ЦИРКУЛЯЦІЯ В ГРИБАХ: ПОЖИВНІ РЕЧОВИНИ, РЕЧОВИНИ, ОСМОРЕГУЛЯЦІЯ - БІОЛОГІЯ - 2025

Циркуляція грибів є системою , з допомогою якого перенесення речовин відбувається з зовнішньої сторони по напрямку до внутрішньої частини грибів і навпаки. Сюди входить абсорбція поживних речовин для розподілу їх по всій його структурі, а також транспортування ферментів та виділення речовин, крім інших функцій, які потребують обміну рідини.

Ці організми не містять хлорофілу, як рослини, і не містять системи кровоносних судин, як у випадку з тваринами. На противагу цьому гриби не мають спеціалізованої тканини для цієї функції.

Графічне зображення циркуляції рідини в гіфах і дріжджах. Вихідне зображення зліва Flickr, зображення праворуч Wikipedia.com

Однак гриби, як і всі живі істоти, поводяться як динамічні системи, в яких відбувається транспортування речовин і поживних речовин. У цьому випадку вони здійснюються за допомогою руху цитоплазми або за допомогою транспортерних везикул.

Циркуляція рідин у грибах може спостерігатися в процесі перетравлення та всмоктування поживних речовин, у морфогенезі грибкових структур, в осмотичному балансі та вигнанні відпрацьованих речовин.

У цих мікроорганізмах є механізми, які регулюють вхід і вихід речовин, а також специфічні механізми їх транспортування.

Циркуляція рідин у цих організмах дуже важлива для їх виживання. Тому речовини, які використовуються для лікування грибкових інфекцій, спрямовані на зміну проникності цитоплазматичної мембрани, генерування дисбалансу в клітині, який закінчується загибеллю клітин.

Циркуляція живильних речовин

Живлення грибів здійснюється процесом, який називається прямим поглинанням. Ця система засвоєння поживних речовин потребує попереднього етапу, коли гриби виділяють ферменти в навколишнє середовище для деградації органічних речовин і, таким чином, зможуть поглинати свої поживні речовини меншими молекулами.

Таким чином, вони здійснюють своєрідне зовнішнє травлення (поза клітинної структури). Потім розчинені поживні речовини перетинають клітинну стінку (яка складається з хітину), щоб нарешті рівномірно розподілитися по відношенню до протоплазми шляхом процесу, званого простою дифузією або осмосом, при якому немає витрат енергії.

Ця форма годівлі відома під назвою осмотрофія. Крім того, внаслідок того, як харчуються гриби, вони вважаються гетеротрофними, оскільки вони не можуть виробляти власні органічні сполуки, як це відбувається в автотрофних організмах.

Тобто потрібна їм енергія отримується за рахунок засвоєння та метаболізму органічних сполук, розчинених екзоферментами.

Структури, що відповідають за розподіл поживних речовин у волокнистих або багатоклітинних грибів, - це гіфи. Вони беруть участь в обміні поживними речовинами та водою між різними частинами гриба.

Циркуляція речовин в морфогенезі грибкових структур

Утворення структур гриба також вимагає циркуляції речовин. Це робиться дещо по-іншому.

Гіфальне подовження

Подовження гіф у грибах можливе завдяки спрямованому транспортуванню везикул, що містять речовини-попередники, від стінки гіфалу разом із синтетазами. Ці везикули спрямовані у бік апікального купола гіфи, де відбуватиметься звільнення вмісту везикули.

Для утворення нової гіфальної стінки для утворення та полімеризації мікрофібрил потрібен фермент хітиновий синтетаза. Цей фермент транспортується до гіфального кінчика в мікровезикулах, які називаються хитосомами у вигляді зимогенів (неактивний фермент).

Хитосоми утворюються в цитоплазмі у вільній формі або всередині більших пухирців, аналогічних тим, що генерується апаратом Гольджі.

Згодом активація синтетину хітину відбувається шляхом злиття хітосоми до плазмалеми, що дозволяє взаємодія протеази, зв’язаної з мембраною з неактивним ферментом (зимогеном). Ось так починається хіфіновий мікрофібрилогенез на гіфальному кінчику.

Дріжджі, що пудруються

Що стосується дріжджів, також відбувається транспортування речовин. У цьому випадку він необхідний для біосинтезу цитоскелету дріжджів. Для цього потрібна синтетаза протеази, рівномірно розподілена в цитоплазмі і яка зв'язується з клітинною мембраною.

Цей фермент активний у місцях росту дріжджів і неактивний, коли немає поділу.

Вважається, що активуючі речовини ферменту можуть транспортуватися через мікровезикули до плазмалеми на місцях, де активний біосинтез клітинної стінки (брунькування та перегородка).

Баланс між синтезом подовження стінки гіфи або дріжджів і модифікацією матриці

У процесах утворення та вставлення нових структур та модифікації раніше існуючої матриці, як у випадку з ниткоподібними грибами, так і в дріжджових бруньках, повинен бути баланс.

У цьому сенсі було виявлено наявність літичних ферментів, які транспортуються в макровезикулах для націлювання на гіфальний кінчик або дріжджовий бутон.

Цими ферментами є β1-3-глюканаза, N-ацетил-β-D-глюкозаміназа та хітиназа. Ферменти діють, коли макровезикл зливається з плазматичною мембраною, вивільняючись у відповідному місці для здійснення їх дії (екзоцитоз).

Осморегуляція

Цей процес передбачає рух речовин за допомогою різних механізмів, таких як пасивний транспорт, активний транспорт та екзоцитоз.

Дріжджі та деякі плісняви ​​характеризуються осмофільними або ксеротолерантними мікроорганізмами. Це означає, що вони можуть рости в неіонних середовищах з високою осмолярністю. Це дозволяє їм рости на субстратах з високою концентрацією органічних сполук, таких як глюкоза.

Для розуміння цього механізму було проведено багато досліджень, які виявили, що дріжджі містять високо гідрофільні білки, що захищають клітину від зневоднення.

Також було виявлено, що такі речовини, як гліцерин, можуть діяти як осморегуляторні речовини, що захищають клітини від грибків, надаючи їм можливість швидше адаптуватися до осмотичних змін.

Механізми транспорту речовин

Усередині грибів можуть відбуватися три різні види транспорту речовин: пасивний транспорт, активний транспорт та екзоцитоз.

Пасивний транспорт - це те, що відбувається без витрат енергії, оскільки відбувається шляхом простої дифузії (вихід або потрапляння речовин через будь-яку частину мембрани). У цьому випадку речовина переходить на інший бік мембрани, де концентрація цього метаболіту нижча. Таким чином, речовина може переходити зсередини гриба назовні, або навпаки.

Це також може бути надано полегшеною дифузією, яка працює за тим же принципом, що і попередній процес, за винятком того, що він використовує транспортерні білки, знайдені в плазматичній мембрані.

З іншого боку, активний транспорт - це той, який потребує витрат енергії, оскільки відбувається проти градієнта концентрації.

Нарешті, екзоцитоз - це виведення речовин назовні, які виділяються через везикули, коли вони зливаються з плазматичною мембраною.

Утилізація відходів

Гриби в результаті обміну речовин виганяють відходи речовин, які виводяться через клітинні мембрани. Цей процес відомий як екскреція, і він відбувається через екзоцитоз.

Речовини, що виділяються грибами, можуть бути використані пізніше іншими організмами або самими собою.

Вплив протигрибкових препаратів на кровообіг грибів

Протигрибкові - це речовини, що застосовуються для усунення патогенних або умовно-патогенних грибів, які виробляють специфічну патологію у людей і тварин.

Ці препарати роблять це зміна рухів певних речовин (наприклад, калію або натрію), що, як правило, спричиняє їх вихід з клітин. З іншого боку, інші індукують потрапляння іонів кальцію в організм, викликаючи загибель клітин.

Два найпоширеніших приклади протигрибкових препаратів - амфотерицин В та триазоли. Амфотерицин В зв’язується з грибковими стеролами та дестабілізує проникність клітин, дозволяючи цитоплазматичному матеріалу виходити, спричиняючи смерть.

З іншого боку, триазоли перешкоджають синтезу ергостеролу. Це спричиняє втрату цілісності грибкової оболонки.

Реф.

1. Cole GT. Основна біологія грибів. В: Барон S, редактор. Медична мікробіологія. 4-е видання. Галвестон (Техас): медичний відділення Техаського університету в Галвестоні; 1996. Глава 73. Доступно від: ncbi.nlm.nih.
2. Робінов С, Марак Дж. Про мембрану плазми деяких бактерій та грибів. Тираж. 1962; 26: 1092-1104. Доступно на: ahajournals.org
3. Осморегуляція. Вікіпедія, Вільна енциклопедія. 21 квітня 2019, 00:20 UTC. 11 травня 2019, 01:13 en.wikipedia.org
4. Морено Л. Відповідь рослин на стрес через дефіцит води. Огляд. Колумбійська агрономія, 2009; 27 (2): 179-191. Доступний за адресою: magazines.unal.edu.co
5. Томпсон Л. Протигрибкові. Преподобний чил. інфектол. . 2002; 19 (Suppl 1): S22-S25. Доступно за адресою: https: // scielo.