FIZIOLOGIA CIUPERCILOR DIN GENUL CANDIDA

FIZIOLOGIA CIUPERCILOR DIN GENUL CANDIDA

COMPOZITIA CHIMICA A CELULEI LEVURICE

Celulele levurice au aceiasi constituenti chimici ca si celula bacteriana. Din punct de vedere cantitativ, apa reprezinta componenta cea mai importanta 83% din greutatea celulei.
Variatia continutului apos este in functie de varsta celulei si compozitia mediului de cultura. In celula, apa exista libera si legata de diferite componente biochimice. Ea constituie mediul de baza in care se dizolva majoritatea substantelor celulare si in care se realizeaza reactiile metabolismului intermediar. Restul constituentilor chimici il reprezinta mai ales substantele organice.

PROTEINELE

Reprezinta 40 80% din greutatea celulei uscate. Ele sunt sintetizate in celula levurica si sunt holoproteine conjugate cu o grupare postetica (acizi nucleici) sau heteroproteine sau legate de macromolecule organice (lipide si polizaharide), formand conapse lipoproteice si glicoproteine.
Celula levurica contine o cantitate mare de mucoproteine care se coloreaza cu tehnica Hoteins McManus. Proteinele au un rol plastic. Din punct de vedere al structurii chimice macromoleculele proteice au o mare variabilitate de la o specie la alta, ceea ce sta la baza reactivitatii biologice diferentiate sub forma de specificitate antigena.
Continutul de glucide reprezinta 12 18% din greutatea celulei uscate. Ele se prezinta sub forma de mono si dizaharide, care iau parte directa la metabolismul intermediar si sub forma de polizaharide cu rol plastic si de rezerva de energie.

LIPIDELE

Reprezinta 2-5 % din greutatea celulei levurice uscate. Sunt reprezentate de grasimi neutre si fosfolipide. Fosfolipidele depasesc 50% din lipidele totale si se prezinta sub forma libera, materia de rezerva continuta in incluziunile citoplasmatice sau legate in complexe lipo-proteice. Fosfolipidele au un rol plastic si in metabolismul intermediar, in timp de lipidele neutre reprezinta numai rezerva energetica.

SARURILE MINERALE

Din continutul celulei levurice, sarurile minerale reprezinta 2-30% din greutatea substantei uscate in celulele tinere si de 4-7 ori mai mare in cele mature. Continutul mineral variaza in functie de compozitia mediului si de tulpina. Reziduul mineral contine saruri de P, Na, K, Mg, Al, Ca, Fe si Zn, saruri in compozitia carora intra CI, S, P. Sarurile minerale reglementeaza presiunea osmotica, mentin echilibrul de membrana, regleaza pH-ul si potentialul oxidoreducator, activeaza sistemul enzimatic. In compozitia celulelor levurice intra si acizi nucleici inegal distribuiti, ARN; mai ales in citoplasma, predomina cantitativ fata de ADN localizat in nucleu.

ECHIPAMENTUL ENZIMATIC

Acest echipament al celulei levurice este foarte complex, ceea ce explica activitatea fiziologica intensa si variatia acesteia. Dupa structura se impart:
- holoproteine (proteine pure): ureaza, carboxilpeptilaza:
- metaloproteine (proteina unita cu metal): anhidraza (contine zinc), enotaza (contine mangan);
- heteroproteine: cu derivati ai hemului: citocromhidraza, catalaza, peroxidaza; cu grup proteic vitaminic: carboxilaza si unele dehidrogenaze.

METABOLISMUL CELULEI LEVURICE

Levurile au o activitate metabolica superioara celulelor din organismele pluricelulare organizate. Studiile asupra metabolismului celulei levurice, in functie de consumul de oxigen exprimat in cm³/ora, au dat urmatoarele rezultate (dupa Lidia Mesrobeanu - Fiziologia bacteriana 1960):
- celula hepatica - 2-5 cm³/ora;
- celula renala -4-10 cm³/ora;
- celula levurica - 50-100 cm³/ora;
- celula microbiana (E. colii) - 100-300 cm³/ora. Aceasta se explica printr-un aparat enzimatic complex pe care il poseda levurile si prin aria de absorbtie a hranei care este foarte mare in comparatie cu cea a organismului superior. Pentru sinteze celulare, levurile au nevoie de saruri minerale, o sursa de carbon, de azot si de o sursa de energie, plus factori de crestere. Sursa de azot poate fi organica si anorganica. Dintre substantele azotoase neorganice, cel mai lesne de utilizat este sulfatul de amoniu. Capacitatea de asimilare a azotului organic este inhibata de un mediu prea alcalin sau prea acid. Diferiti aminoacizi sunt utilizati in mod inegal de catre diversele specii de candide. Prezenta in mediu a ionilor de Zn, Cu, Fe mareste asimilarea aminoacizilor. Dupa cum a apreciat Elinov, ciupercile apartinand genului Candida sunt capabile sa utilizeze azotul si antibiotice: penicilina, streptomicina. Carbonul poate fi utilizat dintr-o serie de substante organice: hidrocarbonate, alcool, acizi etc. In general sunt mai bine utilizate substantele alifatice decat cele aromatice si mai bine hidratii de carbon decat alte substante organice.

Pentru folosirea substantelor nutritive, levurile din genul Candida, ca si celelalte, elaboreaza diferite feluri de fermenti, indeosebi hidrolaze care hidrolizeaza moleculele complexe proteice, lipidice si hidrocarbonate si le desfac in molecule mai simple. Energia rezulta in urma reactiilor de degradare oxidativa si fermentativa a substantelor organice. Din punct de vedere al producerii energiei, levurile sunt hemoorganotrofe (producerea energiei facandu-se indiferent de prezenta sau absenta luminii).

METABOLISMUL GLUCIDIC AL CELULEI LEVURICE

Dupa capacitatea de a produce hidroliza hidratilor de carbon, ciupercile levuriforme se impart in: azimatice si zimatice, cele azimatice nefiind capabile de a desface hidratii de carbon.
Datorita proprietatilor fermentative, levurile din genul Candida pot degrada hexozele (glucoza, levuloza), di, tri si polizaharidele, reducandu-le la componentele cu greutate moleculara mica, forma sub care sunt utilizate ca surse de energie. Monozaharidele din mediul de cultura sau dizaharide sunt absorbite de membrana cito-plasmatica, fosforilate si transforilate si transformate in esteri-glucozo-6-fosfat. Metabolismul glucidelor are mai multe etape: glucoza esterificata trece in acid piruvic, care se degradeaza in bioxid de carbon si apa. Candida albicans elimina in mediul de cultura o serie de acizi organici care au fost studiati cromografic de Byguet. El a identificat o serie de acizi din ciclul acizilor tricarboxilici Krebs: acidul piralidon- carboxilic, acidul lactic. succinic, malic, ceea ce presupune trecerea de la acidul piruvic la bioxidul de carbon si apa prin acest ciclu.

Pentozele (arabinoza, xiloza) nu sunt transformate de Candida si deci, sunt improprii pentru nutritia ei.
Dupa Langeron si Guerra, ciupercile levuriforme zimatice se impart in mai multe subgrupe dupa capacitatea de a fermenta diferiti hidrati de carbon:
a) levuri zimatice simple, care fermenteaza numai hexozele: Candida krusei si Candida brumpti;
b) levuri zimatice complexe, care pe langa zimazele care ataca hexozele, poseda capacitatea de a colabora si hidroliza specifice pentru dizaharuri.
Dintre acestea fac parte:
1. levurile maltazice, care elaborand maltoza o desfac in 2 molecule de glucoza (ex. Candida albicans);
2. levuri malarice care cu ajutorul zaharinei desfac zaharoza in glucoza si levuroza (ex. Candida guilliermondi);
3. levurile maltazo-zaharidice care desfac atat zaharoza cat si maitoza (ex. Candida tropicalis);
4. levurile zaharo-lactazice care desfac zaharoza si lactoza in glucoza si galactoza prin elaborarea lactazei (ex. Candida tropicalis).
In tratatul de micologie al lui Langeron sunt formulate urmatoarele legi de fermentatie prin levuri:
1. Orice levura care nu face sa fermenteze glucoza, nu face sa fermenteze niciun alt zahar.Ea nu elaboreaza zimaze si nu poate actiona asupra nici unui alt zahar.
2. Nici o levura nu face sa fermenteze in acelasi timp maltoza si lactoza.
In concluzie, proba cu glucoza este indispensabila pentru a se preciza daca o levura este sau nu zimatica, iar numarul zaharurilor
folosite pentru proba de fermentatie se reduce la 5 si anume: glucoza, maltoza, zaharoza, Iactoza si rafinoza.
In afara de hidratii de carbon, ciupercile din genul Candida sunt capabile sa hidrolizeze si substantele proteice. Azotul pentru sinteza proteinelor celulelor levurice provine de la amino-acizi, din gruparile amonice si nitrat in medii de cultura. Kpika si Biauk (1957-1959) arata proprietatile candidelor din grupa albicans de a metaboliza scleroproteinele folosind keratina ca sursa unica de azot. Proteinele sintetizate au atat rol plastic cat si energetic. Steihedler si Hottcher au aratat ca ciupercile din genul Candida sunt capabile sa elaboreze esteraze, care pot desface grasimile si alti esteri. Sinteza acizilor grasi in celula levurica se face plecand de la acidul acetic, proces unde un rol important il are coenzima A. Aceasta reactioneaza cu gruparile carboxilice terminale ale acizilor fragmentandu-le, degradandu-le pana la bioxid de carbon si apa. Proteinele nu constituie o sursa nutritiva pentru levuri, ele au un rol plastic.

NEVOILE DE VITAMINE

Drouhet a aratat ca levurile din genul Candida, ca orice organisme heterotrofe, au nevoie de anumiti factori de crestere, printre care cel mai important este diotina. Candida albicans si Candida tropicalis, ca sa se dezvolte in mediu sintetic, au nevoie doar de biotina. Candida pseudotropicalis are nevoie de biotina plus acid nicotinic. Candida krusei de Bl, B6, PP si biotina.

RESPIRATIA

Nevoia de respiratie a ciupercilor din genul Candida este foarte variabila. Ele pot trai in aerobioza si anaerobioza relativa. Cand presiunea oxigenului scade sub 40-50 mmHG, dezvoltarea se opreste, deci ciuperca nu moare. In mediile lichide, speciile de Candida avide de oxigen se dezvolta la suprafata, formand o pelicula care se intinde pe peretii vasului sau ai eprubetei, iar cele mai putin avide se dezvolta in profunzimea mediului sau formeaza depozit pe fundul vasului.
O carenta usoara de oxigen favorizeaza procesul de fermentatie, in conditii de aeratie mai puternica ciupercile levuriforme se prezinta nu numai sub forma de celule inmugurite dar mai ales sub forma de filamente pseudomiceliene. Dimpotriva, in fundul tubului unde aeratia este mai scazuta, domina celulele levurice rotunde, inmugurinde. Din cercetarile lui Wickerhan si Rettger din 1959 rezulta ca excesul de oxigen face sa scada intensitatea fermentatiei si mareste elaborarea de substante alcaline. Procesul respirator produce oxidarea aeroba a elementelor nutritive si serveste drept izvor de energie. In celula levurica exista o serie de enzime: citocromul, FAD, HAD, cu rol in procesele de respiratie. Oxidarea elementelor din substrat se numeste respiratie exogena, iar a celor aflate in interiorul celulei se numeste respiratie endogena. Respiratia este mai activa in culturile tinere.

COMPORTAREA CIUPERCILOR LEVURIFORME
DIN GENUL CANDIDA FATA DE AGENTII FIZICI, CHIMICI
Sl BIOLOGICI

Cunoasterea modului de comportare a ciupercilor din genul Candida, fata de agentii externi este necesara in primul rand pentru combaterea candidozelor si pentru prevenirea lor. Pana in prezent nu s-a putut stabili daca exista vreo deosebire a modului de comportare fata de mediul extern intre diferitele specii ale acestui gen. Unii factori de mediu favorizeaza cresterea si multiplicarea celulelor levurice, iar altii opresc dezvoltarea lor, distrug celula (actiune fungicida) sau ii altereaza caracterele morfologice si biologice (actiune mutagena

FACTORI MECANICI

Triturarea la mojar cu ajutorul nisipului sau vatei de sticla nu izbutesc sa omoare toate celulele fevurice si deci nu are o actiune demna de retinut.

FACTORII FIZICI

Actiunea mecanica cu frecventa mica (1-60 agitari pe minut) este favorabila cresterii si dezvoltarii levurilor deoarece aereaza mediul si stimuleaza metabolismul celulelor. Agitatia rapida produce degradari protoplasmatice si opreste dezvoltarea culturilor de Candida. Deshidratarea lenta la temperatura laboratorului duce la moartea unui numar mare de celule levurice. La intuneric, deshidratarea este bine suportata, iar daca procesul de deshidratare se produce brusc dupa congelare si in vid, culturile de levuri isi conserva luni de zile viabilitatea si proprietatile biologice. Levurile din genul Candida suporta variatii mult mai mari decat bacteriile in ceea ce priveste pH-ul (3,5-9) iar pH-ul optim pentru dezvoltarea lor este de 5-6, 5. Proprietatea levurilor este rezistenta la mediul acid si a facut sa se foloseasca purificarea levurilor din mediul sintetic foarte acid (mediul Raulin). Marirea tensiunii superficiale duce la alterarea proceselor fiziologice si la scaderea ei prin adaugarea de saruri biliare, alcool, sapun etc, favorizeaza filamentarea si producerea chalamidosporilor. Candidele ating o dezvoltare optima cand tensiunea superficiala este de 55-75 dyn/cm³.
Rezistenta lor la variatii de temperatura depinde de concentrarea ciupercii (ciupercile mai concentrate sunt mai rezistente) si de mediul care le contine. In mediile bogate in substante albuminoide (sputa, puroi) rezistenta este relativ mai mare si pentru a le omora este necesara fierberea prelungita timp de 10-15 minute. Caldura uscata (90-110) le omoara in 20-30 minute. Inghetul prelungit chiar luni de zile nu omoara celulele levurice.
Razele ultraviolete au actiune fungicida evidenta. Din cercetarile lui Keskin rezulta ca ciupercile levuriforme sunt sensibile la aceste raze cand se afla in mediu lichid. O suspensie de celule levurice in ser fiziologic cuprinzand 300000 celule/ml, stratul lichid fiind gros de 2-3 mm, este sterilizat complet in 10 minute la lumina unei lampi cu vapori de mercur, situata la o distanta de 50-70 cm. Levurile uscate rezista la lumina zilei 14-20 zile, iar in intuneric cateva luni. Doza letala de ultraviolete este de 1-5*1000 ergi/cm³.

Ciupercile din genul Candida rezista la razele Roentgen destul de bine. Aplicarea timp de 1-2 ore a unei doze de 1500r provoaca incetinirea dezvoltarii si in acelasi timp o oarecare transformare a tulpinii. Razele beta, gama, alfa au efect fungicid, dar nu se folosesc in practica pentru ca sunt necesare doze mari.