การไหลเวียนของเชื้อรา: สารอาหารสารการดูดซึม - ชีววิทยา

เชื้อราไหลเวียนเป็นระบบโดยที่การขนส่งของสารที่เกิดขึ้นจากภายนอกที่มีต่อภายในของเชื้อราและในทางกลับกัน ซึ่งรวมถึงการดูดซึมสารอาหารเพื่อกระจายไปทั่วโครงสร้างตลอดจนการขนส่งเอนไซม์และการขับถ่ายสารนอกเหนือจากหน้าที่อื่น ๆ ที่ต้องมีการแลกเปลี่ยนของเหลว

สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ไม่มีคลอโรฟิลล์เหมือนพืชและไม่มีระบบเส้นเลือดเหมือนในกรณีของสัตว์ ในทางตรงกันข้ามเชื้อราไม่มีเนื้อเยื่อเฉพาะสำหรับการทำงานนี้

การแสดงกราฟิกของการไหลเวียนของของเหลวในเส้นใยและยีสต์ แหล่งที่มาของภาพบน Flickr ด้านซ้ายภาพทางขวา Wikipedia.com

อย่างไรก็ตามเชื้อราเช่นเดียวกับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีพฤติกรรมเป็นระบบไดนามิกที่มีการขนส่งสารและสารอาหาร ในกรณีนี้จะดำเนินการโดยการเคลื่อนที่ของไซโตพลาสซึมหรือด้วยความช่วยเหลือของถุงขนย้าย

การไหลเวียนของของเหลวในเชื้อราสามารถสังเกตได้ในกระบวนการย่อยอาหารและการดูดซึมสารอาหารในการสร้างลักษณะทางสัณฐานวิทยาของโครงสร้างเชื้อราในสมดุลออสโมติกและในการขับของเสียออกไป

มีกลไกในจุลินทรีย์เหล่านี้ที่ควบคุมการเข้าและออกของสารตลอดจนกลไกเฉพาะสำหรับการขนส่ง

การไหลเวียนของของเหลวในสิ่งมีชีวิตเหล่านี้มีความสำคัญต่อการอยู่รอดของพวกมัน ดังนั้นสารที่ใช้ในการรักษาการติดเชื้อราจึงมุ่งเป้าไปที่การเปลี่ยนแปลงความสามารถในการซึมผ่านของเยื่อหุ้มไซโทพลาสซึมทำให้เกิดความไม่สมดุลในเซลล์ซึ่งจะสิ้นสุดลงด้วยการตายของเซลล์

การไหลเวียนของสารอาหาร

การให้อาหารของเชื้อราดำเนินการโดยกระบวนการที่เรียกว่าการดูดซึมโดยตรง ระบบการดูดซึมสารอาหารนี้ต้องใช้ขั้นตอนก่อนหน้านี้ซึ่งเชื้อราจะหลั่งเอนไซม์ออกสู่สิ่งแวดล้อมเพื่อย่อยสลายสารอินทรีย์และทำให้สามารถดูดซึมสารอาหารในโมเลกุลที่เล็กลงได้

ดังนั้นพวกมันจึงทำการย่อยภายนอกชนิดหนึ่ง (นอกโครงสร้างเซลล์) จากนั้นสารอาหารที่ละลายจะข้ามผนังเซลล์ (ซึ่งประกอบด้วยไคติน) เพื่อกระจายไปยังโปรโตพลาสซึมอย่างเท่าเทียมกันโดยกระบวนการที่เรียกว่าการแพร่แบบง่ายหรือการออสโมซิสซึ่งไม่มีการใช้พลังงาน

รูปแบบการให้อาหารนี้รู้จักกันในชื่อของออสโมโทรฟี นอกจากนี้เนื่องจากวิธีการที่เชื้อรากินพวกมันจึงถูกกล่าวว่าเป็นเฮเทอโรโทรฟิกเนื่องจากพวกมันไม่สามารถสร้างสารประกอบอินทรีย์ของตัวเองได้เหมือนที่เกิดขึ้นในสิ่งมีชีวิตออโตโทรฟิก

นั่นคือพลังงานที่พวกเขาต้องการจะได้รับจากการดูดซึมและการเผาผลาญของสารประกอบอินทรีย์ที่ละลายโดยเอ็กโซเอนไซม์

โครงสร้างที่รับผิดชอบในการกระจายสารอาหารในเชื้อราที่มีเส้นใยหรือหลายเซลล์คือเส้นใย สิ่งเหล่านี้มีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนสารอาหารและน้ำระหว่างส่วนต่างๆของเชื้อรา

การไหลเวียนของสารในการสร้าง morphogenesis ของโครงสร้างเชื้อรา

การก่อตัวของโครงสร้างของเชื้อรายังต้องมีการหมุนเวียนของสาร สิ่งนี้ทำได้ในลักษณะที่แตกต่างกันเล็กน้อย

การยืดตัวของ Hyphal

การยืดตัวของ hyphae ในเชื้อราเป็นไปได้เนื่องจากการขนส่งทิศทางของถุงที่มีสารตั้งต้นจากผนังเส้นใยร่วมกับสารสังเคราะห์ ถุงเหล่านี้ถูกนำไปยังโดมปลายยอดของไฮฟาซึ่งจะมีการปลดปล่อยเนื้อหาของถุง

การสร้างผนังไฮฟาลใหม่สำหรับการสร้างและการเกิดพอลิเมอไรเซชันของไมโครไฟบริลจำเป็นต้องใช้เอนไซม์ไคตินซินเตเทส เอนไซม์นี้ถูกขนส่งไปยังส่วนปลายของเส้นใยในไมโครเซลล์ที่เรียกว่าไคโตโซมในรูปของไซโมเจน (เอนไซม์ที่ไม่ใช้งาน)

ไคโตโซมก่อตัวในไซโตพลาสซึมในรูปแบบอิสระหรือภายในถุงขนาดใหญ่ที่คล้ายกับที่สร้างขึ้นโดยเครื่องมือ Golgi

ต่อจากนั้นการกระตุ้นของไคตินซินเทสเตสเกิดขึ้นโดยการหลอมรวมของไคโตโซมกับพลาสม่าเลมมาทำให้เกิดปฏิกิริยาของโปรตีเอสที่เชื่อมต่อกับเมมเบรนกับเอนไซม์ที่ไม่ใช้งาน (ไซโมเจน) นี่คือวิธีการสร้างไมโครไฟเบอร์ของไคตินเริ่มต้นที่ปลายเส้นใย

ยีสต์รุ่น

ในกรณีของยีสต์ยังมีการขนส่งสาร ในกรณีนี้จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ทางชีวภาพของโครงกระดูกยีสต์ ต้องใช้โปรตีเอสซินเทเทสที่กระจายอย่างสม่ำเสมอในไซโทพลาสซึมและจับกับเยื่อหุ้มเซลล์

เอนไซม์นี้ทำงานที่บริเวณที่เจริญเติบโตของยีสต์และจะไม่ทำงานเมื่อไม่มีการแบ่งตัว

เป็นที่เชื่อกันว่าสารกระตุ้นของเอนไซม์สามารถขนส่งผ่าน microvesicles ไปยังพลาสม่าเลมมาที่บริเวณที่มีการสังเคราะห์ทางชีวภาพของผนังเซลล์ (การแตกหน่อและการแยกผนังเซลล์)

ความสมดุลระหว่างการสังเคราะห์การยืดตัวของเยื่อหุ้มเซลล์หรือผนังยีสต์และการปรับเปลี่ยนเมทริกซ์

ในกระบวนการสร้างและแทรกโครงสร้างใหม่และการปรับเปลี่ยนเมทริกซ์ที่มีอยู่ก่อนแล้วทั้งในกรณีของเชื้อราที่เป็นเส้นใยและในตาของยีสต์จะต้องมีความสมดุล

ในแง่นี้ได้มีการค้นพบการปรากฏตัวของเอนไซม์ไลติคที่ขนส่งในอนุภาคขนาดมหึมาเพื่อกำหนดเป้าหมายไปยังปลายเส้นใยหรือตาของยีสต์

เอนไซม์เหล่านี้ ได้แก่ β1-3-glucanase, N-acetyl-β-D-glucosaminase และ chitinase เอนไซม์ทำหน้าที่เมื่อ macrovesicle หลอมรวมกับเมมเบรนในพลาสมาโดยปล่อยออกมาในสถานที่ที่เหมาะสมเพื่อออกแรงกระทำ (exocytosis)

Osmoregulation

กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของสารผ่านกลไกต่างๆเช่นการขนส่งแบบพาสซีฟการขนส่งแบบแอคทีฟและเอ็กโซไซโทซิส

ยีสต์และราบางชนิดมีลักษณะเป็นจุลินทรีย์ออสโมฟิลิกหรือ xerotolerant ซึ่งหมายความว่าพวกมันสามารถเติบโตได้ในสภาพแวดล้อมที่ไม่ใช่ไอออนิกที่มีออสโมลาริตีสูง สิ่งนี้ช่วยให้พวกมันเติบโตบนพื้นผิวที่มีสารประกอบอินทรีย์ที่มีความเข้มข้นสูงเช่นกลูโคส

มีการวิจัยมากมายเพื่อทำความเข้าใจกลไกนี้ซึ่งเผยให้เห็นว่ายีสต์มีโปรตีนที่ชอบน้ำสูงซึ่งช่วยปกป้องเซลล์จากการขาดน้ำ

นอกจากนี้ยังมีการค้นพบว่าสารเช่นกลีเซอรอลสามารถทำหน้าที่เป็นสารช่วยในการดูดซึมที่ปกป้องเซลล์จากเชื้อราทำให้พวกมันสามารถปรับตัวเข้ากับการเปลี่ยนแปลงออสโมติกได้เร็วขึ้น

กลไกการขนส่งสาร

ภายในเชื้อราสามารถเกิดการขนส่งสารได้สามประเภท ได้แก่ การขนส่งแบบพาสซีฟการขนส่งแบบแอคทีฟและเอ็กโซไซโทซิส

การขนส่งแบบพาสซีฟคือสิ่งที่เกิดขึ้นโดยไม่มีการใช้พลังงานเนื่องจากเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายอย่างง่าย (ทางออกหรือการเข้าของสารผ่านส่วนใดส่วนหนึ่งของเมมเบรน) ในกรณีนี้สารจะผ่านไปอีกด้านหนึ่งของเมมเบรนซึ่งความเข้มข้นของเมตาบอไลต์นั้นต่ำกว่า ดังนั้นสารสามารถผ่านจากภายในของเชื้อราไปสู่ภายนอกหรือในทางกลับกัน

นอกจากนี้ยังสามารถให้ได้โดยการแพร่กระจายที่อำนวยความสะดวกซึ่งทำงานโดยใช้หลักการเดียวกันกับกระบวนการก่อนหน้านี้ยกเว้นว่าจะใช้โปรตีนขนส่งที่พบในเยื่อหุ้มพลาสมา

ในทางกลับกันการขนส่งแบบแอคทีฟเป็นสิ่งที่ต้องใช้พลังงานเนื่องจากมันเกิดขึ้นกับการไล่ระดับความเข้มข้น

ในที่สุด exocytosis คือการขับสารออกสู่ภายนอกที่ถูกปล่อยออกมาทางถุงเมื่อพวกมันหลอมรวมกับเมมเบรนในพลาสมา

การกำจัดของเสีย

เชื้อราอันเป็นผลมาจากการเผาผลาญจะขับไล่ของเสียที่ถูกกำจัดออกทางเยื่อหุ้มเซลล์ กระบวนการนี้เรียกว่าการขับถ่ายและเกิดขึ้นจาก exocytosis

สารที่เชื้อราปล่อยออกมาสามารถนำไปใช้ในภายหลังโดยสิ่งมีชีวิตอื่นหรือด้วยตัวเอง

ผลของยาต้านเชื้อราต่อการไหลเวียนของเชื้อรา

Antifungals เป็นสารที่ใช้กำจัดเชื้อราที่ทำให้เกิดโรคหรือเชื้อราฉวยโอกาสที่ก่อให้เกิดพยาธิสภาพเฉพาะในมนุษย์และสัตว์

สิ่งที่ยาเหล่านี้ทำคือเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนไหวของสารบางชนิด (เช่นโพแทสเซียมหรือโซเดียม) โดยทั่วไปจะทำให้สารเหล่านี้ออกจากเซลล์ ในทางกลับกันคนอื่น ๆ ชักนำให้แคลเซียมไอออนเข้าสู่ร่างกายทำให้เกิดการตายของเซลล์

ตัวอย่างยาต้านเชื้อราที่พบบ่อยที่สุดสองตัวอย่างคือ amphotericin B และ triazoles Amphotericin B จับกับสเตอรอลของเชื้อราและทำให้ความสามารถในการซึมผ่านของเซลล์ไม่เสถียรทำให้วัสดุไซโตพลาสซึมหลุดออกไปทำให้ตายได้

ในทางกลับกัน triazoles ป้องกันการสังเคราะห์ ergosterol สิ่งนี้ทำให้สูญเสียความสมบูรณ์ของเยื่อหุ้มเชื้อรา

อ้าง

โคล GT. ชีววิทยาพื้นฐานของเชื้อรา. ใน: Baron S บรรณาธิการ จุลชีววิทยาทางการแพทย์. พิมพ์ครั้งที่ 4. กัลเวสตัน (TX): มหาวิทยาลัยเท็กซัสสาขาการแพทย์ที่กัลเวสตัน; 2539. บทที่ 73. Available from: ncbi.nlm.nih.
Robinow C, Marak J. บนพลาสมาเมมเบรนของแบคทีเรียและเชื้อราบางชนิด การไหลเวียน 1962; 26: 1092-1104 มีให้ใน: ahajournals.org
Osmoregulation Wikipedia สารานุกรมเสรี 21 เม.ย. 2019, 00:20 UTC. 11 พฤษภาคม 2019, 01:13 น. th.wikipedia.org
Moreno L. การตอบสนองของพืชต่อความเครียดเนื่องจากการขาดน้ำ รีวิว พืชไร่โคลอมเบีย 2552; 27 (2): 179-191. มีจำหน่ายที่: magazine.unal.edu.co
Thompson L. Antifungals รายได้ chil. infectol . ปี 2002 19 (Suppl 1): S22-S25. มีจำหน่ายที่: https: // scielo.

การไหลเวียนของเชื้อรา: สารอาหารสารการดูดซึม - ชีววิทยา - 2026