UITSCHEIDING IN SCHIMMELS: PROCESSEN EN KENMERKEN - BIOLOGIE - 2026

De uitscheiding in schimmels omvat een reeks processen waaruit extracellulaire ruimte vrijkomt aan een verscheidenheid aan stoffen, waarvan sommige gunstig zijn voor andere levende wezens en andere levensbedreigend.

Uitscheiding is het proces waarbij cellen bepaalde stoffen afgeven die het product zijn van hun metabolisme. Deze stoffen die vrijkomen hebben geen zin voor de cel, daarom worden ze buiten de cel uitgescheiden.

Schimmels produceren stoffen die ze uitscheiden, schadelijk of heilzaam. Bron: pixabay.com

Afhankelijk van het evolutionaire niveau van het organisme, zullen de uitscheidingsmechanismen verschillen. Van de eenvoudigste, zoals diffusie, tot meer complexe processen zoals die worden uitgevoerd in hogere organismen, die hiervoor gespecialiseerde weefsels hebben.

Eencellige schimmels

Gisten behoren voornamelijk tot de groep van eencellige schimmels. Dit zijn organismen die uit een enkele cel bestaan. Ze zijn over het algemeen tussen 3 en 40 micron groot.

Deze soorten organismen produceren bepaalde stoffen die ze uitscheiden of afgeven in de extracellulaire ruimte. Gisten worden algemeen erkend als organismen die het alcoholische fermentatieproces uitvoeren.

Dit is een proces waarbij gisten, naast andere micro-organismen, sommige suikers zoals sucrose, fructose en glucose verwerken om ethanol (ethylalcohol) en kooldioxide (CO2) als eindproducten te verkrijgen. Dit proces wordt anaëroob uitgevoerd, dat wil zeggen in afwezigheid van zuurstof.

Saccharomyces cerevisiae gezien onder een microscoop. Bron: twijfel

Evenzo kunnen sommige gisten, zoals Saccharomyces cerevisiae, behalve het produceren van ethanol door fermentatie, ook riboflavine (vitamine B2) produceren. Ze worden zelfs in de farmacologische industrie gebruikt om deze verbinding te synthetiseren.

Uitscheiding bij eencellige schimmels

Het metabolische mechanisme van eencellige schimmels is vrij eenvoudig. Deze organismen hebben geen erg uitgebreid mechanisme om de stoffen uit te scheiden die ze voornamelijk door fermentatie produceren.

In die zin is het mechanisme waarmee gisten deze stoffen uitscheiden via een vorm van passief transport dat bekend staat als diffusie.

Diffusie is het proces waarbij een stof het celmembraan door de concentratiegradiënt passeert. Dit betekent dat het diffundeert van een plek waar er een hoge concentratie van is naar een plek waar er weinig concentratie is. Dit wordt gedaan om de concentraties aan beide zijden van het membraan in evenwicht te brengen.

Het is door het diffusieproces dat eencellige schimmels zoals gist de fermentatieproducten uitscheiden. Dit is te danken aan een van de kenmerken van het celmembraan: permeabiliteit.

Het is belangrijk om te onthouden dat het celmembraan een semi-permeabele structuur is, wat betekent dat het bepaalde moleculen er doorheen laat, inclusief sommige gassen zoals kooldioxide en alcoholen zoals ethanol, beide producten van fermentatie.

Het mechanisme waardoor riboflavine in gist wordt uitgescheiden, is niet volledig opgehelderd, maar rekening houdend met het proces dat in sommige bacteriën wordt uitgevoerd, suggereren sommige specialisten dat deze vitamine het membraan passeert met behulp van enkele van de transporteiwitten. Wat is daar.

Meercellige schimmels

Meercellige schimmels vormen de grootste en meest gevarieerde groep. Ze worden gekarakteriseerd omdat ze bestaan ​​uit veel cellen die associëren, maar zonder gespecialiseerde weefsels te vormen. De cellen vormen de hyfen, die op hun beurt het mycelium van de schimmel vormen.

Deze groep schimmels omvat de basidiomyceten (de bekende paddenstoelen), ascomyceten en zygomyceten.

Dit type paddenstoel wordt op industrieel niveau zeer gewaardeerd, aangezien het voornamelijk op gastronomisch en farmacologisch gebied wordt gebruikt. Meercellige schimmels zijn ook gekarakteriseerd omdat ze bepaalde stoffen synthetiseren, sommige gunstig voor de mens, andere niet zozeer.

Deze omvatten: sommige hallucinogene stoffen, toxines (sommige zelfs dodelijk) en penicillaire stoffen.

Uitscheiding bij meercellige schimmels

Hoewel het waar is dat deze schimmels geen gespecialiseerd weefsel hebben in het uitscheidingsproces, is het ook waar dat hun metabolische mechanismen iets complexer zijn dan die van eencellige schimmels.

Bij meercellige schimmels vindt uitscheiding plaats via een proces dat bekend staat als exocytose. Dit wordt gedefinieerd als het proces waarbij bepaalde verbindingen vrijkomen uit cellen via blaasjes die ze naar de buitenkant van de cel transporteren. Het is een proces waarbij de cel energie moet besteden.

Vertegenwoordiging van exocytose, uitscheidingsproces bij meercellige schimmels. Bron: OpenStax

De blaasjes die worden gebruikt om de verschillende verbindingen naar buiten af ​​te geven, worden gemaakt door het Golgi-apparaat. Als ze klaar zijn, met de inhoud op de juiste manier erin verpakt, verplaatsen ze zich naar het celmembraan met behulp van het cytoskelet van de cel, evenals microtubuli en eiwitten zoals actine.

Wanneer het blaasje in contact komt met het celmembraan, begint het ermee te versmelten, waardoor de inhoud uit de cel kan stromen. Dit proces wordt gemedieerd door een eiwitcomplex genaamd SNARE, dat in sommige gevallen zelfs als een regulerend element functioneert.

Uitscheidingsproducten

Zoals eerder vermeld, produceren zowel eencellige als meercellige schimmels bepaalde stoffen die ze uitscheiden. Sommige hiervan zijn schadelijk, andere niet.

Ethanol

Het is een verbinding waarvan de chemische formule C ₂ H ₅ OH is. Het wordt geproduceerd door middel van een anaëroob fermentatieproces, met name alcoholische fermentatie. Dit proces wordt uitgevoerd door schimmels van het gisttype.

Het heeft een dichtheid van 0,789 g / cm ³ en een kookpunt van 78 ° C. Het is ook kleurloos. Het wordt voornamelijk in de gastronomische industrie gebruikt als een essentieel element in alcoholische dranken. Het heeft ook andere toepassingen zoals een oplosmiddel, ontsmettingsmiddel, antivries en zelfs als brandstof.

Riboflavine

Ook bekend als vitamine B2. Structureel bestaat het uit een flavine-molecuul (stikstofbase) en een ribitol-molecuul.

Het heeft een breed scala aan positieve effecten op het lichaam, zoals het behoud van de integriteit van het slijmvlies en de huid, evenals het handhaven van de goede conditie van het hoornvlies.

Mycotoxinen

Het zijn giftige chemische verbindingen die sommige meercellige schimmels synthetiseren. Veel mycotoxines worden gesynthetiseerd in schimmels, dus ze kunnen worden aangetroffen op het oppervlak van voedsel dat door deze schimmels is binnengedrongen.

Er zijn verschillende soorten mycotoxinen. Tot de bekendste behoren:

• Ochratoxine A: het wordt voornamelijk gesynthetiseerd door schimmels van de geslachten Aspergillus en Penicilium. Onder de werkingsmechanismen die het heeft, worden genoemd: verandering van cellulaire ademhaling, verandering van eiwitsynthese. Het wordt ook als kankerverwekkend, teratogeen, neurotoxisch, nefrotoxisch en immunosuppressief beschouwd.
• Patuline: het wordt geproduceerd door schimmels van de geslachten Aspergillus, Penicilium, Gymnoascus en Paeocilomyces. Het heeft schadelijke effecten op de lever, nieren en milt, evenals op het immuunsysteem.
• Aflatoxinen: ze worden uitgescheiden door schimmels van het geslacht Aspergillus, vooral Aspergillus flavus en Aspergillus parasiticus. Dit mycotoxine heeft een bijzonder schadelijk effect op de lever, zoals necrose, cirrose en zelfs leverkanker.

Penicilline

Het is een bacteriedodende stof die voornamelijk wordt uitgescheiden door schimmels van het geslacht Penicilium. De ontdekking ervan in 1928 door Alexander Fleming was een mijlpaal op het gebied van de geneeskunde, aangezien het werd gebruikt om infecties te bestrijden die werden veroorzaakt door voorheen levensbedreigende bacteriën.

Hoewel het mechanisme waarmee ze bacteriën doden nog niet volledig is vastgesteld, wordt aangenomen dat ze autolytische enzymen activeren die op de celwand van sommige bacteriën inwerken en ze vernietigen.

Hallucinogene stoffen

Het zijn stoffen die worden gesynthetiseerd door verschillende soorten schimmels die inwerken op het centrale zenuwstelsel en de perceptie van de werkelijkheid veranderen en visuele en auditieve hallucinaties veroorzaken.

Een van de meest bekende hallucinogene stoffen die we kunnen noemen: psilocybine, baeocystine en iboteenzuur.

Referenties

1. Conesa, A., Punt, P., Van Luijk, N., Van den Hondel, C. (2001) De secretieroute in filamenteuze schimmels: een biotechnologische kijk. Schimmel Genet Biol.33 (3) 155-171.
2. Curtis, H., Barnes, S., Schneck, A. en Massarini, A. (2008). Biologie. Redactioneel Médica Panamericana. 7e editie.
3. Diener, S. (2005). Inzicht in filamenteuze schimmelsecretie en evolutie door middel van genomische analyse. Ontvangen van: https://repository.lib.ncsu.edu/handle/1840.16/4695
4. Suárez, C., Garrido, N. en Guevara, C. (2016). Saccharomyces cerevisiae-productie van gist en alcohol. Bibliografisch overzicht. ICIDCA over derivaten van suikerriet. 50 (1).
5. Wagner, J., Otero, M. en Guerrero I. Gisten en hun afgeleide producten als ingrediënten in de voedingsindustrie. National University of Quilmes Redactie.