CIRCULATION DANS LES CHAMPIGNONS: NUTRIMENTS, SUBSTANCES, OSMORÉGULATION - LA BIOLOGIE - 2025

Le champignon de circulation est le système par lequel le transport des substances se fait de l'extérieur vers l'intérieur des champignons et vice versa. Cela comprend l'absorption des nutriments pour les distribuer dans toute sa structure, ainsi que le transport des enzymes et l'excrétion de substances, en plus d'autres fonctions qui nécessitent un échange de fluides.

Ces organismes ne contiennent pas de chlorophylle comme les plantes, et ils ne contiennent pas non plus de système de vaisseaux sanguins comme dans le cas des animaux. En revanche, les champignons n'ont pas de tissu spécialisé pour cette fonction.

Représentation graphique de la circulation des fluides dans les hyphes et les levures. Image source à gauche Flickr, image à droite Wikipedia.com

Cependant, les champignons, comme tous les êtres vivants, se comportent comme des systèmes dynamiques dans lesquels il y a transport de substances et de nutriments. Dans ce cas, ils sont effectués par le mouvement du cytoplasme ou à l'aide de vésicules transporteurs.

La circulation des fluides dans les champignons peut être observée dans le processus de digestion et d'absorption des nutriments, dans la morphogenèse des structures fongiques, dans l'équilibre osmotique et dans l'expulsion des déchets.

Il existe des mécanismes dans ces micro-organismes qui régulent l'entrée et la sortie des substances, ainsi que des mécanismes spécifiques pour leur transport.

La circulation des fluides dans ces organismes est très importante pour leur survie. Par conséquent, les substances utilisées pour le traitement des infections fongiques visent à modifier la perméabilité de la membrane cytoplasmique, générant un déséquilibre dans la cellule qui se termine par la mort cellulaire.

Circulation des nutriments

L'alimentation des champignons est réalisée par un processus appelé absorption directe. Ce système d'assimilation des nutriments nécessite une étape préalable dans laquelle les champignons sécrètent des enzymes dans l'environnement pour dégrader la matière organique, et ainsi pouvoir absorber leurs nutriments en molécules plus petites.

Ainsi, ils effectuent une sorte de digestion externe (en dehors de la structure cellulaire). Ensuite, les nutriments dissous traversent la paroi cellulaire (qui est composée de chitine) pour finalement être répartis uniformément vers le protoplasme par un processus appelé simple diffusion ou osmose, dans lequel il n'y a pas de dépense énergétique.

Cette forme d'alimentation est connue sous le nom d'osmotrophie. De plus, en raison de la façon dont les champignons se nourrissent, on dit qu'ils sont hétérotrophes, car ils ne peuvent pas produire leurs propres composés organiques comme cela se produit dans les organismes autotrophes.

Autrement dit, l'énergie dont ils ont besoin est obtenue par l'assimilation et le métabolisme des composés organiques dissous par les exoenzymes.

Les structures chargées de distribuer les nutriments dans les champignons filamenteux ou multicellulaires sont les hyphes. Ceux-ci participent à l'échange de nutriments et d'eau entre les différentes parties du champignon.

Circulation de substances dans la morphogenèse des structures fongiques

La formation des structures du champignon nécessite également la circulation de substances. Cela se fait d'une manière légèrement différente.

Allongement hyphal

L'allongement des hyphes chez les champignons est possible grâce au transport directionnel de vésicules contenant des substances précurseurs de la paroi des hyphes avec des synthétases. Ces vésicules sont dirigées vers le dôme apical de l'hyphe, où se produira la libération du contenu vésiculaire.

La génération de la nouvelle paroi hypale pour la formation et la polymérisation des microfibrilles nécessite l'enzyme chitine synthétase. Cette enzyme est transportée vers l'extrémité de l'hypale dans des microvésicules appelées chitosomes sous forme de zymogènes (enzyme inactive).

Les chitosomes se forment dans le cytoplasme sous une forme libre ou dans des vésicules plus grosses similaires à celles générées par l'appareil de Golgi.

Par la suite, l'activation de la chitine synthétase se produit par la fusion du chitosome au plasmalemme, permettant l'interaction d'une protéase liée à la membrane avec l'enzyme inactive (zymogène). C'est ainsi que la microfibrilogenèse de la chitine commence à la pointe de l'hypale.

Levure en herbe

Dans le cas des levures, il y a également transport de substances. Dans ce cas, il est nécessaire pour la biosynthèse du cytosquelette de levure. Il nécessite une protéase synthétase qui est uniformément distribuée dans le cytoplasme et qui se lie à la membrane cellulaire.

Cette enzyme est active sur les sites de croissance des levures et est inactive lorsqu'il n'y a pas de division.

On pense que les substances activatrices de l'enzyme peuvent être transportées à travers des microvésicules vers le plasmalemme aux sites où la biosynthèse de la paroi cellulaire (bourgeonnement et séparation septale) est active.

Equilibre entre la synthèse de l'allongement de l'hyphe ou de la paroi de la levure et la modification de la matrice

Dans les processus de formation et d'insertion de nouvelles structures et de modification de la matrice préexistante, à la fois dans le cas des champignons filamenteux et dans les bourgeons de levure, il doit y avoir un équilibre.

En ce sens, la présence d'enzymes lytiques qui sont transportées dans des macrovésicules pour cibler la pointe de l'hypale ou le bourgeon de levure a été découverte.

Ces enzymes sont la β1-3-glucanase, la N-acétyl-β-D-glucosaminase et la chitinase. Les enzymes agissent lorsque la macrovésicule fusionne avec la membrane plasmique, étant libérées à l'endroit approprié pour exercer leur action (exocytose).

Osmorégulation

Ce processus implique le mouvement de substances à travers divers mécanismes, tels que le transport passif, le transport actif et l'exocytose.

Les levures et certaines moisissures se caractérisent par le fait qu'elles sont des microorganismes osmophiles ou xérotolérants. Cela signifie qu'ils peuvent se développer dans des environnements non ioniques avec une osmolarité élevée. Cela leur permet de se développer sur des substrats à forte concentration de composés organiques, comme le glucose.

De nombreuses recherches ont été menées pour comprendre ce mécanisme, qui a révélé que la levure contient des protéines hautement hydrophiles qui protègent la cellule de la déshydratation.

Il a également été découvert que des substances telles que le glycérol peuvent agir comme des substances osmorégulatrices qui protègent les cellules des champignons, leur donnant la capacité de s'adapter plus rapidement aux changements osmotiques.

Mécanismes de transport de substances

À l'intérieur des champignons, trois types différents de transport de substance peuvent se produire: le transport passif, le transport actif et l'exocytose.

Le transport passif est celui qui se produit sans dépense d'énergie, puisqu'il se produit par simple diffusion (sortie ou entrée de substances à travers n'importe quelle partie de la membrane). Dans ce cas, la substance passe de l'autre côté de la membrane, où la concentration de ce métabolite est plus faible. Ainsi, une substance peut passer de l'intérieur du champignon vers l'extérieur, ou vice versa.

Il peut également être donné par diffusion facilitée, qui fonctionne selon le même principe que le procédé précédent, à l'exception qu'il utilise des protéines de transport présentes dans la membrane plasmique.

En revanche, le transport actif est celui qui nécessite une dépense énergétique, car il se produit à contre-courant d'un gradient de concentration.

Enfin, l'exocytose est l'excrétion de substances vers l'extérieur qui sont libérées par les vésicules lorsqu'elles fusionnent avec la membrane plasmique.

Élimination des déchets

Les champignons, en raison du métabolisme, expulsent les déchets qui sont éliminés par les membranes cellulaires. Ce processus est connu sous le nom d'excrétion et se produit par exocytose.

Les substances libérées par les champignons peuvent être utilisées plus tard par d'autres organismes ou par eux-mêmes.

Effet des antifongiques sur la circulation des champignons

Les antifongiques sont des substances utilisées pour éliminer les champignons pathogènes ou opportunistes qui produisent une pathologie spécifique chez l'homme et l'animal.

Ces médicaments modifient les mouvements de certaines substances (comme le potassium ou le sodium), provoquant généralement leur sortie des cellules. D'autre part, d'autres induisent l'entrée d'ions calcium dans le corps, provoquant la mort cellulaire.

Deux des exemples les plus courants d'antifongiques sont l'amphotéricine B et les triazoles. L'amphotéricine B se lie aux stérols fongiques et déstabilise la perméabilité cellulaire, permettant au matériel cytoplasmique de s'échapper, provoquant la mort.

En revanche, les triazoles empêchent la synthèse de l'ergostérol. Cela entraîne la perte de l'intégrité de la membrane fongique.

Réf.

1. Cole GT. Biologie de base des champignons. Dans: Baron S, éditeur. Microbiologie médicale. 4e édition. Galveston (TX): Direction médicale de l'Université du Texas à Galveston; 1996. Chapitre 73. Disponible sur: ncbi.nlm.nih.
2. Robinow C, Marak J. Sur la membrane plasmique de certaines bactéries et champignons. Circulation. 1962; 26: 1092-1104. Disponible sur: ahajournals.org
3. Osmoregulation. Wikipedia, l'encyclopédie libre. 21 avril 2019, 00:20 UTC. 11 mai 2019, 01:13 en.wikipedia.org
4. Moreno L. Réponse des plantes au stress dû au déficit hydrique. Une critique. Agronomie colombienne, 2009; 27 (2): 179-191. Disponible sur: magazines.unal.edu.co
5. Thompson L. Antifongiques. Rev. chil. infectol.. 2002; 19 (Suppl 1): S22-S25. Disponible sur: https: // scielo.