פטריות דימורפיות: כלליות ודוגמאות - ביולוגיה - 2025

פטריות דימורפית הם אלה שיש שתי צורות אנטומיות או מורפולוגיים שונים: צורה mycelial ועוד yeastlike. תכונה זו של דימורפיזם מוצגת על ידי כמה מינים פטרייתיים בלבד והיא נקראת דימורפיזם פטרייתי.

בשלב המורפולוגי של mycelium, הפטרייה הדימורפית מופיעה כמסה שנוצרת על ידי מערכת של היפות או חוטים גליליים. תפקידם של ההייפות הוא להזין את הפטרייה, שכן יש להם יכולת לספוג חומרים מזינים. המיסיליום מהווה את הגוף הנקרא וגטטיבי של פטריה רב-תאית מקרוסקופית.

איור 1. שלב שמרי קנדידה אלביקנס. מקור: דיוויד ארקיז, מתוך ויקימדיה

בשלב השמרים מופיעה הפטרייה הדימורפית כאורגניזם חד-תאי מיקרוסקופי, עם תאים כדוריים או בעלי ביציות. יש לו גם את היכולת לפרק חומר אורגני, סוכרים ופחמימות באמצעות תהליכי תסיסה.

קבוצה קטנה של פטריות בתוך פילומה של Ascomycota נחשבת לדימורפית; לפטריות אלה יכולת להדביק יונקים, צמחים וחרקים כטפילים.

איור 2. איור 2. קנדידה אלביקנס בשלב שרירי. מקור: Garnhami, מתוך ויקימדיה Commons

הדוגמאות כוללות את הפתוגנים האנושיים (גורמים למחלות), קנדידה אלביקנס וקפסולות של היסטופלזמה. גם הפטרייה הפיטופתוגנית Ophiostoma novo-ulmi הגורמת למחלת האלם ההולנדית.

דוגמאות נוספות הן Ophiocordyceps unilateralis, פטריה אנטומופתוגנית המציגה דימורפיזם ומפרישה תרכובות כימיות המשנות את התנהגותן של נמלים נגועות. זה נקרא "פטריית נמלי זומבים".

יש גם פרוות מלסה, פטריה דימורפית שהיא גם פיטופתוגנית וגם אנטומופתוגנית.

דימורפיזם ופתוגניות

דימורפיזם פטרייתי קשור ליכולת לגרום למחלות פטרייתיות או פתוגניות.

התהליך בו פטריה עוברת ממצב חד תאי בצורת שמרים (שמרים אחידים) למצב רב-תאי של היפות או mycelium, נקרא מעבר שלב. מעבר זה חיוני לפתוגניות ולנגיפיות של הפטרייה.

הפטריה הפתוגנית מקבלת איתותים עם מידע מהסביבה הסובבת אותה, ועל פי נוחותה היא מגיבה על ידי הפיכת עצמה לאחד משני השלבים. לדוגמה, ישנם פטריות שמשנות את מצבם בהתאם לטמפרטורת הסביבה, בהיותן תלויות תרמו.

זהו המקרה של פטריות הגדלות באדמה בטמפרטורה של 22 עד 26 מעלות צלזיוס, שנותרות במצב שרירי. Mycelia אלה יכולים לרסיס ולהפוך למתלים באוויר או בתרסיסים כתוצאה משינויים כמו אסונות טבע או התערבות אנושית (בנייה, חקלאות, בין השאר).

כשנשאפים על ידי מארח יונקים, פטריות מוטסות מיישבות את הריאות, שם נשמרת הטמפרטורה על 37 ^{מעלות צלזיוס} . בטמפרטורה זו, היפות mycelial משמשות כמפיצות זיהומיות, הופכות לשמרים פתוגניים וגורמות לדלקת ריאות.

ברגע שהזיהום מתגלה בריאות, השמרים יכולים להתפשט לאיברים אחרים, כמו עור, עצמות ומוח.

גורמים הקובעים את שינוי השלב או דימורפיזם פטרייתי

בין הגורמים הסביבתיים המייצרים טרנספורמציה של הפטרייה ממצב אחד למשנהו בדרך הפיכה הם הבאים.

שינויים בטמפרטורה

שינוי הטמפרטורה מייצר שינוי או שלב שלב מורפולוגי במין הפטרייתי Talaromyces marneffei. כאשר הטמפרטורה הסביבתית היא בין 22 ל 25 ^מעלות צלזיוס, הפטרייה מציגה מורפולוגיה נימה (היפלית) וכאשר הטמפרטורה עולה ל 37 ^מעלות צלזיוס היא רוכשת מורפולוגיה של שמרים.

מינים פטרייתיים אחרים של בני אדם עם דימורפיזם תלוי טמפרטורה הם Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi ו- Emmansia sp.

שינוי בזמינות החומרים המזינים

אצל המינים קנדידה אלביקנס, מעבר השלב הבא מתרחש: בנוכחות מדיה עשירה בתזונה המורפולוגיה היא שמרים, ואילו בתקשורת ירודה בתזונה צורת הגידול היא נימה חרדית.

שינויים משותפים בטמפרטורה ובזמינות התזונה או בנוכחות חומרים רעילים

למרות שנראה שהטמפרטורה היא הגירוי הסביבתי השולט שמכוון את המעבר מהייפה (בטמפרטורה של 22-25 מעלות צלזיוס) לשמרים (ב 37 ^מעלות צלזיוס) ולהיפך, ישנם גירויים נוספים המשפיעים על השינוי המורפולוגי, כמו ריכוז של פחמן דו חמצני (CO ₂ ), נוכחות של ציסטאין, אסטרדיול או חומרים רעילים במדיום.

כמה מינים פטרייתיים דורשים שינויים בשני הגורמים הסביבתיים (טמפרטורה וזמינות מזין) כדי לבטא דימורפיזם. כמו כן, שינויים סביבתיים אחרים, כמו נוכחות של מתכות או חומרי צ'ילציה, יכולים לעורר מעבר שלבים מורפולוגיים.

פטריות דימורפיות אנושיות

שלוש דוגמאות לפטריות דימורפיות אנושיות מתוארות להלן בקצרה.

Talaromyces marneffei

זהו מין פטרייתי פתוגני השייך לפילום Ascomycota. הוא מציג דימורפיזם תלוי טמפרטורה: ב 25 ^מעלות צלזיוס הוא גדל בשלב הנימה שלו כסאפרופיט, וב 37 ^מעלות צלזיוס הוא מראה מורפולוגיה של שמרים טפיליים.

הפטרייה T. marneffei יכולה לגרום לזיהום קטלני של האורגניזם כולו; פניצילוזיס, על שמו בשם הטקסונומי הישן בשם Penicillium marneffei.

צורות מורפולוגיות או שלבים

הפטרייה T. marneffei בשלב היפאלי או הנימה, גדלה במושבות לבנות אפרפרות, עם משטח חלק וחלק. מושבות אלה מתחלפות לצבע חום-אדמדם עם גוונים צהובים, בעוד שהמשטח שלהם זוכה לתבליט מקרין, עם החלק התחתון של צבע סלמון.

בשלב השמרים, מפתחת T. marneffei מושבות קטנות בצבע שנהב עם תבליט מחוספס למראה.

מאגרים

המאגרים של T. marneffei הם האדמה (באזורים הטרופיים והסובטרופיים, בעונות גשומות, ממאי עד אוקטובר), וכמה מינים של חולדות במבוק (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis ו- Rhizomis pruinosis).

מארחים

מארחים שכיחים לפטרת הפתוגנית T. marneffei הם חולדות, בני אדם, חתולים וכלבים.

הפטרייה T. marneffei נכנסת לגוף בעיקר דרך דרכי הנשימה. זה יכול גם לחדור דרך כל דרך אחרת מלבד זו העיכול.

ביטויים קליניים

הפטרייה T. marneffei גורמת לזיהום כללי או מערכתי אופורטוניסטי אצל אנשים חסרי חיסון. תחילה זה משפיע על הריאות ואז על איברים שונים דרך זרם הדם. הוא מייצר נגעים בצורה של כמוסות על עור הצוואר, הפנים והתא המטען.

קנדידה אלביקנס

הפטרייה קנדידה אלביקנס שייכת לפילומה אסקומיקוטה ומציגה דימורפיזם התלוי בזמינות חומרי הזנה.

אצל קנדידה אלביקנס נראה כי תאי השמרים הם המתאימים ביותר להפצת הדם ולגורם נגיף. בעוד שהשלב ההיפי הוצע כפולשני ביותר בחדירת רקמות ובקולוניזציה של האיברים.

המעבר משמרים להיפה הוא תהליך מהיר, הנגרם על ידי גורמים סביבתיים כמו רמות פחמן דו חמצני, חוסר חמצן, שינויים במדיום המזין ובטמפרטורה.

באמצעות pleomorphism או שינויים מרובים בשלב, פטריה זו יכולה לשרוד את מנגנוני ההגנה החיסונית של המארח שלה. בשלב השמרים המורפולוגיה היא תאים כדוריים או בעלי ביציות בקבוצות קטנות. בשלב ההיפאלי או מורפולוגיה של פטריית נימה, התאים נראים מוארכים, נמתחים בצורה של חוטים.

בנוסף, בשלב השמרים הוא מקבל צורת חיים סימביוטית ובשלב ההיפי הוא הופך לטפיל פתוגני.

מאגר

המאגר לקנדידה אלביקנס הוא גוף האדם. הוא קיים במיקרופלורה של העור, בדרכי העיכול, בחלל הפה ובמערכת אברי המין.

מארחים

האורגניזם האנושי מתפקד כמארח עבור קנדידה אלביקנס, שתוואי הכניסה אליו הוא העור והריריות.

פטריית קנדידה אלביקנס מייצרת קנדידה או מונוליאזיס, המשפיעים על העור, הציפורניים, הריריות של הפה ורירית העיכול. אצל אנשים מדוכאי חיסון הזיהום יכול להפוך למערכתית או להכללה בכל הגוף.

קנדידה אלביקנס מסוגלת לחצות את מחסום הדם-מוח. מדווחים שיעורי תמותה של 40% בזיהומים חמורים עם פטריה פתוגנית זו.

כמוסת היסטופלזמה

כמוסת ההיסטופלזמה שייכת לפילומה אסקומיקוטה. זהו מין פטרייתי שהוא פתוגני לבני אדם ומציג דימורפיזם תלוי טמפרטורה. הפטרייה גדלה באדמה ועל תערובות של צואה מכוכבים (Stumus vulgaris), ציפורי שחור (Turdus merula) ומינים שונים של עטלפים.

פטריית קפסולות ההיסטופלזמה נפוצה באזורי התרנגות ציפורים ובמערות, עליית גג או שקעי עצים המאכלסים עטלפים.

לפטרייה זו יש תפוצה רחבה ברחבי כדור הארץ, למעט באנטארקטיקה. זה קשור לעתים קרובות עם עמקי נחלים. הוא נמצא במיוחד בעמקי נהרות מיסיסיפי ואוהיו בארצות הברית.

צורות מורפולוגיות או שלבים

כמוסת ההיסטופלסמה מציגה צמיחה חוטמית וחוטמית בצורת חיים saprophytic בקרקע. כאשר מדביק בעלי חיים או בני אדם הוא מפתח את שלב הגידול בצורה של שמרים טפילים בטמפרטורת גוף של 37 ^{מעלות צלזיוס} .

השלב המורפולוגי של המיסיליום מורכב מהיפות. מושבות לבנות, כותנה, ובהמשך הופכות לחומות כהות עם החלק התחתון של הצהוב עד הכתום.

בשלב השמרים יש תאים עם ביציות, שגדלים באיטיות ב 37 ^מעלות צלזיוס, ויוצרים מושבות אפורות עד בז 'עם מראה לח וקרמי.

מאגרים

המאגרים של כמוסת ההיסטופלסמה הם אדמה המזוהמת עם גללי ציפור ועטלפים עשירים בחנקן.

מארחים

מארחי כמוסות ההיסטופלסמה כוללות אורגניזמים אנושיים, כמה ציפורים (זרזירים, עופות שחורים, קיכלי עופות, תרנגולי הודו, אווזים), עטלפים, כלבים, חתולים, מכרסמים, סוסים ובקר.

פטרייה זו נכנסת לגוף האדם דרך דרכי הנשימה, הפרק-עורית (דרך העור) והריריות.

ביטויים קליניים

מקרים של דלקת ריאה חריפה עם קפסולומה של Histoplasma נפוצים מאוד, עם תסמינים כמו חום, קור, צמרמורות, כאב ראש, כאבים בחזה, עייפות, אריתמוס ופריחה.

הפניות

1. Hiten, D., Madhani, G ו- Fink, GR (1998). שליטה על בידול נימה וירוליות בפטריות. מגמות בביולוגיה של התא. 8 (9): 348-353.
2. נדאל, מ., גרסיה פדראג'ס, מ. וזהב, SE (2008). דימורפיזם בפתוגנים של צמחים פטרייתיים. אותיות מיקרוביולוגיה. 284 (2): 127–134.
3. נבארו-מנדוזה, מ., פרז-ארקס, סי, מורסיה, ל., מרטינז-גרסיה, פ., לקס, סי. Sanchis, M. et al. (2018). רכיבים ממשפחת גנים חדשה של פרוקסידזות המעורבים בוירוליות מתמחים באופן פונקציונלי בדימורפיזם פטרייתי. טֶבַע. דוחות מדעיים 8: 7660. doi: 10.1038 / s41598-018-26051-x
4. נמק, ג'יי.סי, ווטהריץ ', מ' וברוס ס. קליין, ב.ס. (2006). שליטה עולמית בדימורפיזם וירוליות בפטריות. מַדָע. 312 (5773): 583-588. doi: 10.1126 / science.1124105
5. ג'ונג, י., יאן; מ., ג'יאנג, י., ג'אנג, ז., הואנג, ג'., ג'אנג, ל. ואח '. (2019). חומצה מיקופנולית כמעכבת דימורפיזם פטרייתי לבקרת מחלות קנה סוכר הנגרמת על ידי Sporisorium scitamineum. כתב העת לכימיה חקלאית ומזון. 67 (1): 112–119. doi: 10.1021 / acs.jafc.8b04893