24.4: Parásitos fúngicos y patógenos
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- Describir los parásitos fúngicos y patógenos de las plantas
- Describir los diferentes tipos de infecciones fúngicas en humanos
- Explicar por qué la terapia antifúngica se ve obstaculizada por la similitud entre las células fúngicas y animales
El parasitismo describe una relación simbiótica en la que un miembro de la asociación se beneficia a expensas del otro. Tanto los parásitos como los patógenos dañan al huésped; sin embargo, el patógeno causa una enfermedad, mientras que el parásito generalmente no lo hace. El comensalismo ocurre cuando un miembro se beneficia sin afectar al otro.
Parásitos y patógenos de plantas
La producción de suficientes cultivos de buena calidad es esencial para la existencia humana. Las enfermedades de las plantas han arruinado cultivos, trayendo hambruna generalizada. Muchos patógenos de plantas son hongos que causan la descomposición de los tejidos y la eventual muerte del huésped (Figura\(\PageIndex{1}\)). Además de destruir directamente el tejido vegetal, algunos patógenos de las plantas estropean los cultivos al producir potentes toxinas. Los hongos también son responsables del deterioro de los alimentos y la pudrición de los cultivos almacenados. Por ejemplo, el hongo Claviceps purpurea causa el cornezuelo de centeno, una enfermedad de los cultivos de cereales (especialmente del centeno). Aunque el hongo reduce el rendimiento de los cereales, los efectos de las toxinas alcaloides del cornezuelo en humanos y animales son de mucha mayor importancia. En los animales, la enfermedad se conoce como ergotismo. Los signos y síntomas más comunes son convulsiones, alucinaciones, gangrena y pérdida de leche en el ganado bovino. El ingrediente activo del cornezuelo de centeno es el ácido lisérgico, que es un precursor de la droga LSD. Las manchas, las oxidaciones y el mildiú polvoriento o velloso son otros ejemplos de patógenos fúngicos comunes que afectan a los cultivos.
Las aflatoxinas son compuestos cancerígenos tóxicos liberados por hongos del género Aspergillus. Periódicamente, las cosechas de frutos secos y granos están contaminadas por aflatoxinas, lo que lleva a un recuerdo masivo de productos. Esto a veces arruina a los productores y provoca escasez de alimentos en los países en desarrollo.
Parásitos y Patógenos Animales y Humanos
Los hongos pueden afectar a los animales, incluidos los humanos, de varias maneras. Una micosis es una enfermedad fúngica que resulta de infección y daño directo. Los hongos atacan a los animales directamente colonizando y destruyendo tejidos. La micotoxicosis es la intoxicación de humanos (y otros animales) por alimentos contaminados por toxinas fúngicas (micotoxinas). Micetismo describe la ingestión de toxinas preformadas en hongos venenosos. Además, los individuos que muestran hipersensibilidad a mohos y esporas desarrollan reacciones alérgicas fuertes y peligrosas. Las infecciones fúngicas son generalmente muy difíciles de tratar porque, a diferencia de las bacterias, los hongos son eucariotas. Los antibióticos solo se dirigen a células procariotas, mientras que los compuestos que matan hongos también dañan al huésped animal eucariota.
Muchas infecciones fúngicas son superficiales; es decir, ocurren en la piel del animal. Denominadas micosis cutáneas (“piel”), pueden tener efectos devastadores. Por ejemplo, la disminución de la población mundial de ranas en los últimos años puede ser causada por el hongo quítrido Batrachochytrium dendrobatidis, que infecta la piel de las ranas y presumiblemente interfiere con el intercambio gaseoso. De igual manera, más de un millón de murciélagos en Estados Unidos han sido asesinados por el síndrome de nariz blanca, que aparece como un anillo blanco alrededor de la boca del murciélago. Es causada por el hongo amante del frío Geomyces destructans, que difunde sus esporas mortales en cuevas donde hibernan los murciélagos. Los micólogos están investigando la transmisión, el mecanismo y el control de G. destructans para detener su propagación.
Los hongos que causan las micosis superficiales de la epidermis, el cabello y las uñas rara vez se diseminan al tejido subyacente (Figura\(\PageIndex{2}\)). Estos hongos suelen ser mal llamados “dermatofitos”, de las palabras griegas dermis que significa piel y fitos que significan planta, aunque no son plantas. Los dermatofitos también se llaman “tiña” por el anillo rojo que causan en la piel. Secretan enzimas extracelulares que descomponen la queratina (una proteína que se encuentra en el cabello, la piel y las uñas), causando afecciones como el pie de atleta y la tiña inguinal. Estas afecciones generalmente se tratan con cremas y polvos tópicos de venta libre, y se limpian fácilmente. Las micosis superficiales más persistentes pueden requerir medicamentos orales recetados.
Las micosis sistémicas se diseminan a los órganos internos, ingresando más comúnmente al cuerpo a través del sistema respiratorio. Por ejemplo, la coccidioidomicosis (fiebre del valle) se encuentra comúnmente en el suroeste de Estados Unidos, donde el hongo reside en el polvo. Una vez inhaladas, las esporas se desarrollan en los pulmones y provocan síntomas similares a los de la tuberculosis. La histoplasmosis es causada por el hongo dimórfico Histoplasma capsulatum. También causa infecciones pulmonares, y en casos más raros, hinchazón de las membranas del cerebro y la médula espinal. El tratamiento de estas y muchas otras enfermedades fúngicas requiere el uso de medicamentos antimicóticos que tengan efectos secundarios graves.
Las micosis oportunistas son infecciones fúngicas que son comunes en todos los ambientes, o parte de la biota normal. Afectan principalmente a individuos que tienen un sistema inmunitario comprometido. Los pacientes en estadios tardíos del SIDA padecen micosis oportunistas que pueden poner en peligro la vida. La levadura Candida sp., un miembro común de la biota natural, puede crecer sin control e infectar la vagina o la boca (aftas orales) si se altera el pH del ambiente circundante, las defensas inmunitarias de la persona o la población normal de bacterias.
El micetismo puede ocurrir cuando se comen hongos venenosos. Causa una serie de muertes humanas durante la temporada de recolección de hongos. Muchos cuerpos fructíferos comestibles de hongos se asemejan a parientes altamente venenosos, y se advierte a los cazadores aficionados de hongos que inspeccionen cuidadosamente su cosecha y eviten comer hongos de origen dudoso. El adagio “hay recolectores de setas audaces y recolectores de hongos viejos, pero ¿no hay recolectores de hongos viejos y audaces” es desafortunadamente cierto.
Conexión del Método Científico: Enfermedad del Olmo Holandés
Pregunta: ¿Los árboles resistentes a la enfermedad del olmo holandés secretan compuestos antifúngicos?
Hipótesis: Construir una hipótesis que aborde esta cuestión.
Antecedentes: La enfermedad del olmo holandés es una infestación fúngica que afecta a muchas especies de olmo (Ulmus) en América del Norte. El hongo infecta el sistema vascular del árbol, lo que bloquea el flujo de agua dentro de la planta e imita el estrés por sequía. Accidentalmente introducido en Estados Unidos a principios de la década de 1930, diezmó los árboles de sombra en todo el continente. Es causada por el hongo Ophiostoma ulmi. El escarabajo de la corteza del olmo actúa como vector y transmite la enfermedad de árbol en árbol. Muchos olmos europeos y asiáticos son menos susceptibles a la enfermedad que los olmos estadounidenses.
Pruebe la hipótesis: Un investigador que pruebe esta hipótesis podría hacer lo siguiente. Inocular varias placas de Petri que contengan un medio que soporte el crecimiento de hongos con fragmentos de micelio de Ophiostoma. Cortar (con un punzón metálico) varios discos del tejido vascular de variedades susceptibles de olmos americanos y olmos resistentes europeos y asiáticos. Incluir placas Petri testigo inoculadas con micelios sin tejido vegetal para verificar que el medio y las condiciones de incubación no interfieran con el crecimiento fúngico. Como testigo positivo, agregar discos de papel impregnados con un fungicida conocido a las placas de Petri inoculadas con el micelio.
Incubar las placas durante un número determinado de días para permitir el crecimiento de hongos y la propagación del micelio sobre la superficie de la placa. Registrar el diámetro de la zona de aclaramiento, en su caso, alrededor de las muestras de tejido y el disco de control de fungicida.
Registre sus observaciones en la siguiente tabla.
Tabla\(\PageIndex{1}\): Resultados de las Pruebas Antifúngicas de Tejido Vascular de Diferentes Especies de Olmo
| Disco | Zona de inhibición (mm) |
|---|---|
| Agua Destilada | |
| Fungicida | |
| Tejido de Olmo Susceptible #1 | |
| Tejido de Olmo Susceptible #2 | |
| Tejido de Olmo Resistente #1 | |
| Tejido de Olmo Resistente #2 |
Analizar los datos y reportar los resultados. Comparar el efecto del agua destilada con el fungicida. Se trata de controles negativos y positivos que validan la configuración experimental. El fungicida debe estar rodeado por una zona clara donde se inhibió el crecimiento del hongo. ¿Hay alguna diferencia entre diferentes especies de olmo?
Saque una conclusión: ¿Hubo actividad antifúngica como se esperaba del fungicida? ¿Los resultados apoyaron la hipótesis? Si no, ¿cómo se puede explicar esto? Existen varias explicaciones posibles para la resistencia a un patógeno. La disuasión activa de la infección es sólo una de ellas.
Resumen
Los hongos establecen relaciones parasitarias con plantas y animales. Las enfermedades fúngicas pueden diezmar cultivos y estropear los alimentos durante el almacenamiento. Los compuestos producidos por hongos pueden ser tóxicos para humanos y otros animales. Las micosis son infecciones causadas por hongos. Las micosis superficiales afectan la piel, mientras que las micosis sistémicas se propagan por el cuerpo. Las infecciones fúngicas son difíciles de curar.
Glosario
- comensalismo
- relación simbiótica en la que un miembro se beneficia mientras que el otro miembro no se ve afectado
- micetismo
- ingestión de toxinas en hongos venenosos
- micosis
- infección por hongos
- micotoxicosis
- envenenamiento por una toxina fúngica liberada en los alimentos
- parasitismo
- relación simbiótica en la que un miembro de la asociación se beneficia a expensas del otro