CIRCOLAZIONE NEI FUNGHI: NUTRIENTI, SOSTANZE, OSMOREGOLAZIONE - BIOLOGIA - 2025

La circolazione dei funghi è il sistema mediante il quale avviene il trasporto delle sostanze dall'esterno verso l'interno dei funghi e viceversa. Ciò include l'assorbimento dei nutrienti per distribuirli in tutta la sua struttura, così come il trasporto di enzimi e l'escrezione di sostanze, oltre ad altre funzioni che richiedono uno scambio di liquidi.

Questi organismi non contengono la clorofilla come le piante e non contengono nemmeno un sistema di vasi sanguigni come nel caso degli animali. Al contrario, i funghi non hanno alcun tessuto specializzato per questa funzione.

Rappresentazione grafica della circolazione dei fluidi nelle ife e nei lieviti. Immagine sorgente a sinistra Flickr, immagine a destra Wikipedia.com

Tuttavia, i funghi, come tutti gli esseri viventi, si comportano come sistemi dinamici in cui avviene il trasporto di sostanze e nutrienti. In questo caso vengono eseguiti attraverso il movimento del citoplasma, o con l'aiuto di vescicole trasportatrici.

La circolazione dei fluidi nei funghi si può osservare nel processo di digestione e assorbimento dei nutrienti, nella morfogenesi delle strutture fungine, nell'equilibrio osmotico e nell'espulsione delle sostanze di scarto.

In questi microrganismi esistono meccanismi che regolano l'entrata e l'uscita delle sostanze, nonché meccanismi specifici per il loro trasporto.

La circolazione dei fluidi in questi organismi è molto importante per la loro sopravvivenza. Pertanto, le sostanze utilizzate per il trattamento delle infezioni fungine sono volte ad alterare la permeabilità della membrana citoplasmatica, generando uno squilibrio nella cellula che sfocia nella morte cellulare.

Circolazione nutriente

L'alimentazione dei funghi avviene mediante un processo chiamato assorbimento diretto. Questo sistema di assimilazione dei nutrienti richiede una fase precedente in cui i funghi secernono enzimi nell'ambiente per degradare la materia organica e quindi essere in grado di assorbire i loro nutrienti in molecole più piccole.

Pertanto, eseguono una sorta di digestione esterna (al di fuori della struttura cellulare). Quindi, i nutrienti disciolti attraversano la parete cellulare (che è composta da chitina) per essere infine distribuiti uniformemente verso il protoplasma mediante un processo chiamato semplice diffusione o osmosi, in cui non c'è dispendio energetico.

Questa forma di alimentazione è conosciuta con il nome di osmotrofia. Inoltre, a causa del modo in cui i funghi mangiano, si dice che siano eterotrofi, poiché non possono produrre i propri composti organici come avviene negli organismi autotrofi.

Cioè, l'energia di cui hanno bisogno si ottiene attraverso l'assimilazione e il metabolismo dei composti organici disciolti dagli esoenzimi.

Le strutture preposte alla distribuzione dei nutrienti nei funghi filamentosi o multicellulari sono le ife. Questi partecipano allo scambio di nutrienti e acqua tra le diverse parti del fungo.

Circolazione di sostanze nella morfogenesi delle strutture fungine

La formazione delle strutture del fungo richiede anche la circolazione di sostanze. Questo viene fatto in un modo leggermente diverso.

Allungamento ipale

L'allungamento delle ife nei funghi è possibile grazie al trasporto direzionale di vescicole contenenti sostanze precursori dalla parete ifale insieme alle sintetasi. Queste vescicole sono dirette verso la cupola apicale dell'ifa, dove avverrà la liberazione del contenuto vescicolare.

La generazione della nuova parete ifale per la formazione e la polimerizzazione delle microfibrille richiede l'enzima chitina sintetasi. Questo enzima viene trasportato alla punta dell'ifale in microvescicole chiamate chitosomi sotto forma di zimogeni (enzima inattivo).

I chitosomi si formano nel citoplasma in una forma libera o all'interno di vescicole più grandi simili a quelle generate dall'apparato di Golgi.

Successivamente, l'attivazione della chitina sintetasi avviene per fusione del chitosoma con il plasmalemma, consentendo l'interazione di una proteasi legata alla membrana con l'enzima inattivo (zimogeno). È così che inizia la microfibrilogenesi della chitina sulla punta dell'ifale.

Lievito in erba

Nel caso dei lieviti c'è anche il trasporto di sostanze. In questo caso, è necessario per la biosintesi del citoscheletro di lievito. Richiede una proteasi sintetasi che sia uniformemente distribuita nel citoplasma e che si leghi alla membrana cellulare.

Questo enzima è attivo nei siti di crescita del lievito ed è inattivo quando non c'è divisione.

Si ritiene che le sostanze attivanti dell'enzima possano essere trasportate attraverso microvescicole al plasmalemma nei siti in cui è attiva la biosintesi della parete cellulare (germogliamento e separazione settale).

Equilibrio tra la sintesi dell'allungamento dell'ifa o parete di lievito e la modifica della matrice

Nei processi di formazione e inserimento di nuove strutture e di modifica della matrice preesistente, sia nel caso di funghi filamentosi che nei germogli di lievito, deve esserci un equilibrio.

In questo senso, è stata scoperta la presenza di enzimi litici che vengono trasportati in macrovescicole per colpire la punta ifale o il germoglio del lievito.

Questi enzimi sono β1-3-glucanasi, N-acetil-β-D-glucosaminasi e chitinasi. Gli enzimi agiscono quando il macrovescicolo si fonde con la membrana plasmatica, venendo rilasciato nel luogo appropriato per esercitare la loro azione (esocitosi).

osmoregulation

Questo processo implica il movimento di sostanze attraverso vari meccanismi, come il trasporto passivo, il trasporto attivo e l'esocitosi.

I lieviti e alcune muffe si caratterizzano per essere microrganismi osmofili o xerotolleranti. Ciò significa che possono crescere in ambienti non ionici con elevata osmolarità. Ciò consente loro di crescere su substrati con un'alta concentrazione di composti organici, come il glucosio.

Sono state fatte molte ricerche per comprendere questo meccanismo, rivelando che il lievito contiene proteine ​​altamente idrofile al loro interno che proteggono la cellula dalla disidratazione.

È stato anche scoperto che sostanze come il glicerolo possono agire come sostanze osmoregolatrici che proteggono le cellule dai funghi, dando loro la capacità di adattarsi più rapidamente ai cambiamenti osmotici.

Meccanismi di trasporto di sostanze

All'interno dei funghi possono verificarsi tre diversi tipi di trasporto di sostanze: trasporto passivo, trasporto attivo ed esocitosi.

Il trasporto passivo è quello che avviene senza dispendio energetico, poiché avviene per semplice diffusione (uscita o ingresso di sostanze attraverso una qualsiasi parte della membrana). In questo caso, la sostanza passa dall'altra parte della membrana, dove la concentrazione di quel metabolita è inferiore. Pertanto, una sostanza può passare dall'interno del fungo all'esterno o viceversa.

Può anche verificarsi per diffusione facilitata, che funziona secondo lo stesso principio del processo precedente, ad eccezione del fatto che utilizza proteine ​​trasportatrici presenti nella membrana plasmatica.

D'altra parte, il trasporto attivo è quello che richiede un dispendio energetico, perché avviene contro un gradiente di concentrazione.

Infine, l'esocitosi è l'escrezione di sostanze all'esterno che vengono rilasciate attraverso le vescicole quando si fondono con la membrana plasmatica.

Smaltimento di sostanze di scarto

I funghi, a seguito del metabolismo, espellono le sostanze di scarto che vengono eliminate attraverso le membrane cellulari. Questo processo è noto come escrezione e avviene attraverso l'esocitosi.

Le sostanze rilasciate dai funghi possono essere utilizzate successivamente da altri organismi o da sole.

Effetto degli antimicotici sulla circolazione dei funghi

Gli antimicotici sono sostanze utilizzate per eliminare funghi patogeni o opportunisti che stanno producendo una patologia specifica nell'uomo e negli animali.

Ciò che questi farmaci fanno è alterare i movimenti di alcune sostanze (come il potassio o il sodio), provocandone generalmente l'uscita dalle cellule. D'altra parte, altri inducono l'ingresso di ioni calcio nel corpo, provocando la morte cellulare.

Due degli esempi più comuni di antimicotici sono l'amfotericina B e i triazoli. L'amfotericina B si lega agli steroli fungini e destabilizza la permeabilità cellulare, consentendo al materiale citoplasmatico di fuoriuscire, causando la morte.

D'altra parte, i triazoli impediscono la sintesi dell'ergosterolo. Ciò causa la perdita dell'integrità della membrana fungina.

Ref.

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