DIMORPHE PILZE: ALLGEMEINES UND BEISPIELE - BIOLOGIE - 2025

Die dimorphen Pilze sind solche mit zwei anatomischen Formen oder unterschiedlichen morphologischen: einer Myzelform und einer anderen hefeartigen. Diese Eigenschaft des Dimorphismus wird nur von einigen Pilzarten gezeigt und als Pilzdimorphismus bezeichnet.

In der morphologischen Phase des Myzels erscheint der dimorphe Pilz als Masse, die aus einer Reihe von Hyphen oder zylindrischen Filamenten besteht. Die Funktion der Hyphen besteht darin, den Pilz zu nähren, da sie die Fähigkeit haben, Nährstoffe aufzunehmen. Das Myzel bildet den sogenannten vegetativen Körper eines makroskopischen mehrzelligen Pilzes.

Abbildung 1. Candida albicans Hefephase. Quelle: David Arqueas, aus Wikimedia Commons

In der Hefephase erscheint der dimorphe Pilz als mikroskopisch kleiner einzelliger Organismus mit kugelförmigen oder eiförmigen Zellen. Es hat auch die Fähigkeit, organische Stoffe, Zucker und Kohlenhydrate durch Fermentationsprozesse abzubauen.

Eine kleine Gruppe von Pilzen im Ascomycota-Phyllum gilt als dimorph; Diese Pilze haben die Fähigkeit, Säugetiere, Pflanzen und Insekten als Parasiten zu infizieren.

Abbildung 2. Candida albicans in der Myzelphase. Quelle: Garnhami, aus Wikimedia Commons

Beispiele hierfür sind die humanpathogenen (krankheitsverursachenden) Krankheitserreger Candida albicans und Histoplasma capsulatum. Auch der phytopathogene Pilz Ophiostoma novo-ulmi, der die Ulmenkrankheit verursacht.

Andere Beispiele sind Ophiocordyceps unilateralis, ein entomopathogener Pilz, der Dimorphismus aufweist und chemische Verbindungen absondert, die das Verhalten infizierter Ameisen verändern. Es heißt "der Pilz der Zombie-Ameisen".

Es gibt auch Malassezia furfur, einen dimorphen Pilz, der sowohl phytopathogen als auch entomopathogen ist.

Dimorphismus und Pathogenität

Pilzdimorphismus hängt mit der Fähigkeit zusammen, Pilzkrankheiten oder Pathogenität zu verursachen.

Der Vorgang, bei dem ein Pilz von einem einzelligen Zustand in Form von Hefe (hefeförmig) in einen mehrzelligen Zustand von Hyphen oder Myzel übergeht, wird als Phasenübergang bezeichnet. Dieser Übergang ist wesentlich für die Pathogenität und Virulenz des Pilzes.

Der pathogene Pilz empfängt Signale mit Informationen aus der ihn umgebenden Umgebung und wandelt sich entsprechend seiner Bequemlichkeit in eine der beiden Phasen um. Zum Beispiel gibt es Pilze, die ihren Zustand abhängig von der Umgebungstemperatur ändern und dann thermodependent sind.

Dies ist der Fall bei Pilzen, die bei einer Temperatur von 22 bis 26 ° C im Boden wachsen und in einem mycelischen Zustand verbleiben. Diese Mycelien können aufgrund von Veränderungen wie Naturkatastrophen oder Eingriffen des Menschen (Bauwesen, Landwirtschaft ua) fragmentieren und zu Suspensionen in der Luft oder zu Aerosolen werden.

Beim Einatmen durch einen Säugetierwirt besiedeln Pilze in der Luft die Lunge, wo die Temperatur bei 37 ^° C gehalten wird. Bei dieser Temperatur wirken Myzelhyphen als infektiöse Vermehrungsorgane, werden zu pathogenen Hefen und verursachen Lungenentzündung.

Sobald die Infektion in der Lunge festgestellt wurde, können sich die Hefen auf andere Organe wie Haut, Knochen und Gehirn ausbreiten.

Faktoren, die den Phasenwechsel oder den Pilzdimorphismus bestimmen

Zu den Umweltfaktoren, die die reversible Umwandlung des Pilzes von einem Zustand in einen anderen bewirken, gehören die folgenden.

Temperaturänderungen

Die Änderung der Temperatur erzeugt einen Übergang oder eine morphologische Phasenänderung in der Pilzart Talaromyces marneffei. Wenn die Umgebungstemperatur zwischen 22 und 25 ^° C liegt, zeigt der Pilz eine filamentöse Morphologie (Hyphen), und wenn die Temperatur auf 37 ^° C steigt , nimmt er eine Hefemorphologie an.

Andere humanpathogene Pilzarten mit temperaturabhängigem Dimorphismus sind Histoplasma capsulatum, Blastomyces dermatitides, Sporothrix schenkii, Paracoccidioides brasiliensis, Coccidioides inmitis, Lacazia laboi und Emmansia sp.

Änderung der Nährstoffverfügbarkeit

Bei der Art Candida albicans tritt der folgende Phasenübergang auf: In Gegenwart nährstoffreicher Medien ist die Morphologie Hefe, während in nährstoffarmen Medien die Wachstumsform mycelfilamentös ist.

Gemeinsame Änderungen der Temperatur und Nährstoffverfügbarkeit oder des Vorhandenseins toxischer Substanzen

Obwohl die Temperatur der vorherrschende Umweltreiz zu sein scheint, der den Übergang von Hyphe (bei 22-25 ° C) zu Hefe (bei 37 ^° C) und umgekehrt steuert , gibt es zusätzliche Reize, die die morphologische Veränderung beeinflussen, wie z. B. die Konzentration von Kohlendioxid (CO ₂ ), das Vorhandensein von Cystein, Östradiol oder toxischen Substanzen im Medium.

Einige Pilzarten erfordern Änderungen beider Umweltfaktoren (Temperatur und Nährstoffverfügbarkeit), um Dimorphismus auszudrücken. Auch andere Umweltveränderungen, wie das Vorhandensein von Metallen oder Chelatbildnern, können morphologische Phasenübergänge auslösen.

Humanpathogene dimorphe Pilze

Drei Beispiele für humanpathogene dimorphe Pilze werden nachstehend kurz beschrieben.

Talaromyces marneffei

Es ist eine pathogene Pilzart, die zum Ascomycota-Phyllum gehört. Es zeigt einen temperaturabhängigen Dimorphismus: Bei 25 ^° C wächst es in seiner filamentösen Phase als Saprophyt und bei 37 ^° C zeigt es eine parasitäre Hefemorphologie.

Der Pilz T. marneffei kann eine tödliche Infektion des gesamten Organismus verursachen; Penicillosis, benannt nach seinem alten taxonomischen Namen als Penicillium marneffei.

Morphologische Formen oder Phasen

Der Pilz T. marneffei wächst in der hyphalen oder filamentösen Phase in grauweißen Kolonien mit einer glatten und glatten Oberfläche. Diese Kolonien verfärben sich rotbraun mit Gelbtönen, während ihre Oberfläche ein strahlendes Relief mit der Unterseite einer Lachsfarbe erhält.

In der Hefephase entwickelt T. marneffei kleine elfenbeinfarbene Kolonien mit einem grob aussehenden Relief.

Stauseen

Die Stauseen von T. marneffei sind der Boden (in den Tropen und Subtropen, in der Regenzeit von Mai bis Oktober) und verschiedene Arten von Bambusratten (Cannomis badius, Rhizomis sinensis, Rhizomis sumatrensis und Rhizomis pruinosis).

Gastgeber

Gemeinsame Wirte für den pathogenen Pilz T. marneffei sind Ratten, Menschen, Katzen und Hunde.

Der Pilz T. marneffei gelangt hauptsächlich über die Atemwege in den Körper. Es kann auch jeden anderen Weg als den Verdauungsweg durchdringen.

Klinische Manifestationen

Der Pilz T. marneffei verursacht bei immundefizienten Menschen eine opportunistische generalisierte oder systemische Infektion. Es betrifft zunächst die Lunge und dann verschiedene Organe über den Blutkreislauf. Es entstehen Läsionen in Form von Papeln auf der Haut von Hals, Gesicht und Rumpf.

Candida albicans

Der Pilz Candida albicans gehört zum Stamm Ascomycota und weist einen Dimorphismus auf, der von der Verfügbarkeit von Nährstoffen abhängt.

Bei Candida albicans scheinen Hefezellen am besten für die Blutverbreitung und den Virulenzfaktor geeignet zu sein. Während die Hyphenphase als die invasivste bei der Gewebedurchdringung und Organbesiedlung vorgeschlagen wurde.

Der Übergang von Hefe zu Hyphe ist ein schneller Prozess, der durch Umweltfaktoren wie Kohlendioxidspiegel, Sauerstoffmangel, Änderungen des Nährmediums und der Temperatur induziert wird.

Durch Pleomorphismus oder Mehrphasenänderungen kann dieser Pilz die Immunabwehrmechanismen seines Wirts überleben. In der Hefephase besteht die Morphologie aus kugelförmigen oder eiförmigen Zellen in kleinen Gruppen. In der Hyphenphase oder der Morphologie des Fadenpilzes erscheinen die Zellen länglich und in Form von Filamenten gestreckt.

Zusätzlich nimmt es in der Hefephase eine symbiotische Lebensform an und in der Hyphenphase wird es zu einem pathogenen Parasiten.

Reservoir

Das Reservoir für Candida albicans ist der menschliche Körper. Es ist in der Mikroflora der Haut, im Magen-Darm-Trakt, in der Mundhöhle und im Urogenitalsystem vorhanden.

Gastgeber

Der menschliche Organismus fungiert als Wirt für Candida albicans, deren Eintrittsweg die Haut und die Schleimhäute sind.

Der Candida albicans-Pilz produziert Candidiasis oder Moniliasis, die Haut, Nägel, Mundschleimhäute und Magen-Darm-Schleimhäute befällt. Bei immunsupprimierten Menschen kann die Infektion im gesamten Körper systemisch oder generalisiert werden.

Candida albicans ist in der Lage, die Blut-Hirn-Schranke zu überwinden. Bei schweren Infektionen mit diesem pathogenen Pilz werden Sterblichkeitsraten von 40% angegeben.

Histoplasma capsulatum

Histoplasma capsulatum gehört zum Stamm Ascomycota. Es ist eine Pilzart, die für den Menschen pathogen ist und einen temperaturabhängigen Dimorphismus aufweist. Der Pilz wächst im Boden und auf Kotmischungen von Staren (Stumus vulgaris), Amseln (Turdus merula) und verschiedenen Fledermausarten.

Der Pilz Histoplasma capsulatum ist in Vogelquartieren und in Höhlen, Dachböden oder Baumlöchern, in denen Fledermäuse leben, weit verbreitet.

Dieser Pilz ist auf dem ganzen Planeten weit verbreitet, außer in der Antarktis. Es ist häufig mit Flusstälern verbunden. Es kommt besonders in den Tälern der Flüsse Mississippi und Ohio in den Vereinigten Staaten vor.

Morphologische Formen oder Phasen

Histoplasma capsulatum zeigt ein filamentöses Myzelwachstum in Form eines saprophytischen Lebens im Boden. Bei der Infektion von Tieren oder Menschen entwickelt es die Wachstumsphase in Form von parasitärer Hefe bei einer Körpertemperatur von 37 ^° C.

Die morphologische Phase des Myzels besteht aus Hyphen. Die Kolonien sind anfangs weiß, baumwollig und werden später dunkelbraun mit einer gelben bis orangefarbenen Unterseite.

Die Hefephase hat eiförmige Zellen, die bei 37 ^° C langsam wachsen und graue bis beige Kolonien mit einem feuchten und cremigen Aussehen bilden.

Stauseen

Die Reservoire von Histoplasma capsulatum sind mit stickstoffreichem Vogel- und Fledermauskot kontaminierter Boden.

Gastgeber

Zu den Wirten von Histoplasma capsulatum gehören menschliche Organismen, einige Vögel (Stare, Amseln, Drosseln, Hühner, Truthähne, Gänse), Fledermäuse, Hunde, Katzen, Nagetiere, Pferde und Rinder.

Dieser Pilz gelangt über die Atemwege, die perkutane (über die Haut) und die Schleimhäute in den menschlichen Körper.

Klinische Manifestationen

Fälle einer akuten Lungeninfektion mit Histoplasma capsulatum sind sehr häufig, mit Symptomen wie Fieber, Erkältung, Schüttelfrost, Kopfschmerzen, Brustschmerzen, Müdigkeit, Erythem und Hautausschlag.

Verweise

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