FUNGHI DIMORFICI: GENERALITÀ ED ESEMPI - BIOLOGIA - 2025

I funghi dimorfici sono quelli aventi due forme anatomiche o morfologiche differenti: una forma miceliale e un'altra simile a lievito. Questa proprietà del dimorfismo è esibita solo da alcune specie fungine ed è chiamata dimorfismo fungino.

Nella fase morfologica del micelio, il fungo dimorfico si presenta come una massa formata da un insieme di ife o filamenti cilindrici. La funzione delle ife è quella di nutrire il fungo, poiché hanno la capacità di assorbire i nutrienti. Il micelio costituisce il cosiddetto corpo vegetativo di un fungo multicellulare macroscopico.

Figura 1. Candida albicans fase di lievito. Fonte: David Arqueas, da Wikimedia Commons

Nella fase di lievito, il fungo dimorfico si presenta come un organismo unicellulare microscopico, con cellule sferiche o ovoidali. Ha anche la capacità di abbattere materia organica, zuccheri e carboidrati attraverso processi di fermentazione.

Un piccolo gruppo di funghi all'interno dell'Ascomycota phyllum è considerato dimorfico; questi funghi hanno la capacità di infettare mammiferi, piante e insetti come parassiti.

Figura 2. Candida albicans in fase miceliale. Fonte: Garnhami, da Wikimedia Commons

Gli esempi includono i patogeni umani (che causano malattie), la Candida albicans e l'Histoplasma capsulatum. Anche il fungo fitopatogeno Ophiostoma novo-ulmi, che causa la malattia dell'olmo olandese.

Altri esempi sono l'Ophiocordyceps unilateralis, un fungo entomopatogeno che presenta dimorfismo e secerne composti chimici che alterano il comportamento delle formiche infette. Si chiama "il fungo delle formiche zombi".

C'è anche la Malassezia furfur, un fungo dimorfico che è sia fitopatogeno che entomopatogeno.

Dimorfismo e patogenicità

Il dimorfismo fungino è correlato alla capacità di causare malattie fungine o patogenicità.

Il processo mediante il quale un fungo passa da uno stato unicellulare sotto forma di lievito (yeastiform) a uno stato multicellulare di ife o micelio, è chiamato transizione di fase. Questa transizione è essenziale per la patogenicità e la virulenza del fungo.

Il fungo patogeno riceve segnali con informazioni dall'ambiente che lo circonda, e secondo la sua convenienza risponde trasformandosi in una delle due fasi. Ad esempio, ci sono funghi che cambiano il loro stato a seconda della temperatura dell'ambiente, essendo quindi termodipendenti.

È il caso dei funghi che crescono nel terreno a una temperatura compresa tra 22 e 26 ° C, rimanendo in uno stato miceliale. Questi miceli possono frammentarsi e diventare sospensioni nell'aria o aerosol a causa di alterazioni come disastri naturali o intervento umano (edilizia, agricoltura, tra gli altri).

Quando inalati da un ospite mammifero, i funghi trasportati dall'aria colonizzano i polmoni, dove la temperatura viene mantenuta a 37 ^° C. A questa temperatura, le ife miceliali agiscono come propaguli infettivi, diventando lieviti patogeni e causando polmonite.

Una volta che l'infezione si è stabilita nei polmoni, i lieviti possono diffondersi ad altri organi, come pelle, ossa e cervello.

Fattori che determinano il cambiamento di fase o il dimorfismo fungino

Tra i fattori ambientali che generano la trasformazione del fungo da uno stato all'altro in modo reversibile sono i seguenti.

Cambiamenti di temperatura

Il cambiamento di temperatura genera una transizione o cambiamento di fase morfologica nella specie fungina Talaromyces marneffei. Quando la temperatura ambiente è compresa tra 22 e 25 ^° C, il fungo presenta una morfologia filamentosa (ifale), e quando la temperatura sale a 37 ^° C acquisisce la morfologia del lievito.

Altre specie fungine patogene per l'uomo con dimorfismo dipendente dalla temperatura sono Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi ed Emmansia sp.

Modifica della disponibilità di nutrienti

Nella specie Candida albicans si verifica la seguente transizione di fase: in presenza di terreni ricchi di nutrienti la morfologia è di lievito, mentre in terreni poveri di nutrienti la forma di crescita è miceliale filamentosa.

Cambiamenti articolari di temperatura e disponibilità di nutrienti o presenza di sostanze tossiche

Sebbene la temperatura sembri essere lo stimolo ambientale predominante che dirige il passaggio da ifa (a 22-25 ° C) a lievito (a 37 ^° C) e viceversa, ci sono ulteriori stimoli che influenzano il cambiamento morfologico, come la concentrazione di anidride carbonica (CO ₂ ), presenza di cisteina, estradiolo o sostanze tossiche nel mezzo.

Alcune specie fungine richiedono cambiamenti in entrambi i fattori ambientali (temperatura e disponibilità di nutrienti) per esprimere il dimorfismo. Inoltre, altri cambiamenti ambientali, come la presenza di metalli o agenti chelanti, possono innescare transizioni di fase morfologiche.

Funghi dimorfici patogeni umani

Di seguito vengono descritti brevemente tre esempi di funghi dimorfici patogeni per l'uomo.

Talaromyces marneffei

È una specie fungina patogena appartenente all'Ascomycota phyllum. Presenta dimorfismo dipendente dalla temperatura: a 25 ^° C cresce nella sua fase filamentosa come saprofita, a 37 ^° C mostra morfologia di lievito parassita.

Il fungo T. marneffei può provocare un'infezione mortale dell'intero organismo; penicillosi, chiamata per il suo vecchio nome tassonomico Penicillium marneffei.

Forme o fasi morfologiche

Il fungo T. marneffei in fase ifale o filamentosa, cresce in colonie bianco-grigiastre, con superficie liscia e liscia. Queste colonie assumono un colore bruno-rossastro con sfumature gialle, mentre la loro superficie acquista un rilievo irradiato, con la parte inferiore color salmone.

Nella fase di lievito, T. marneffei sviluppa piccole colonie color avorio con un rilievo dall'aspetto ruvido.

serbatoi

I serbatoi di T. marneffei sono il suolo (nei tropici e subtropicali, nelle stagioni delle piogge, da maggio a ottobre), e diverse specie di ratti bambù (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis e Rhizomis pruinosis).

host

Gli ospiti comuni per il fungo patogeno T. marneffei sono ratti, esseri umani, gatti e cani.

Il fungo T. marneffei entra nell'organismo principalmente attraverso le vie respiratorie. Può penetrare anche attraverso qualsiasi altra via diversa da quella digestiva.

Manifestazioni cliniche

Il fungo T. marneffei causa un'infezione opportunistica generalizzata o sistemica negli esseri umani immunodeficienti. Inizialmente colpisce i polmoni e poi diversi organi attraverso il flusso sanguigno. Produce lesioni sotto forma di papule sulla pelle del collo, del viso e del tronco.

candida albicans

Il fungo Candida albicans appartiene al phyllum Ascomycota e presenta dimorfismo dipendente dalla disponibilità di nutrienti.

Nella Candida albicans, le cellule di lievito sembrano essere le più adatte per la diffusione del sangue e il fattore di virulenza. Mentre la fase ifale è stata proposta come la più invasiva nella penetrazione dei tessuti e nella colonizzazione degli organi.

Il passaggio dal lievito all'ifa è un processo rapido, indotto da fattori ambientali come i livelli di anidride carbonica, la mancanza di ossigeno, i cambiamenti nel mezzo nutritivo e nella temperatura.

Attraverso il pleomorfismo o più cambiamenti di fase, questo fungo può sopravvivere ai meccanismi di difesa immunitaria del suo ospite. Nella fase di lievito, la morfologia è di cellule sferiche o ovoidali in piccoli gruppi. Nella fase ifale o morfologia del fungo filamentoso, le cellule appaiono allungate, allungate sotto forma di filamenti.

Inoltre, nella fase di lievito acquisisce una forma di vita simbiotica e nella fase ifale diventa un parassita patogeno.

Serbatoio

Il serbatoio per la Candida albicans è il corpo umano. È presente nella microflora della pelle, nel tratto gastrointestinale, nel cavo orale e nel sistema genito-urinario.

host

L'organismo umano funge da ospite per la Candida albicans, la cui via di ingresso è la pelle e le mucose.

Il fungo Candida albicans produce candidosi o moniliasi, che colpisce la pelle, le unghie, le mucose della bocca e la mucosa gastrointestinale. Nelle persone immunosoppresse, l'infezione può diventare sistemica o generalizzata in tutto il corpo.

La Candida albicans è in grado di attraversare la barriera emato-encefalica. Tassi di mortalità del 40% sono riportati nelle infezioni gravi da questo fungo patogeno.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum appartiene al phyllum Ascomycota. È una specie fungina patogena per l'uomo e mostra dimorfismo dipendente dalla temperatura. Il fungo cresce nel terreno e su miscele di feci di storni (Stumus vulgaris), merli (Turdus merula) e varie specie di pipistrelli.

Il fungo Histoplasma capsulatum è diffuso nelle aree di sosta degli uccelli e nelle grotte, soffitte o buchi degli alberi che abitano i pipistrelli.

Questo fungo ha un'ampia distribuzione in tutto il pianeta, tranne in Antartide. È spesso associato alle valli fluviali. Si trova in particolare nelle valli dei fiumi Mississippi e Ohio negli Stati Uniti.

Forme o fasi morfologiche

Histoplasma capsulatum mostra una crescita miceliale filamentosa sotto forma di vita saprofita nel suolo. Quando infetta animali o esseri umani, sviluppa la fase di crescita sotto forma di lievito parassita a una temperatura corporea di 37 ^° C.

La fase morfologica del micelio è costituita dalle ife. Le colonie sono inizialmente bianche, cotonose e successivamente diventano marrone scuro con una parte inferiore da gialla ad arancione.

La fase di lievito ha cellule ovoidali, a crescita lenta a 37 ^° C, che formano colonie da grigie a beige con aspetto umido e cremoso.

serbatoi

I serbatoi di Histoplasma capsulatum sono terreni contaminati da escrementi di uccelli e pipistrelli ricchi di azoto.

host

Gli ospiti di Histoplasma capsulatum includono organismi umani, alcuni uccelli (storni, merli, tordi, galline, tacchini, oche), pipistrelli, cani, gatti, roditori, cavalli e bovini.

Questo fungo entra nel corpo umano attraverso le membrane respiratorie, percutanee (attraverso la pelle) e mucose.

Manifestazioni cliniche

I casi di infezione polmonare acuta da Histoplasma capsulatum sono molto comuni, con sintomi quali febbre, raffreddore, brividi, mal di testa, dolore toracico, affaticamento, eritema ed eruzione cutanea.

Riferimenti

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