

SISTEMA ENDOMEMBRANAL

RER: Transporta sustancia y en su superficie representa ribosomas las cuales

sintetizan proteínas que

posteriormente son

modificadas por el

RER.

SISTEMA ENDOMEMBRANAL

REL: su función es la

síntesis de lípidos.

No posee ribosomas.

SISTEMA ENDOMEMBRANAL

Aparato de golgi: continuación del R.E. el cual modifica proteínas

y lípidos producidos

en el RE , es un

sistema de

empaquetado

y de entrega de

moléculas.

SISTEMA ENDOMEMBRANAL

Lisosomas: organelos esféricos que efectúan la degradación o digestión.

Vacuolas: almacenan aceite o almidón y bombean el exceso de agua.

SISTEMA ENDOMEMBRANAL

Orgánulos pequeños que producen proteínas propias (síntesis de proteínas).

Formados de ARN y proteínas.

Lugar donde se ensamblan los aminoácidos para formar proteínas.

RIBOSOMAS

MORFOLOGÍA MACROSCÓPICA Y MICROSCÓPICA

Disciplina encargada del estudio de la reproducción y estructura de un organismo o sistema.

Morfología

Se llaman hongos levaduriformes o levaduras

Hongos Unicelulares

Se llaman mohos y cada organismo tiene

muchas células.

Hongos Filamentosos

Tanto las levaduras como los mohos presentan células eucariontes, es decir, con cromosomas múltiples, membrana nuclear bien definida, mitocondrias, retículo endoplásmico y pared celular.

Son microorganismos que contienen paredes celulares rígidas hechas de glucógeno, de celulosa, de quitina, o mananas.

La membrana celular fúngica, a diferencia dela bacteriana, presenta esteroles (esteroides con 27 a 29 átomos de carbono).

Estos microorganismos carecen de clorofila, y son heterótrofos. Algunas levaduras ó algunas especies de Candidas tienen capsula , la cual es antifagocítica.

El conjunto celular de los mohos es llamado micelio.

Hifa Micelio Talo

Tipo aterciopeladoAlgodonoso o polvosoDiversas coloraciones que abarcan toda la gama de color

Aspecto de las colonias de Mohos:

Los hongos poseen hifas multinucleadas y estas pueden tener septos o carecer de ellos; con base a esta característica, se clasifican en:

Hongos con micelio cenocítico:

son los que carecen de septos

o tabicaciones

Hongos con micelio septado:

son los que presentan septos o tabicaciones entre

las células

Formación de blastoconidos

Fisión Seudohifas

Hifas cenocíticas

Hifas tabicadas

Hifas tabicadas con conexiones en Pinza

Morfología de la célula fúngica A. Levaduras que se reproducen formando blastoconidios B. Levaduras que se dividen por fisión C. Desarrollo de seudohifas D. Hifas cenociticas E. Hifas tabicadas F. Hifas tabicadas con conexiones en pinza. Tomado de Murray P. (19)

En cuanto a su función, las hifas y micelios se clasifican en 2 tipos:

Hifa o Micelio Vegetativo: Es el que penetra al sustrato para absorber las sustancias

Hifa o Micelio Aereo o Reproductivo: Es el que se proyecta sobre el sustrato y produce

Los hongos se reproducen principalmente por medio de esporas, que son, estructuras especializadas para la propagación del hongo, y están capacitadas para soportar condiciones adversas del medio ambiente.

Esporas fúngicas

Asexuales

a) Artroconidiosb) Blastoconidiosc) ClamidoconidiosD) Mitocondrias E) MacroconidiasF) Esporangiosporas

Sexuales

I. Cigosporas (zigospora)II. Ascospora III. BasidiosporaIV. Oospora

Clasificación de las esporas fúngicas

Son generalmente resistentes a la sequedad o a la radiación pero no especialmente al calor, y no presentan un periodo de latencia

Son capaces de germinar cuando hay humedad y a menudo en ausencia de nutrientes

Esporas asexuales

Son por lo general mas al calor que las asexuales , aunque ninguna espora de hongos muestra la extrema resistencia al calor como la endospora bacteriana

Las esporas sexuales presentan a menudo latencia, germinando solo cuando han sido activadas de alguna manera.

Esporas sexuales

Se forman por fragmentación de hifas, generalmente son rectangulares con doble pared gruesaAnteriormente llamadas artrosporas

Artroconidios

Se forman en las levaduras por la gemación a partir de una célula preexistente.

Anteriormente llamado blastosporas

Blastoconidios

Se forma cuando las condiciones del medio se tornan adversas, las células aumentan de tamaño y se hinchan.

Anteriormente se llamaban clamidosporas

Clamidoconidios

Las siguientes son esporas producidas libremente, por segmentación de las puntas de las hifas especializadas, llamadas conidioforos

Son esporas unicelulares que se presentan en una variedad de tamaños, formas y colores

Son producidos por los conidioforos, mediante el estrangulamiento sucesivo en el punto de unión.

Microconidias

Son esporas multicelulares, las hay de diversas formas

Las Macroconidias pueden dividir en dos o mas células por tabiques transversales y pueden adoptar formar de huso o de clava

Macroconidias

Son esporas producidas dentro de estructuras especializadas llamadas esporangios, que son sacos redondos unidos al micelio vegetativo por una estructura especial llamada esporangióforo

Esporangiosporas

I. Cigosporas o Zigosporas

II. Ascosporas

III. Basidiosporas

IV. Oosporas

Esporas sexuales

Diferentes tipos de esporas sexuales de mohos (a) Zigospora de un Zigomiceto (b) Ascosporas en el asca de un ascomiceto © Basidiosporas en la basidia de un basidiomiceto

Las zigospZigosporas

oras se forman al combinarse dos células sexuales similares entre sí.

La ascospora (fruto de la reproducción sexual) genera un micelio, que genera a su vez un conidio fruto de la reproducción asexual y que también genera micelio

Ascosporas

Las basiodiosporas son las esporas sexuales producidas en grandes cantidades por los basidiomicetos

Basiodiosporas

Una oósporo es una espora sexual de pared celular gruesa que se desarrolla a partir de una oosfera fertilizada en algunos protista, algas y hongos. Es una estructura de supervivencia que puede resistir durante varios años.

Oosporas

FACTORES DE NUTRICIÓN Y CRECIMIENTO

Los hongos son heterótrofos, es decir que requieren de compuestos orgánicos preformados como fuente de carbono. La mayoría de los hongos son saprofitos, sólo algunas especies son patógenas para el hombre y los animales

FUENTES DE ENERGIA

Fuente de carbono: pueden ser hidratos de carbono como glucosa, que adenás actúa como fuente de energía.

Fuente de nitrógeno: pueden utilizar compuestos inorgánicos de nitrógeno como cloruro de amonio, sulfato de amonio, nitrato de potasio o compuestos orgánicos simples como urea.

Oligoelementos:Los oligoelementos son bioelementos presentes en pequeñas cantidades ( menos de un 0,05%) en los seres vivos (Zn, Fe Ca).

Ph óptimo de crecimiento:oscila entre 4,5 a 5,5. este Ph confiere al medio un carácter seletivo sobre todo cuando se quiere cultivar hongos y éstos se hallan acompañados de bacterias.

Temperatura: creen entre 37 y 38 ºC, algunos desarrollan a temperatura ambiente.

TEMPERATURA:

-Psicrofilicas. -menor de 10ºC

-Psicrofilas. 10 – 20ºC

-Mesofilas. 21 – 40ºc

-Termofilas. Mayor a 41ºC

PH:

-Hongos patogenos pH de 5.5 a 5.7

FACTORES FISICO-QUIMICOS.Pueden afectar el crecimiento de bacterias y hongos

Presión osmótica. Mantienen una presión de turgencia positiva, porque la presión osmótica de su contenido celular es mayor que la presión osmótica del medio ambiente La presión de turgencia suministra la fuerza a la célula para crecerPresión hidrostática. La mayoría de levaduras no pueden crecer a presiones superiores a 8 atmósferas, una presión muy baja a diferencia de las bacteria que crecen a menos de una atmosfera.

HUMEDAD:

-70% A 80%

ATMOSFERA:

-Anaerobios obligados. Oxigeno es letal (clostridium, bacteroides)

-Anaerobios aerotolerantes. Pueden permanecer en oxigeno

/Aerobias facultativas, Capaces de crecer en anaerobiosis y aerobiosis (enterobacterias).

-Aerobias obligadas. El oxigeno es indispensables para su crecimiento (la mayoria de los hongos).

Metabolismo fúngicoRESPIRACION - ANAEROBIA - GLUCOLISIS Y FERMENTACION

Glucosa 2 Gliceraldehido

2 Ácidos glicéridos

2 Ácidos Pirúvicos

2 Ácidos Lácticos

Proceso aerobio

2 Acetaldehídos

2 Alcoholes etílicos

Ciclo de Krebs

Metabolismo primario y secundario.

·        Primario à usa la célula para mantenerla viva (reacciones anabólicas y catabólicas necesarias para el mantenimiento y crecimiento de la célula).

Tipos de metabolismo

·Son vías fundamentalmente anabólicas.

La estructura química es inusual para la célula y sin ninguna función celular.

Las vías son específicas por un grupo de hongos o hongo concreto.

Secundario à rutas metabólicas alternativas de sustancias no útiles para las células.

La fermentación es un proceso catabólico de oxidación incompleta, totalmente anaeróbico, siendo el producto final un compuesto orgánico.

Fermentación

En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no interviene la mitocondria ni la cadena respiratoria.

Son propias de los microrganismos como algunas bacterias y levaduras.

También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar;

el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.

Fermentación acética

es la fermentación bacteriana por Acetobacter.

Tipos de fermentaciones

Ausencia de aire originado por la actividad de algunos microorganismos que procesan los hidratos de carbono para obtener: un alcohol en forma de etanol dióxido de carbono en forma de gas y unas moléculas de ATP que consumen los propios microorganismos en su metabolismo celular energético anaeróbico.

Fermentación alcohólica

Es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables.

Fermentación butírica

Es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico.

Fermentación láctica

Alimentación

Realizan una digestión externa de sus alimentos, secretando enzimas, que absorben luego las moléculas disueltas resultantes de la digestión. A esta forma de alimentación se le llama osmotrofia, la cual es similar a la que se da en las plantas pero, a diferencia de aquéllas, los nutrientes que toman son orgánicos. Los hongos son los descomponedores primarios de la materia muerta de plantas y de animales en muchos ecosistemas.

Impor tanc ia y u t i l i dad de los hongos en la na tura leza , y en l a med ic ina

Es la intoxicación o envenenamiento causado por la ingestión de macromicetos que contengan o produzcan sustancias que no pueden ser descompuestas por los procesos digestivos y metabólicos que al ser absorbidas, provocan reacciones tóxicas que causan desde un cuadro diarreico sin complicaciones hasta la muerte por destrucción hepática y/o renal.

Micetismo

Micetismo

Periodo de incubación

Características

Floidiano 8 a 12 h hasta 24 h

FASE COLERIFORME:

Pirosis, gastralgias, vómitos, cólicos, diarrea abundante y fétidaCefaleas, vértigos y calambres. Agitación, convulsiones y colapsocirculatorio.

FASE HEPATORRENAL

Hepatomegalia, ictericia, necrosis hemorrágica de los hepatocitos, dolor en hipocondrio derecho, albuminuria, hematuria y anuria.Muerte entre 40 y 48 h después de la ingestión del hongo.

FASE NEUROLÓGICA:

Trastornos de la conciencia, desde confusión hasta coma profundo. Trastornos del comportamiento, euforia paradójica y agitación.Signo de Babinsky, arreflexia total, parálisis a diferentes niveles.

Micetismo Periodo de incubación

Características

Parafaloidian 12 h hasta 17 días

Sequedad de mucosa oral, signos de nefritis, azoemia y albuminuria. Hematomas, cefalea, somnolencia, espasmos musculares y convulsiones. Coma urémico. Muerte solamente en el 15% de los casos.

Muscarínico 2 a 3 h SÍNDROME SUDORIANO

SÍNDROME PANTERINIANO

Gastrointestinal

30 min a 6 h

Náuseas, vómitos, diarreas, dolor abdominal intenso.

Inconstante o condicionad

Muy variable

SÍNDROME GIROMITRIANO

SÍNDROME COPRINIANO

Cerebra 1 a 4 Hipotensión, taquicardia e hipertermia. Céfalea, mialgias y síntomas psicotrópicos:cambios en la percepción, translación de estímulos sensoriales ,cambios en la comprensión, alucinaciones y pérdida de la relación espacio-tiempo.Pueden presentarse alteraciones en la transmisión de los impulsos cardíacos, arritmias e infarto al miocardio. Depresión y angustia a la salida del trance.

Micotoxicosis

Los efectos incluyen enfermedades y problemas de salud, depresión del sistema inmunológico, irritación, alergias y en algunos casos, la muerte. Las mico toxinas causan efectos mediante su ingestión, contacto con la piel o inhalación. Pueden inhibir la síntesis de proteínas, dañar el sistema inmunitario, los pulmones e incrementar la sensibilidad a las toxinas bacterianas

Aspergillus

Ejemplo de Micotoxicosis: ergotismo gangrenoso. causado fundamentalmente por Claviceps purpurea que contamina el centeno

ALGUNOS HONGOS TOXICOS PRODUCEN MICOTOXINAS (EXOTOCINAS EXCRETADAS POR HONGOS).

CRECEN EN GRANOS CON CIERTA HUMEDAD PROVOCANDO MICOTOXICOSIS:

AFLATOXINAS: DAÑO EPATICO

FUSARINAS: EFECTOS NEUROLOGICOS Y ABORTIVOS.

Reproducción de los hongos:

La gran mayoría de los hongos producen esporas como medio para asegurar la dispersión de la especie y su supervivencia en condiciones ambientales extremas. Así, la espora es la unidad reproductiva del hongo y contiene toda la información genética necesaria para el desarrollo de un nuevo individuo.

Las asexuales, que suelen ser resistentes a la sequedad y a la radiación, pero no al calor, por lo cual no tienen período de latencia. Pueden germinar cuando hay humedad, incluso en ausencia de nutrientes.Las sexuales, más resistentes al calor que las asexuales, aunque no tanto como las endosporas bacterianas; suelen presentar latencia, germinando sólo cuando son activadas (por ejemplo por calor suave o alguna sustancia química)..

Existen dos tipos de esporas:

En los hongos hay dos formas de reproducción: sexual y asexual, aunque en algunas especies coexisten ambas formas en el mismo organismo (holomorfo), denominándose estado perfecto o teleomorfo a la forma sexual y estado imperfecto o anamorfo a la asexual.

De esta forma, los hongos que presentan reproducción sexual se denominan hongos perfectos y los que sólo tienen (o sólo se les conoce) reproducción asexual se denominan hongos imperfectos

Reproducción asexual:

Los elementos de propagación asexual (esporas asexuales) pueden generarse de forma interna, redondeándose la célula del interior de la hifa y quedando rodeada por una gruesa pared para luego desprenderse (clamidiosporas) o bien formándose en el interior de una estructura denominada esporangio que al madurar se rompe liberando las esporas (esporangiosporas).

También pueden generarse de forma externa, como una producción de la hifa en vez de como una transformación (conidiosporas) y suelen formarse en estructuras diferenciadas de la hifa (conidióforos). La variedad de las estructuras productoras de conidios es inmensa y se utilizan como característica fundamental en la clasificación.

Reproducción sexual:

En la formación de esporas sexuales intervienen una gran variedad de estructuras y la reproducción sexual difiere notablemente entre los diversos grupos de hongos. Así, en los Zygomycetes es por medio de unas hifas especializadas llamadas gametangios, en los Ascomycetes se producen a través de unas células con aspecto de saco denominadas saco, en los Basidiomycetes intervienen células especializadas denominadas basidios, etc.

En líneas generales dos núcleos haploides de dos células (gametos) se unen formando un huevo (cigoto) diploide que por meiosis da lugar a cuatro núcleos haploides. En este proceso suele haber recombinación genética (existe un intercambio de genes).Si los hongos poseen en el mismo micelio núcleos complementarios capaces de conjugarse se llaman hongos homotálicos y si necesitan núcleos procedentes de micelios diferentes se llaman hongos heterotálicos.

Hongos Dimórficos

Algunos hongos y especialmente, las especies patógenas, muestran dimorfismo, es decir, dos formas de crecimiento. Estos hongos pueden crecer como moho o como levadura. A menudo, este dimorfismo depende de la temperatura de incubación: a 37ºC el hongo es levaduriforme mientras que a 25ºC es filamentoso..

Métodos de estudioEs posible reconocer el genero y

especie de un hongo con reconocer sus formas de

reproducción; el reconocimiento y estudio de este, se puede

hacer de 3 formas:

A partir de la fuente

Cultivos en laboratorio

Microcultivo

Medios De Cultivo

Para el aislamiento primario de los hongos, se utilizan diversos medios de cultivo. Estos medios hay que seleccionarlos en función del hongo que se sospeche y del tipo de muestra.

Los medios de cultivo se pueden utilizar en tubos cerrados con tapón de rosca o en placas de petri. La gran superficie de estas últimas facilita el aislamiento y la dilución de sustancias inhibitorias en las muestras. Es importante que el medio no se deseque por lo que el espesor de las mismas debe ser por lo menos de 25 mm, aproximadamente 35-40 mL de medio. Las placas se contaminan con facilidad durante la incubación por lo que es aconsejable sellarlas con cinta adhesiva. Los medios en tubo tienen la ventaja de que no se deshidratan y se contaminan menos, pero en cambio tienen menos superficie.

La temperatura de incubación debe ser seleccionada teniendo en cuenta el tipo de hongo, en general, los medios deben incubarse a 25ºC y a 37ºC durante 4 semanas antes de considerarse como negativos. Si se emplean tubos con tapón de rosca deben estar flojos para permitir la entrada de aire.Medios más utilizados

Agar Dextrosado de Saboureaud con Cicloheximida y Cloranfenicol: se utiliza para el aislamiento e identificación de dermatófitos y Cándidas.

Agar Dextrosado con Cloranfenicol sin Cicloheximida: se utiliza para el aislamiento e identificación de patógenos ambientales y oportunitas.

Agar de harina de maíz (“Corn Meal Agar”):Suplementado con Tween 80: para diferenciar distintas especies de Cándida y para realizar subcultivos ya que estimula la esporulación de hongos miceliales.Suplementado con 10 gramos de Glucosa: para diferenciar Trichophyton

Agar de Urea: se utiliza para diferenciar entre levaduras e identificar diferentes especies de Trichophyton.