GENERALIDADES DE MICOLOGÍA

Dra. Teresa Uribarren Berrueta berrueta@unam.mx, Biól. Elva Bazán Mora elvabm@yahoo.com.mx,
Dra. en C. Laura Rosio Castañón Olivares laura_castanon@yahoo.com
Departamento de Microbiología y Parasitología, Facultad de Medicina, UNAM

Introducción.
La Micología es la rama de la Biología que tiene por objetivo el estudio de los hongos. Con algunas excepciones, los integrantes del reino Fungi poseen las siguientes características: Son eucariontes, aerobios, macro o microscópicos, heterótrofos, la nutrición la efectúan mediante la secreción de enzimas (exoenzimas) que digieren la materia orgánica antes de ingerirla (absorción) y es almacenada en forma de glucógeno, poseen crestas mitocondriales en placa, membrana celular constituída por ergosterol, quitina como principal componente de la pared celular, la síntesis de la lisina la efectúan por el intermediario ácido alfa-amino-adípico (AAA) y se reproducen por propágulos denominados esporas.

Todas esas características contribuyen a que los hongos se encuentren o invadan hábitats muy diversos (son organismos ubicuos) y cumplan una de las funciones más importantes en el ecosistema que es la degradación de material orgánico.

Se han descrito alrededor de 70 000 especies de hongos, pero se considera que puede haber 1.5 billones de ellas (Hawksworth et al., 1995). De toda esta gran biodiversidad, aproximadamente el 10% constituye el grupo de hogos estudiados dentro de la Micología Médica.

La taxonomía de los hongos que producen enfermedad en el humano ha cambiado, en gran medida debido al rápido desarrollo de técnicas de secuenciación de DNA. El número de especies de hongos potencialmente patógenos ha aumentado de manera importante. Muchas de estas especies forman parte de complejos, y muestran entre ellas diferencias en virulencia y respuesta al tratamiento, por lo que es necesaria la identificación para el manejo adecuado de los pacientes. (Guarro. 2012).

Clasificación actual de los Hongos

Clasificación actual de los hongos de importancia médica
Fuente: Laura Rosio Castañón. "Generalidades e Importancia de la Micología Médica". Presentación PowerPoint para clase.


Morfología.
Son unidades anatómicas y de crecimiento: la hifa, en hongos pluricelulares (Fig. 1), y la levadura, en hongos unicelulares
(Fig. 2).

- Las hifas son estructuras cilíndricas, cenocíticas (aseptadas) o tabicadas (con septos), generalmente multinucleadas. Crecen por el ápice (elongación) y pueden hacerlo en cualquier dirección, incluso dentro del sustrato (Fig. 3). Un conjunto de hifas se denomina micelio y cuando alcanzan cierto tamaño se dice que forma colonias (Fig. 4).
- Las levaduras (Fig. 2) presentan formas diversas, esférica, ovoide, elipsoidal y cilíndrica; crecen de forma isodiamétrica (por todos lados) constituyendo la parte vegetativa y en poco tiempo se reproducen asexualmente por gemación, fisión binaria o fragmentación. Algunas levaduras forman cadenas, estructuras a las que se denomina seudohifas (por lo que la agregación de varias de ellas se conoce como seudomicelio). (Fig. 3). Las colonias generalmente son poco elevadas y de consistencia suave, cremosa, y su color oscila, en general, entre el blanco - amarillo, aunque algunas contienen pigmentos carotenoides(Fig. 4).

En la Micología Médica se consideran los hongos dimórficos. Habitualmente, en estos casos, se identifica una forma infectante, y una forma parasitaria, la primera presente en la naturaleza, la segunda en el hospedero.

Reproducción.
Los hongos, durante la fase vegetativa (de nutrición y crecimiento), son haploides (n) en la mayor parte de su ciclo de vida. El micelio vegetativo crece dentro o sobre el sustrato y absorbe los nutrientes; desarrolla hifas aéreas, las cuales generalmente constituyen la porción más visible de la colonia, y en las que se diferencian hifas fértiles, que son reproductivas y formadoras de esporas.

Hifa
Fig. 1. Estructura de hifa. va
= vacuolas; pc= pared celular; re= retículo endoplásmico;
s
= septum; m= mitocondria; n= núcleo; vgs= Golgi; r= ribosoma; p= membrana plasmática; v= vesículas. CDC


Candida ultraestructuraFig. 2. Estructura de una levadura. Candida sp. TEM. CW= pared celular; N = núcleo;
P = m. plasmática; M= mitocondria; V= vacuola.
Malassezia furfur SEMMalassezia furfur SEM . Imágenes: CDC.

Tipos de hifa
Fig. 3. Tipos de hifa. T. Uribarren B.



El ciclo de vida inicia con la germinación de una de las esporas, prosigue con el crecimiento en un sustrato, aumenta la biomasa, y termina nuevamente con la esporulación y la diseminación de los propágulos.

La reproducción puede ser asexual (mitosis) o sexual (meiosis), y pueden presentarse simultáneamente. La reproducción sexual inicia con la plasmogamia (fusión de membranas) de dos gametos haploides; se acercan los núcleos y posteriormente ocurre la cariogamia, formando el cigoto diploide (2n) y finalmente ocurre la meiosis para reestablecer la condición haploide; así que 2 núcleos haploides darán lugar a 4 nuevos núcleos recombinados haploides. Esta recombinación genética proporciona grandes ventajas para invadir o resistir en ambientes desfavorables. Algunas especies pueden “retardar” el proceso de meiosis y permanecer en una condición dicariótica (n+n), una forma de resistir condiciones desfavorables.
De forma esquemática podríamos escribir: Fase vegetativa haploide --- plasmogamia --- cariogamia --- meiosis --- esporas haploides --- fase vegetativa haploide. Dependiendo del phylum del hongo, las esporas sexuales son producidas en estructuras especializadas como ascas o basidios y son denominadas: Cigosporas, ascosporas o basidiosporas.

Por otra parte, la reproducción asexual solamente incluye: fase vegetativa heteroploide (n, 2n, 4n) --- mitosis—esporas heteroploides --- fase vegetativa heteroploide. La ventaja de este tipo de reproducción es el gran número de esporas que se forman, así como la rapidez con que se lleva a cabo el proceso. Los hongos filamentosos pueden reproducirse por la simple fragmentación de las hifas o mediante la formación de estructuras especializadas (células conidiógenas o esporangios), mientras que las levaduras se reproducen por gemación, fisión binaria o fragmentación. Las esporas de origen asexual se agrupan en: Conidios y esporangiosporas.

ColoniasFig. 4. Colonias filamentosas y levaduriformes. CDC/Dr.RJ Hay

Factores de virulencia de los hongos.
El curso de las enfermedades micóticas, lo determina la interacción del agente con los diferentes mecanismos de defensa naturales y específicos del huésped.
Las esporas o fragmentos de micelio de un hongo patógeno, pueden permanecer latentes o germinar sobre la superficie del huésped o si son inhaladas, en los alveolos de los pulmones, las hifas resultantes pueden penetrar los tejidos, colonizarlos, reproducirse y dispersarse, alterando la fisiología del huésped y causando enfermedad.
En el humano, los sistemas de defensa generalmente son efectivos, ya que la mayoría de los hongos que están en el ambiente, no causan enfermedad. El sistema inmune de los mamíferos involucra factores tanto innatos (complemento, fagocitosis, procesos inflamatorios, quimiotaxis) como adaptativos (células y anticuerpos específicos), cuya principal función es mantenernos limpios de agentes infecciosos; sin embargo, existen situaciones que debilitan esas defensas naturales o adquiridas, haciendo susceptible al huésped.
Los factores de virulencia serán aquellas “propiedades”, generalmente moléculas, que permiten al hongo causar daño o enfermedad en quien lo hospeda.
El desarrollo o expresión de tales factores, comienza por estímulos externos a la célula fúngica. Esos estímulos activan cascadas de señalización que provocan compuestos protectores (p. ej: enzimas, determinantes antigénicos, receptores), causantes a su vez del desarrollo de la patogénesis. Existe una compleja red de interacciones que incluyen la participación de muchas moléculas, tanto por parte del huésped como del hongo, que permiten la expresión de diversas vías; el resultado de esa interacción, será evaluado (enfermedad o no) según el nivel de daño causado en el huésped.

Algunos ejemplos de factores de virulencia estudiados en hongos, son enlistados en el siguiente cuadro:

Agente
Enfermedad
Factor de virulencia
Efecto
Aspergillus sp. Aspergilosis “rodlets” (hidrofobinas) Inhibición de la fagocitosis
Aspergillus sp. Aspergilosis pulmonar Gliotoxina Alentan el movimiento ciliar y lesionan el epitelio de vías respiratorias altas.
Dermatofitos Tiñas Queratinasas Destrucción del estrato córneo
Dermatofitos Ides Toxinas Hipersensibilidad
Cryptococcus Criptococosis Cápsula Inhibición de respuesta inmune (impide migración de células de la inmunidad y propiedades antifagocíticas)
Cryptococcus Criptococosis Producción de melanina Anti-oxidante, resistencia a anfotericina B
Sporothrix spp. Esporotricosis linfangítica Producción de melanina Inhibe la fagocitosis por macrófagos.
Mucorales Mucormicosis Ceto-reductasa Degradan los cuerpos cetónicos presentes en sangre, favoreciendo el crecimiento y diseminación del hongo.
Malassezia spp. Pitiriasis versicolor hipocrómica Ácidos dicarboxílicos Inhibición de la tirosinasa y de la producción de melanina conllevando una menor protección contra los rayos UV y el establecimiento de agentes microbianos dañinos.
Malassezia spp. Dermatitis seborréica Fosfolipasas Destrucción de los ácidos grasos esenciales en la piel causando sequedad
Coccidioides spp. Coccidioidiomicosis Elastasas Destruyen las fibras elásticas de los tejidos.


LO BUENO Y LO MALO

Los hongos producen metabolitos secundarios y el hombre los procesa para diferentes industrias como: panadería, cervecería, quesería, en la producción de antibióticos (penicilinas, cefalosporinas), inmunodepresores (ciclosporina), hormonas y esteroides, ácidos orgánicos (ácido láctico y el ácido cítrico empleado en la elaboración de un refresco de gran consumo), enzimas (celulasa, catalasa, amilasa, renina). Saccharomyces cerevisiae es una levadura valiosa no únicamente por su valor comercial sino como sistema modelo en estudios de genética eucariota.

Los hongos simbiontes tienen relaciones beneficiosas con otros organismos. Ejemplos de ésto son los líquenes, asociaciones de hongos con algas o cianobacterias cuya relación íntima les permite colonizar diferentes sustratos, incluso rocas, que de manera independiente son incapaces de degradar y las micorrizas, asociaciones de hongos y raíces de plantas cuya interacción favore el crecimiento de la planta y la obtención de nutrientes por parte del hongo en suelos que les son desfavorables. También presentan relaciones simbióticas con insectos, como las hormigas y termitas.

Los hongos tienen un papel esencial en la descomposición de la celulosa, con la producción de bióxido de carbono y agua; por otra parte, representan pérdidas económicas al degradar papel, telas, cuero, hidrocarburos y otros productos; el aspecto útil es su responsabilidad en el reciclaje de la madera en los bosques y su empleo para la bioremediación de suelos contaminados por materiales tóxicos. Degradan casi todo, con excepción de algunos plásticos y pesticidas.

Por otra parte, son causa de pérdidas económicas en la producción agrícola y ganadera debido a las enfermedades que causan a animales y plantas.

IMPORTANCIA EN LA MEDICINA

Los hongos pueden causar en el humano: Hipersensibilidad (alergias), infecciones (micosis) e intoxicaciones (micotoxicosis y micetismos).

Las alergias por hongos son padecimientos causados por una reacción de hipersensiblidad del humano hacia esporas o fragmentos de hifas (alérgenos fúngicos). Los cuadros clínicos presentados son cutáneos o gástricos, pero los más comunes son de origen respiratorio.

En general, las micotoxicosis se adquieren por consumir alimentos de origen vegetal (especialmente semillas y granos de leguminosas y oleaginosas), sobre los cuales hongos filamentosos crecieron, contaminando al vegetal con metabolitos tóxicos o micotoxinas (producto del crecimiento natural sobre el sustrato). La identificación de micotoxinas en granos almacenados para consumo humano o para animales implica su desecho.

Los micetismos o ingestión de ciertos macromicetos por recreación, equivocación o con objeto de tener una "experiencia mística" es origen de severas intoxicaciones (micetismo).

Las infecciones de origen fúngico se denominan micosis (superficiales, cutáneas, subcutáneas, sistémicas, oportunistas).

La adquisición de una micosis, depende a menudo de factores predisponentes, tales como edad, ocupación, embarazo, quemaduras, inmunodepresión, quimioterapia, radiación, uso de catéteres, procesos malignos o enfermedades metabólicas en las personas. Las formas infectantes se adquieren habitualmente del ambiente, ya sea por contacto directo (dermatofitos) por inhalación (p. Ej: Coccidioides) o lesiones de continuidad (Sporothrix). Otras, se pueden contraer o provienen de la microbiota normal, como sucede en la micosis oportunista ocasionada por Candida.

CLASIFICACIÓN CLÍNICA DE LAS MICOSIS
Tipos Enfermedad Hongo (Género)

Superficial: (Fotografía 1)
Capas externas de piel (epidermis), cabello, uñas, mucosas

Pitiriasis versicolor
Tiña negra
Dermatofitosis

Malassezia
Hortaea

Trichophyton
Microsporum
Epidermophyton

Subcutáneo: (Fotografía 2)
Dermis, tejido subcutáneo y músculo

Eumicetoma
Esporotricosis
Cromoblastomicosis

Madurella
Sporothrix
Fonsecaea

Sistémico o profundo: (Fotografía 3)
Uno o más órganos / tejidos profundos

Histoplasmosis
Paracoccidiodomicosis
Coccidiodomicosis

Histoplasma
Paracoccidioides
Coccidioides

Oportunista: (Fotografía 4)
Diversos órganos. Topográficamente pueden ser superficiales, subcutáneas o sistémicas, pero son causadas por hongos inocuos
En un sujeto susceptible, cualquier hongo puede ser un oportunista

Candidosis
Criptococosis
Zigomicosis

Candida
Cryptococcus
Rhizopus


Las respuestas tisulares más frecuentes que inducen los hongos, cuando causan una micosis son:
- Inflamación aguda supurativa
- Inflamación crónica
- Inflamación granulomatosa

Algunos ejemplos:

Onicomicosis con distrofia Micetoma

 



Coccidioidomicosis, Rx AP de tórax : Infiltrado difuso de predominio basal con nódulos parahiliares

Queilitis por Candida
Fotografía 1 -Onicomicosis. Dr. Rubén López Martínez, UNAM.
Fotografía 2 - Micetoma. Dr. Luis Javier Méndez Tovar, UNAM.
Fotografía 3 - Coccidioidomicosis. Dra. Laura Rosio Castañón Olivares, UNAM.
Fotografía 4 - Queilitis por Candida. CDC.

Vínculos.

- Dra. Laura Rosio Castañón Olivares, et al. "Generalidades e Importancia de la Micología Médica" Versión PDF. Presentación PowerPoint para clases.
- Dra. Rimma Zurabian. Micología Médica 2241. Actividades atractivas para aprender. Regístrate y juega.
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Última revisión 28 noviembre 2013

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