AUSSCHEIDUNG IN PILZEN: PROZESSE UND EIGENSCHAFTEN - BIOLOGIE - 2025

Die Ausscheidung in Pilzen beinhaltet eine Reihe von Prozessen, bei denen der extrazelluläre Raum für eine Vielzahl von Substanzen freigesetzt wird, von denen einige für andere Lebewesen von Vorteil sind und andere lebensbedrohlich.

Ausscheidung ist der Prozess, durch den Zellen bestimmte Substanzen freisetzen, die das Produkt ihres Stoffwechsels sind. Diese freigesetzten Substanzen nützen der Zelle nichts, weshalb sie außerhalb der Zelle ausgeschieden werden.

Pilze produzieren Substanzen, die sie ausscheiden, schädlich oder nützlich sind. Quelle: pixabay.com

Abhängig vom Evolutionsniveau des Organismus sind die Ausscheidungsmechanismen unterschiedlich. Von den einfachsten wie der Diffusion bis zu komplexeren Prozessen, wie sie in höheren Organismen durchgeführt werden, die zu diesem Zweck spezielle Gewebe haben.

Einzellige Pilze

Hefen gehören hauptsächlich zur Gruppe der einzelligen Pilze. Dies sind Organismen, die aus einer einzelnen Zelle bestehen. Sie sind im Allgemeinen zwischen 3 und 40 Mikrometer groß.

Diese Arten von Organismen produzieren bestimmte Substanzen, die sie ausscheiden oder in den extrazellulären Raum abgeben. Hefen sind weithin als Organismen anerkannt, die den alkoholischen Fermentationsprozess durchführen.

Dies ist ein Prozess, bei dem Hefen neben anderen Mikroorganismen einige Zucker wie Saccharose, Fructose und Glucose verarbeiten, um Ethanol (Ethylalkohol) und Kohlendioxid (CO2) als Endprodukte zu erhalten. Dieser Vorgang wird anaerob durchgeführt, dh in Abwesenheit von Sauerstoff.

Saccharomyces cerevisiae unter dem Mikroskop gesehen. Quelle: Ein Zweifel

Ebenso können einige Hefen wie Saccharomyces cerevisiae neben der Herstellung von Ethanol durch Fermentation auch Riboflavin (Vitamin B2) produzieren. Sie haben sogar begonnen, in der pharmakologischen Industrie zur Synthese dieser Verbindung verwendet zu werden.

Ausscheidung in einzelligen Pilzen

Der Stoffwechselmechanismus einzelliger Pilze ist recht einfach. Diese Organismen haben keinen sehr ausgeklügelten Mechanismus, um die Substanzen auszuscheiden, die sie hauptsächlich durch Fermentation produzieren.

In diesem Sinne erfolgt der Mechanismus, durch den Hefen diese Substanzen ausscheiden, durch eine Form des passiven Transports, der als Diffusion bekannt ist.

Die Diffusion ist der Prozess, bei dem eine Substanz die Zellmembran entlang des Konzentrationsgradienten passiert. Dies bedeutet, dass es von einem Ort mit hoher Konzentration zu einem Ort mit geringer Konzentration diffundiert. Dies geschieht, um die Konzentrationen auf beiden Seiten der Membran auszugleichen.

Durch den Diffusionsprozess scheiden einzellige Pilze wie Hefe die Fermentationsprodukte aus. Dies ist einer der Eigenschaften der Zellmembran zu verdanken: der Permeabilität.

Es ist wichtig zu bedenken, dass die Zellmembran eine semipermeable Struktur ist, was bedeutet, dass bestimmte Moleküle durch sie hindurchtreten können, einschließlich einiger Gase wie Kohlendioxid und Alkohole wie Ethanol, beide Fermentationsprodukte.

Der Mechanismus, über den Riboflavin in Hefe ausgeschieden wird, ist noch nicht vollständig geklärt. Unter Berücksichtigung des Prozesses, der bei einigen Bakterien durchgeführt wird, schlagen einige Spezialisten vor, dass dieses Vitamin mit Hilfe einiger Transporterproteine ​​die Membran passiert Was ist dort.

Mehrzellige Pilze

Mehrzellige Pilze sind die größte und vielfältigste Gruppe. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie aus vielen Zellen bestehen, die sich verbinden, ohne jedoch spezielle Gewebe zu bilden. Die Zellen bilden die Hyphen, die wiederum das Myzel des Pilzes bilden.

Diese Gruppe von Pilzen umfasst die Basidiomyceten (die bekannten Pilze), Ascomyceten und Zygomyceten.

Diese Art von Pilzen wird auf industrieller Ebene sehr geschätzt, da sie unter anderem hauptsächlich im gastronomischen und pharmakologischen Bereich verwendet wird. Mehrzellige Pilze wurden auch dadurch charakterisiert, dass sie bestimmte Substanzen synthetisieren, von denen einige für den Menschen von Vorteil sind, andere weniger.

Dazu gehören: einige halluzinogene Substanzen, Toxine (einige sogar tödlich) und Penicillarsubstanzen.

Ausscheidung in mehrzelligen Pilzen

Zwar haben diese Pilze kein spezielles Gewebe im Ausscheidungsprozess, aber es stimmt auch, dass ihre Stoffwechselmechanismen etwas komplexer sind als die von einzelligen Pilzen.

Bei mehrzelligen Pilzen erfolgt die Ausscheidung durch einen als Exozytose bekannten Prozess. Dies ist definiert als der Prozess, durch den bestimmte Verbindungen durch Vesikel, die sie zur Außenseite der Zelle transportieren, aus Zellen freigesetzt werden. Es ist ein Prozess, der den Energieverbrauch der Zelle erfordert.

Darstellung der Exozytose, Ausscheidungsprozess bei mehrzelligen Pilzen. Quelle: OpenStax

Die Vesikel, mit denen die verschiedenen Verbindungen nach außen freigesetzt werden, werden vom Golgi-Apparat hergestellt. Sobald sie fertig sind und sich der Inhalt richtig verpackt hat, bewegen sie sich mit Hilfe des Zytoskeletts der Zelle sowie von Mikrotubuli und Proteinen wie Aktin in Richtung der Zellmembran.

Wenn das Vesikel mit der Zellmembran in Kontakt kommt, beginnt es mit dieser zu verschmelzen, wodurch sein Inhalt aus der Zelle herausfließen kann. Dieser Prozess wird durch einen Proteinkomplex namens SNARE vermittelt, der in einigen Fällen sogar als regulatorisches Element fungiert.

Ausscheidungsprodukte

Wie bereits erwähnt, produzieren sowohl einzellige als auch mehrzellige Pilze bestimmte Substanzen, die sie absondern. Einige davon sind schädlich, andere nicht.

Ethanol

Es ist eine Verbindung, deren chemische Formel C ₂ H ₅ OH ist. Es wird durch einen anaeroben Fermentationsprozess hergestellt, insbesondere durch alkoholische Fermentation. Dieser Prozess wird von Hefepilzen durchgeführt.

Es hat eine Dichte von 0,789 g / cm ³ und einen Siedepunkt von 78 ° C. Es ist auch farblos. Es wird hauptsächlich in der gastronomischen Industrie als wesentliches Element in alkoholischen Getränken verwendet. Es hat auch andere Verwendungszwecke wie Lösungsmittel, Desinfektionsmittel, Frostschutzmittel und sogar als Kraftstoff.

Riboflavin

Auch als Vitamin B2 bekannt. Strukturell besteht es aus einem Flavinmolekül (Stickstoffbase) und einem Ribitmolekül.

Es hat eine Vielzahl von positiven Auswirkungen auf den Körper, wie die Aufrechterhaltung der Integrität der Schleimhaut und der Haut sowie die Aufrechterhaltung des guten Zustands der Hornhaut.

Mykotoxine

Sie sind toxische chemische Verbindungen, die einige mehrzellige Pilze synthetisieren. Viele Mykotoxine werden in Schimmelpilzen synthetisiert, sodass sie sich auf der Oberfläche von Lebensmitteln befinden, in die diese Pilze eingedrungen sind.

Es gibt verschiedene Arten von Mykotoxinen. Zu den bekanntesten gehören:

• Ochratoxin A: Es wird hauptsächlich von Pilzen der Gattungen Aspergillus und Penicilium synthetisiert. Unter den Wirkmechanismen, die es hat, werden erwähnt: Veränderung der Zellatmung, Veränderung der Proteinsynthese. Es wird auch als krebserzeugend, teratogen, neurotoxisch, nephrotoxisch und immunsuppressiv angesehen.
• Patulin: Es wird von Pilzen der Gattungen Aspergillus, Penicilium, Gymnoascus und Paeocilomyces produziert. Es hat schädliche Auswirkungen auf Leber, Niere und Milz sowie das Immunsystem.
• Aflatoxine: Sie werden von Pilzen der Gattung Aspergillus, insbesondere Aspergillus flavus und Aspergillus parasiticus, ausgeschieden. Dieses Mykotoxin hat eine besonders schädliche Wirkung auf die Leber, wie Nekrose, Leberzirrhose und sogar Leberkrebs.

Penicillin

Es ist eine bakterizide Substanz, die hauptsächlich von Pilzen der Gattung Penicilium ausgeschieden wird. Die Entdeckung von Alexander Fleming im Jahr 1928 markierte einen Meilenstein auf dem Gebiet der Medizin, als es zur Bekämpfung von Infektionen eingesetzt wurde, die durch zuvor lebensbedrohliche Bakterien verursacht wurden.

Obwohl der Mechanismus, durch den sie Bakterien abtöten, nicht vollständig geklärt ist, wird angenommen, dass sie autolytische Enzyme aktivieren, die auf die Zellwand einiger Bakterien wirken und diese zerstören.

Halluzinogene Substanzen

Es sind Substanzen, die von verschiedenen Arten von Pilzen synthetisiert werden, die auf das Zentralnervensystem einwirken und die Wahrnehmung der Realität verändern und visuelle und auditive Halluzinationen verursachen.

Zu den bekanntesten halluzinogenen Substanzen zählen Psilocybin, Baeocystin und Ibotensäure.

Verweise

1. Conesa, A., Punt, P., Van Luijk, N., Van den Hondel, C. (2001) Der Sekretionsweg in Fadenpilzen: eine biotechnologische Sichtweise. Fungal Genet Biol. 33 (3) 155-171.
2. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. und Massarini, A. (2008). Biologie. Editorial Médica Panamericana. 7. Auflage.
3. Diener, S. (2005). Einblick in die Sekretion und Evolution filamentöser Pilze durch Genomanalyse. Abgerufen von: https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/4695
4. Suárez, C., Garrido, N. und Guevara, C. (2016). Saccharomyces cerevisiae Hefe- und Alkoholproduktion. Bibliografische Übersicht. ICIDCA über Zuckerrohrderivate. 50 (1).
5. Wagner, J., Otero, M. und Guerrero I. Hefen und ihre Folgeprodukte als Inhaltsstoffe in der Lebensmittelindustrie. National University of Quilmes Editorial.