Circulación en hongos: nutrientes, sustancias, osmorregulación
La circulación en hongos es el sistema mediante el cual se produce el transporte de sustancias desde el exterior hacia el interior de los hongos y viceversa. Esto incluye la absorción de nutrientes para distribuirlos por toda su estructura, así como el transporte de enzimas y excreción de sustancias, además de otras funciones que requieren intercambio de fluidos.
Estos organismos no contienen clorofila como las plantas, y tampoco un sistema vascular sanguíneo como en el caso de los animales. Por el contrario, los hongos no presentan ningún tejido especializado para tal función.
Sin embargo los hongos, como todos los seres vivos, se comportan como sistemas dinámicos en los que existe transporte de sustancias y nutrientes. En este caso se realizan a través del movimiento del citoplasma, o con la ayuda de vesículas transportadoras.
La circulación de fluidos en los hongos se puede observar en el proceso de digestión y absorción de nutrientes, en la morfogénesis de las estructuras fúngicas, en el equilibrio osmótico y en la expulsión de sustancias de desecho.
Existen mecanismos en estos microorganismos que regulan la entrada y salida de sustancias, así como mecanismos específicos para su transporte.
La circulación de fluidos en estos organismos es muy importante para su supervivencia. Por ello, las sustancias utilizadas para el tratamiento de infecciones micóticas van dirigidas a alterar la permeabilidad de la membrana citoplasmática, generando un desequilibrio en la célula que termina en la muerte celular.
Índice del artículo
- 1 Circulación de nutrientes
- 2 Circulación de sustancias en la morfogénesis de las estructuras del hongo
- 3 Osmorregulación
- 4 Mecanismos de transporte de sustancias
- 5 Eliminación de sustancias de desechos
- 6 Efecto de los antimicóticos en la circulación de los hongos
- 7 Referencias
La alimentación de los hongos se lleva a cabo por un proceso denominado absorción directa. Este sistema de asimilación de nutrientes requiere un paso previo en el que los hongos secretan enzimas al ambiente para degradar la materia orgánica, y así poder absorber sus nutrientes en moléculas más pequeñas.
Así, realizan una especie de digestión externa (fuera de la estructura celular). Después, los nutrientes disueltos atraviesan la pared celular (que está compuesta por quitina) para finalmente ser distribuidos uniformemente hacia el protoplasma por un proceso denominado difusión simple u ósmosis, en la que no hay gasto de energía.
Esta forma de alimentación se conoce con el nombre de osmotrofia. Además, debido a la forma en que los hongos se alimentan se dice que son heterótrofos, ya que no pueden producir sus propios compuestos orgánicos como ocurre en los organismos autótrofos.
Es decir, la energía que necesitan es obtenida a través de la asimilación y metabolismo de los compuestos orgánicos disueltos por las exoenzimas.
Las estructuras encargadas de distribuir los nutrientes en los hongos filamentosos o multicelulares son las hifas. Estas participan en el intercambio de nutrientes y agua entre las diferentes partes del hongo.
La formación de las estructuras del hongo requiere también de la circulación de sustancias. Esta se lleva a cabo de manera ligeramente distinta.
El alargamiento de las hifas en los hongos es posible gracias al transporte direccional de vesículas que contienen sustancias precursoras de la pared hifal junto a las sintetasas. Estas vesículas se dirigen hacia la cúpula apical de la hifa, donde ocurrirá la liberación del contenido vesicular.
La generación de la nueva pared hifal para la formación y polimerización de las microfibrillas requiere de la enzima quitina sintetasa. Esta enzima se transporta hacia la punta hifal en microvesículas llamadas quitosomas en forma de zimógenos (enzima inactiva).
Los quitosomas se forman en el citoplasma de forma libre o dentro de vesículas más grandes similares a las generadas por el aparato de Golgi.
Posteriormente, la activación de la quitina sintetasa se da por la fusión del quitosoma al plasmalema, permitiendo la interacción de una proteasa unida a la membrana con la enzima inactiva (zimógeno). Es así como se inicia la microfibrilogénesis de la quitina en la punta hifal.
En el caso de las levaduras también existe transporte de sustancias. En este caso, es necesaria para la biosíntesis del citoesqueleto de la levadura. Se necesita de una proteasa sintetasa que se distribuye en el citoplasma de manera uniforme y que se une a la membrana celular.
Esta enzima está activa en los sitios de crecimiento de la levadura, y está inactiva cuando no hay división.
Se cree que las sustancias activadoras de la enzima pueden ser transportadas a través de microvesículas al plasmalema en sitios donde está activa la biosíntesis de la pared celular (gemación y separación septal).
En los procesos de formación e inserción de las nuevas estructuras y la modificación de la matriz preexistente, tanto en el caso de los hongos filamentosos como en los brotes de las levaduras, debe existir un equilibrio.
En este sentido, se ha descubierto la presencia de enzimas líticas que son transportadas en macrovesículas para dirigirse a la punta hifal o al brote de levadura.
Estas enzimas son la β1-3-glucanasa, la N-acetil-β-D-glucosaminadasa y la quitinasa. Las enzimas actúan cuando la macrovesícula se fusiona con la membrana plasmática, siendo liberadas en el lugar apropiado para ejercer su acción (exocitosis).
La osmorregulación es el proceso mediante el cual los organismos controlan la entrada y la salida de solutos del hongo, manteniendo un equilibrio osmótico que garantiza la homeostasis y a la vez protege la estabilidad de la membrana plasmática.
Este proceso implica el movimiento de sustancias mediante diversos mecanismos, tales como el transporte pasivo, el transporte activo y la exocitosis.
Las levaduras y algunos mohos se caracterizan por ser microorganismos osmofílicos o xerotolerantes. Esto quiere decir que pueden desarrollarse en ambientes no iónicos de alta osmolaridad. Esto les permite crecer sobre sustratos con alta concentración de compuestos orgánicos, como por ejemplo la glucosa.
Se han realizado muchas investigaciones para entender este mecanismo, que han revelado que las levaduras contienen en su interior proteínas altamente hidrofílicas que protegen a la célula de la deshidratación.
También se ha descubierto que sustancias como el glicerol pueden actuar como sustancias osmorreguladoras que protegen a las células de los hongos, confiriéndoles la capacidad para adaptarse más rápidamente a los cambios osmóticos.
En el interior de los hongos, pueden darse tres tipos diferentes de transporte de sustancias: el transporte pasivo, el transporte activo, y la exocitosis.
El transporte pasivo es aquel que se da sin gasto de energía, ya que ocurre por difusión simple (salida o entrada de sustancias por cualquier lugar de la membrana). En este caso la sustancia pasa al otro lado de la membrana, en donde la concentración de ese metabolito es menor. Así, una sustancia puede pasar del interior del hongo al exterior, o viceversa.
También se puede dar por difusión facilitada, la cual funciona mediante el mismo principio que el proceso anterior, con la excepción de que utiliza proteínas transportadoras que se encuentran en la membrana plasmática.
Por otro lado, el transporte activo es aquel que requiere gasto de energía, debido a que se produce en contra de un gradiente de concentración.
Por último, la exocitosis es la excreción de sustancias al exterior que son liberadas mediante vesículas cuando estas se fusionan con la membrana plasmática.
Los hongos, como resultado del metabolismo, expulsan sustancias de desecho que se eliminan a través de las membranas celulares. Este proceso se conoce como excreción, y se produce por exocitosis.
Las sustancias liberadas por los hongos pueden ser utilizadas más tarde por otros organismos o por ellos mismos.
Los antimicóticos son sustancias utilizadas para eliminar hongos patógenos u oportunistas que están produciendo una patología específica en humanos y animales.
Estos medicamentos lo que hacen es alterar los movimientos de ciertas sustancias (como por ejemplo el potasio o el sodio), provocando por lo general su salida de las células. Por otra parte, otros inducen la entrada de iones de calcio al interior del organismo, produciendo la muerte celular.
Dos de los ejemplos de antifúngicos más comunes son la anfotericina B y los triazoles. La anfotericina B se une a los esteroles del hongo y desestabiliza la permeabilidad celular, permitiendo la salida de material citoplasmático, generando la muerte.
Por otro lado, los triazoles impiden la síntesis del ergosterol. Esto ocasiona la perdida de la integridad de la membrana del hongo.
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