ЦИРКУЛАЦИЯ В ГЪБИЧКИ: ХРАНИТЕЛНИ ВЕЩЕСТВА, ВЕЩЕСТВА, ОСМОРЕГУЛАЦИЯ - БИОЛОГИЯ - 2025

В гъбички циркулация е система, чрез която транспортиране на вещества възниква отвън към вътрешността на гъбички и обратно. Това включва усвояването на хранителни вещества за разпределението им в цялата му структура, както и транспорта на ензими и отделянето на вещества, в допълнение към други функции, които изискват обмен на течности.

Тези организми не съдържат хлорофил, подобни на растенията, както и не съдържат система от кръвоносни съдове, както в случая с животни. За разлика от тях гъбите нямат специализирана тъкан за тази функция.

Графично представяне на циркулацията на течността в хифи и дрожди. Изходно изображение вляво Flickr, изображение вдясно Wikipedia.com

Въпреки това гъбите, като всички живи същества, се държат като динамични системи, в които има транспорт на вещества и хранителни вещества. В този случай те се осъществяват чрез движението на цитоплазмата или с помощта на транспортерни везикули.

Циркулацията на течността в гъбичките може да се наблюдава в процеса на храносмилане и усвояване на хранителни вещества, в морфогенезата на гъбичните структури, в осмотичния баланс и при изхвърлянето на отпадъчни вещества.

В тези микроорганизми има механизми, които регулират влизането и излизането на вещества, както и специфични механизми за транспортирането им.

Циркулацията на течностите в тези организми е много важна за тяхното оцеляване. Поради тази причина веществата, използвани за лечение на гъбични инфекции, са насочени към промяна на пропускливостта на цитоплазмената мембрана, генерирайки дисбаланс в клетката, който завършва с клетъчна смърт.

Циркулация на хранителните вещества

Храненето на гъбите се осъществява чрез процес, наречен директно усвояване. Тази система за асимилация на хранителни вещества изисква предишна стъпка, при която гъбите отделят ензими в околната среда, за да разграждат органичната материя и по този начин да могат да абсорбират хранителните си вещества в по-малки молекули.

Така те извършват един вид външно храносмилане (извън клетъчната структура). Тогава разтворените хранителни вещества преминават през клетъчната стена (която е съставена от хитин), за да се разпределят накрая равномерно към протоплазмата чрез процес, наречен проста дифузия или осмоза, при който няма разход на енергия.

Тази форма на хранене е известна с името осмотрофия. Освен това, поради начина, по който се хранят гъбите, се казва, че са хетеротрофни, тъй като те не могат да произвеждат свои собствени органични съединения, както се среща в автотрофните организми.

Тоест, енергията, от която се нуждаят, се получава чрез асимилация и метаболизъм на органични съединения, разтворени от екзоензими.

Структурите, които отговарят за разпределението на хранителни вещества във влакнести или многоклетъчни гъби, са хифи. Те участват в обмена на хранителни вещества и вода между различните части на гъбата.

Циркулация на веществата в морфогенезата на гъбичните структури

Образуването на структурите на гъбата също изисква циркулацията на веществата. Това става по малко по-различен начин.

Хифално удължение

Удължаването на хифите при гъбички е възможно благодарение на насочения транспорт на везикули, съдържащи прекурсорни вещества от хифалната стена, заедно със синтетази. Тези везикули са насочени към апикалния купол на хифата, където ще настъпи освобождаването на везикуларното съдържание.

Генерирането на новата хифална стена за образуване и полимеризация на микрофибрили изисква ензима хитин синтетаза. Този ензим се транспортира до върха на хифала в микровезикули, наречени хитозоми под формата на цимогени (неактивен ензим).

Хитозомите се образуват в цитоплазмата в свободна форма или в по-големи везикули, подобни на тези, генерирани от апарата на Голджи.

Впоследствие активирането на хитиновата синтетаза става чрез сливането на хитозома с плазмалема, което позволява взаимодействието на протеаза, свързана към мембраната с неактивния ензим (зимоген). Така започва хитиновата микрофибрилогенеза на върха на хифала.

Пъпкава мая

В случая с дрожди има и транспорт на вещества. В този случай е необходимо биосинтезата на цитоскелета на дрождите. Тя изисква протеазна синтетаза, която е равномерно разпределена в цитоплазмата и се свързва с клетъчната мембрана.

Този ензим е активен в местата за растеж на дрожди и е неактивен, когато няма разделение.

Смята се, че активиращите вещества на ензима могат да бъдат транспортирани през микровезикули до плазмалема на места, където е активна биосинтеза на клетъчната стена (пъпкуване и септално отделяне).

Баланс между синтеза на удължението на стената на хифа или дрожди и модификацията на матрицата

В процесите на формиране и вмъкване на нови структури и модифицирането на съществуващата матрица, както при нишковидните гъбички, така и при дрожди пъпки, трябва да има баланс.

В този смисъл е открито наличието на литични ензими, които се транспортират в макровезикули, за да се насочат към върха на хифала или пъпката на дрождите.

Тези ензими са β1-3-глюканаза, N-ацетил-β-D-глюкозаминаза и хитиназа. Ензимите действат, когато макровезикулът се слее с плазмената мембрана, освобождавайки се на подходящо място, за да упражни своето действие (екзоцитоза).

осморегулацията

Този процес включва движението на вещества чрез различни механизми, като пасивен транспорт, активен транспорт и екзоцитоза.

Дрождите и някои плесени се характеризират с това, че са осмофилни или ксеротолерантни микроорганизми. Това означава, че те могат да растат в не-йонна среда с висока осмоларност. Това им позволява да растат върху субстрати с висока концентрация на органични съединения, като глюкоза.

Направени са много изследвания, за да се разбере този механизъм, разкривайки, че дрождите съдържат силно хидрофилни протеини в тях, които защитават клетката от дехидратация.

Открито е също, че вещества като глицерол могат да действат като осморегулиращи вещества, които предпазват клетките от гъбички, като им дават способността да се адаптират по-бързо към осмотичните промени.

Механизми за транспорт на веществата

Вътре в гъбичките могат да възникнат три различни вида транспорт на вещества: пасивен транспорт, активен транспорт и екзоцитоза.

Пасивният транспорт е този, който се извършва без разход на енергия, тъй като се осъществява чрез обикновена дифузия (излизане или влизане на вещества през която и да е част от мембраната). В този случай веществото преминава от другата страна на мембраната, където концентрацията на този метаболит е по-ниска. По този начин вещество може да премине от вътрешната страна на гъбата навън или обратно.

Може да се даде и чрез улеснена дифузия, която работи на същия принцип като предишния процес, с изключение на това, че използва транспортиращи протеини, открити в плазмената мембрана.

От друга страна, активният транспорт е този, който изисква разход на енергия, тъй като се извършва срещу градиент на концентрация.

И накрая, екзоцитозата е екскрецията на вещества навън, които се отделят чрез везикули, когато те се слят с плазмената мембрана.

Изхвърляне на отпадъчни вещества

Гъбичките в резултат на метаболизма изхвърлят отпадните вещества, които се елиминират чрез клетъчните мембрани. Този процес е известен като екскреция и протича чрез екзоцитоза.

Веществата, отделяни от гъбичките, могат да бъдат използвани по-късно от други организми или сами.

Влияние на противогъбичните лекарства върху циркулацията на гъбичките

Противогъбичните лекарства са вещества, използвани за елиминиране на патогенни или опортюнистични гъбички, които предизвикват специфична патология при хора и животни.

Това, което правят тези лекарства, е да променят движенията на определени вещества (като калий или натрий), като обикновено причиняват излизането им от клетките. От друга страна, други предизвикват навлизането на калциеви йони в тялото, причинявайки клетъчна смърт.

Два от най-често срещаните примери за противогъбични лекарства са амфотерицин В и триазоли. Амфотерицин В се свързва с гъбичните стероли и дестабилизира клетъчната пропускливост, като позволява цитоплазмен материал да избяга, причинявайки смърт.

От друга страна, триазолите пречат на синтеза на ергостерол. Това причинява загуба на целостта на гъбичната мембрана.

Реф.

1. Cole GT. Основна биология на гъбичките. В: Барон S, редактор. Медицинска микробиология. 4-то издание. Galveston (TX): Медицински клон на Университета на Тексас в Galveston; 1996. Глава 73. Достъпно от: ncbi.nlm.nih.
2. Robinow C, Marak J. На плазмената мембрана на някои бактерии и гъбички. Тираж. 1962; 26: 1092-1104. Достъпно в: ahajournals.org
3. Осморегулацията. Уикипедия, Свободната енциклопедия. 21 април 2019 г., 00:20 UTC. 11 май 2019, 01:13 en.wikipedia.org
4. Морено Л. Реакция на растенията на стрес поради недостиг на вода. Преглед. Колумбийска агрономия, 2009; 27 (2): 179-191. Достъпно на: magazines.unal.edu.co
5. Томпсън Л. Противогрибни. Преподобен чил. infectol., 2002; 19 (Suppl 1): S22-S25. Достъпно на: https: // scielo.