Características gerais da morfologia e nutrição dos fungos

Os fungos são organismos eucariontes pluricelulares (filamentosos, bolores, cogumelos) multinucleados ou unicelulares (leveduras), com somente um núcleo, e são haploides. A característica mais importante que difere os fungos das plantas é que eles são aclorofilados, o que significa que adquirem seus nutrientes de modo diferente das plantas.

A maioria dos fungos é aeróbica obrigatória; eventualmente, alguns são anaeróbios facultativos. Os fungos são mesófilos, o que significa que podem crescer em temperaturas entre 0 °C e 45 °C, mas o ideal, para a maioria, é entre 20 °C e 30 °C, preferencialmente em locais úmidos.

As hifas pigmentadas são chamadas de “demáceas” (Figura 1.4); o pigmento, na maioria dos fungos, é composto por melanina, que dá uma coloração escura (marrom ou preta). Quando as hifas não têm coloração, são chamadas de “hialinas” (Figura 1.5). Em relação à estrutura das hifas, elas podem apresentar septos bem delimitados, sendo nomeadas “hifas septadas”, ou não ter esses septos visualmente delimitados, sendo chamadas de “hifas cenocíticas” ou “hifas asseptadas” (Figura 1.6).

Os fungos filamentosos (bolores) apresentam amplo espectro de coloração e diversos tipos morfológicos: algodonosos, pulverulentos, aveludados etc. Já as leveduras têm colônias com aparência pastosa, brilhante, cerebriforme, tendendo à coloração creme, branca, preta ou rosa, dependendo da espécie. A seguir, conheceremos, ponto a ponto, as estruturas que compõem a célula fúngica, iniciando pela camada mais externa: a parede celular.

A parede celular fúngica é diferente da bacteriana, principalmente por ser rica em quitina, enquanto a parede das bactérias é composta por peptideoglicano. A quitina é o polissacarídeo mais presente na parede fúngica, sendo composto por um polímero de unidades de N-acetilglicosamina. Dependendo do grupo fúngico, pode haver a presença de celulose, ou a mescla dos dois (mais raramente).

Outro componente da parede celular fúngica são as glucanas e as mananas, que são combinadas a proteínas, formando as glicoproteínas, manoproteínas e glicomanoproteínas. Outros polissacarídeos também estão presentes, e as β-glucanas são as mais importantes dentre eles. Cada uma dessas estruturas está localizada em maior quantidade em uma camada distinta da parede celular: as β-1-3-glucanas são mais internas, enquanto as camadas mais externas contêm β-1-6-glucanas.

Por apresentar características particulares, durante a infecção, a parede celular fúngica exibe importantes propriedades biopatológicas e, por isso, torna-se importante alvo terapêutico, já que a parede celular possui estruturas exclusivas desses organismos e é essencial para a sobrevivência e resistência deles.

Núcleo

Como já vimos, os fungos são organismos eucariotos e, como tal, o seu núcleo está contido por uma membrana nuclear que o delimita dentro do citoplasma. Seu núcleo é a estrutura central da célula recoberta por uma membrana nuclear (carioteca). Assim como acontece nas células animais, toda a informação genética desse organismo está armazenada no núcleo.

Nutrição fúngica

Os fungos são seres heterotróficos, por isso dependem de uma fonte orgânica de carbono pré-formada para obter seus nutrientes a fim de manter as funções energéticas e de constituição celular. Como vimos antes, a parede celular dos fungos é rígida, então sua alimentação ocorre pelo mecanismo de absorção de nutrientes solúveis simples.

Esses organismos também realizam a respiração celular ou fermentação para a obtenção de energia. Mais à frente, entenderemos como essa fermentação é importante economicamente.

Como os fungos não são clorofilados, não necessitam de luz para sua sobrevivência, porém alguns precisam de estímulo luminoso para produzir suas estruturas de reprodução; nesse caso, passam a ser considerados “fototróficos”. Como não têm sua própria fonte nutricional, os fungos precisam estar associados a substratos que sejam ricos em diversos elementos químicos, como: C, O, H, N, P, K, Mg, S, B, Mn, Cu, Mo, Fe e Zn.

Você já observou como uma fruta mofada fica mole e “aguada”? Isso acontece porque as enzimas fúngicas estão quebrando as macromoléculas que compõem a estrutura da fruta, a fim de que os fungos possam obter seus nutrientes.

Conhecer as formas e estruturas de reprodução dos fungos é extremamente importante, pois, por meio delas, conseguimos realizar a maioria das identificações relativas a gênero e, em alguns casos, espécies, com base nas características morfológicas dessa reprodução.

Dentre os fungos já descritos, a maioria tem sua origem nos esporos (ou conídios), que apresentam função parecida com as sementes das plantas, mas, mesmo tendo funções semelhantes, têm morfologia completamente distinta.

Filo Basidiomycota

Os cogumelos compõem este filo e são cosmopolitas e saprófitas. Sua principal característica é a reprodução sexuada por meio dos basidiósporos, porém também se encontra a forma assexuada de reprodução em alguns indivíduos. Este filo, juntamente ao filo Ascomycota, representa os fungos mais importantes para a ecologia, economia e saúde.

O representante mais famoso deste filo é a Amanita muscaria, que ganhou fama após aparecer em jogos de video game e em filmes. Outros exemplares não tão famosos assim são os Pycnoporus sanguineus (comumente conhecido como orelha-de-pau) e o Ustilago maydis (parasita de angiospermas, conhecido como “carvão”).

Fungos anamórficos

Este grupo também pode ser conhecido como fungos imperfeitos, conidiais, mitospóricos ou assexuados. A reprodução sexuada nestes indivíduos não existe; ainda não foi descrita ou se perdeu ao longo do tempo. Então, sua reprodução e propagação ocorre somente por meio da mitose, com a produção dos conídios; são formados nos conidióforos, que são células reprodutivas especializadas.

Filo Neocallimastigomycota

Os indivíduos pertencentes a este filo são encontrados no sistema digestório de grandes mamíferos herbívoros e, em alguns casos, em ambientes aquáticos ou anaeróbios terrestres, e seus zoósporos não apresentam motilidade. O gênero Neocallimastix é um exemplo deste filo.

Filo Blastocladiomycota

Os fungos deste filo produzem zoósporo móveis com apenas um flagelo e estão restritos ao solo e à água, parasitando apenas os insetos. São exemplos de gênero o Coelomomyces sp. e Allomyces sp.

Filo Microsporídia

As células desses organismos apresentam características curiosas para seres eucariontes, já que não têm mitocôndria. Geralmente, parasitam peixes e insetos, sendo parasitos obrigatórios.

Filo Glomeromycota

Os fungos que, anteriormente, eram descritos como do filo Zygomycota foram realocados neste novo filo. As principais características desses fungos são as hifas cenocíticas (asseptadas) e a formação de esporângio (reprodução assexuada) e de zigosporângio (reprodução sexuada).

Apesar dessa ampla gama de nichos ecológicos, a maioria dos fungos é encontrada com outros microrganismos no solo, como bactérias e amebas, participando da ciclagem dos materiais orgânicos da natureza. Além de ser nicho ecológico para a maior parte dos fungos, o solo também pode abrigar fungos patogênicos para os animais e os homens, e muitos deles se infectam ao entrar em contato com esse solo contaminado.

A água também pode ser habitat para tipos específicos de fungos que causam doenças em peixes, anfíbios e, eventualmente, em humanos e outros animais terrestres. Os fungos aquáticos, de modo geral, não são facilmente cultivados em laboratórios, como os fungos de interesse médico. Eles precisam de técnicas e estratégias mais elaboradas com uso de iscas feitas de escamas de peixes, ecdise de cobra, sementes de sorgo, entre outras.

Ainda existem fungos que fazem parte da microbiota transitória ou endógena de animais e homens, sem necessariamente causar lesões para os hospedeiros; porém, quando ocorre algum desequilíbrio, essa relação pode mudar e causar doenças. Por exemplo, a levedura Malassezia spp. faz parte da microbiota da pele de humanos e dos ouvidos dos cães. A famosa Candida é comumente encontrada na cavidade vaginal e no trato intestinal, sem necessariamente estar causando doença.

Agora que já entendemos onde podemos encontrar os fungos no ambiente e em outros nichos, estudaremos mais a fundo o seu papel na natureza. Iniciaremos pelos fungos decompositores.

Os decompositores primários, como bactérias e fungos, são os principais atores na degradação da matéria orgânica. Em uma floresta, por exemplo, as folhas que caem das árvores constituem a principal fonte de matéria e nutrientes para a própria vegetação e os microrganismos que ali habitam, e cerca de 80% das folhas são degradadas por eles.

Muitos fatores estão relacionados à decomposição da matéria orgânica, e a biomassa microbiana é o mais importante deles, sendo diretamente influenciada pelas mudanças químicas, físicas e biológicas do solo. Qualquer alteração no pH do solo, a temperatura, a disponibilidade de nutrientes e a aeração podem interferir no processo de decomposição dos microrganismos.

A camada mais superficial do solo das florestas, onde se encontram folhas, troncos, ramos, entre outras matérias orgânicas em decomposição misturadas à terra, é chamada de serapilheira. Nela, encontramos quantidade expressiva de nutrientes essenciais, que, após o processo de decomposição, voltam ao solo para nutrir as árvores e outros vegetais.

A velocidade da decomposição influencia diretamente a liberação dos nutrientes. Além dos fatores citados anteriormente, a composição da serapilheira é importantíssimo fator para a ciclagem adequada dos nutrientes.

Como já sabemos, existe uma enorme diversidade de fungos no solo, e a prevalência deles pode variar de acordo com a localização geográfica e as condições climáticas. Podemos citar como exemplo de fungos comuns no solo: Verticillium, Penicillium, Trichoderma, Zygorhynchus, Mucor, Aspergillus, Rhizopus, Fusarium, Cephalosporium.

Os sistemas enzimáticos dos fungos, que são responsáveis pela sua nutrição, estão intimamente ligados ao tipo de substrato presente na serapilheira que eles podem degradar. Os fungos saprófitas decompositores, além de serem cosmopolitas, também apresentam alta tolerância ao estresse climático, adaptando-se às variações das estações e aos eventos naturais, como tempestades e períodos de seca.

A presença de determinados grupos de fungos decompositores pode ser alterada em resposta às próprias mudanças durante a decomposição do substrato, o que significa que uma sucessão de microrganismos pode aparecer após a degradação de uma população primária de microrganismos decompositores dominantes.

À medida que a matéria orgânica vegetal é degradada, ocorrem mudanças sequenciais no potencial de degradação e composição das comunidades fúngicas mediante a disponibilidade de nutrientes, alteração da umidade, pH e tensão de oxigênio. Essa sucessão é, de modo geral, definida por uma mudança progressiva a partir de uma comunidade pioneira que colonizou o substrato e o modificou a ponto de torná-lo favorável para outros microrganismos.

As micorrizas arbusculares têm grande importância econômica e biotecnológica, pois estão dispersas no mundo todo, sendo encontradas em quase todos os ecossistemas terrestres e presentes em cerca de 80% das famílias de plantas, além de gerarem um impacto direto na agricultura das regiões tropicais. Esse tipo de associação é o mais antigo registrado; fósseis de plantas já apresentavam suas raízes colonizadas com micélio e esporos semelhantes aos encontrados atualmente nos fungos arbusculares.

A sustentabilidade da agricultura está associada diretamente aos benefícios dos fungos micorrízicos, principalmente no que se refere à obtenção de fósforo pelas plantas, já que esse não é um mineral renovável, como outros elementos químicos. Pensando no impacto na agricultura quando há associação entre fungos e plantas, já foi vista uma melhora significativa na produção de frutas, café, milho, soja, batata-doce, cana-de-açúcar e mandioca quando foram adicionados os fungos micorrízicos no plantio.

As vantagens relacionadas às micorrizas vão muito além do benefício individual da planta, pois esses fungos conseguem conectar, por meio de uma rede, o sistema radicular das plantas vizinhas, independentemente de serem da mesma espécie ou não. Essa conexão tem impacto direto no sucesso da planta em sobreviver às competições interespecíficas dentro das comunidades vegetais.

Além da associação vista com as plantas, alguns fungos podem se associar a algas verdes ou cianobactérias, formando o que chamamos de “líquens”. Essa associação mutualística é comumente vista em rochas ou troncos de árvore com diversas colorações e formatos.

Importância econômica dos fungos

Já vimos a importância ecológica e parte do papel dos fungos na economia, principalmente no que se refere à agricultura e à decomposição de matéria orgânica. Agora, veremos que a versatilidade dos fungos extrapola seus nichos ambientais e comportamentos clássicos.

Além disso, a biomassa formada pelos fungos pode ser utilizada na alimentação animal, por ser rica em proteínas. A própria produção do etanol ocorre por meio da fermentação dos açúcares por leveduras do gênero Saccharomyces, Candida e Kluyveromyces. No Brasil, a Saccharomyces cerevisiae é a protagonista na produção de etanol por meio da fermentação do caldo de cana-de-açúcar, tornando nosso país um dos principais produtores de etanol combustível no cenário mundial.

A utilização de fungos para controle biológico na agricultura também tem crescido ao longo dos anos. Os gêneros Metarhizium e Trichoderma se destacam nessa função, pois podem ser usados como micoerbicidas, micoparasitas ou micoinseticidas. A utilização dos “inseticidas microbianos” reduz o uso de agroquímicos – que, muitas vezes, são tóxicos para quem os aplica e quem consome esses alimentos –, auxiliando na preservação ambiental.

As substâncias bioativas não apresentam apenas ação antimicrobiana; algumas possuem propriedades farmacológicas, como lectina, arginina, ergosterol, proteoglucanas e glucanas. Outras podem apresentar funções hormonais para crescimento de plantas, como os metabólitos do Penicillium chrysogenum.

Uso alimentício dos fungos

Desde os primórdios da humanidade, os fungos, mais especificamente os cogumelos, são utilizados como alimentos devido a seu alto valor nutricional proteico, suas fibras alimentares, vitaminas, minerais e o baixo teor de lipídeos, mas também por serem considerados uma iguaria nobre na culinária.

Dentre as mais de 140 mil espécies de cogumelos descritas ao redor do mundo, apenas 2.000 são comprovadamente comestíveis, praticamente todas são basidiomicetos, e algumas, ascomicetos. Apesar disso, somente 25 espécies são cultivadas comercialmente, como shiitake (Lentinula edodes), shimeji (Lyophyllum shimeji) e maitake (Grifola frondosa).

O champignon (Agaricus spp.) é nativo da Europa e pode ser usado fresco ou em conserva nos mais diversos pratos, sendo o mais frequentemente comercializado. Apesar de os cogumelos mais famosos serem nativos de outros países, é possível encontrar algumas espécies brasileiras que são comestíveis e podem ser cultivadas. O gênero Pleurotus, por exemplo, é encontrado em todo o território nacional e cresce em troncos de árvores mortas nas florestas úmidas.

Além do consumo direto dos cogumelos, os fungos microscópicos estão associados à tecnologia dos alimentos há muitos séculos: na preparação de bebidas dos indígenas no continente americano, nos alimentos de povos orientais ou participando do processamento da produção de alimentos à base de leite na Europa.

Na indústria de laticínios, o gênero Penicillium desempenha papel importante na maturação de queijos, como gorgonzola, roquefort e camembert, agregando sabores e texturas. Outra atividade dos fungos está relacionada à indústria de bebidas alcoólicas, seja na produção das bebidas alcoólicas destiladas (cachaça, rum, conhaque, uísque), seja nas que não são destiladas (cerveja e vinho).

Outros produtos surpreendentes em que o fungo está presente no nosso dia a dia são os refrigerantes e as bebidas industrializadas, por meio do ácido cítrico. Ao contrário do senso comum, que acredita que o ácido cítrico vem das frutas cítricas, obter esse ácido das frutas é muito mais caro do que obtê-lo dos fungos. Então, praticamente todo refrigerante produzido em larga escala é feito com ácido cítrico proveniente da fermentação de cultivos de Aspergillus niger.

Introdução

Como vimos anteriormente, os fungos podem apresentar diversas vantagens ecológicas e econômicas. Entretanto, como sempre existem dois lados, não seria diferente com os fungos. Por isso, apesar de alguns serem comestíveis e trazerem benefícios a quem os consome, outros fungos macroscópicos são altamente tóxicos e nocivos para humanos e animais.

A resposta a essa pergunta não é tão simples assim, pois não existe uma característica única que diferencie facilmente os cogumelos não tóxicos dos tóxicos. Tampouco existem testes caseiros ou de fácil execução para diferenciá-los. Por isso, é extremamente importante evitar o consumo de cogumelos encontrados na natureza.

O consumo de cogumelos silvestres pode trazer sérios riscos à saúde por causa da ação dos compostos tóxicos ou alucinógenos. No Rio Grande do Sul, o Centro de Informação Toxicológica registrou, no período de 2005 a 2019, mais de 100 casos de intoxicação ocasionada por cogumelos venenosos. As vítimas foram pessoas que os confundiram com cogumelos comestíveis ou que ingeriram cogumelos alucinógenos de maneira proposital para fins recreativos.

Os principais grupos de toxinas que podem ser encontrados em cogumelos venenosos são: ciclopeptídeos (amatoxinas, falotoxinas e virotoxinas); giromitrina; orelanina; muscarina; psilocibina; muscimol e ácido ibotênico; coprine; nefrotoxinas (norleucina); miotoxinas; toxinas imunoativas; toxinas hemolíticas e irritantes gastrointestinais. Abordaremos mais detalhadamente as toxinas de relevante importância na literatura.

Um caso fatal foi relatado após o consumo de um cogumelo produtor de amatoxina congelado durante cerca de oito meses, demonstrando que esses compostos também resistem aos processos de congelamento/descongelamento. Além disso, as amatoxinas se decompõem muito lentamente quando armazenadas em soluções aquosas abertas ou após exposição prolongada ao sol ou à luz neon, mostrando mais uma vez como esses compostos são resistentes à degradação e a uma possível perda de função.

Existem variações significativas intra e interespecíficas que determinam a concentração de amatoxinas nos cogumelos, por isso não é possível prever os efeitos tóxicos com base na quantidade de cogumelos consumidos. Essas toxinas são octapeptídeos bicíclicos, formando pelo menos nove compostos diferentes: α-amanitina, β-amanitina, γ-amanitina, ε-amanitina, amanina, amaninamida, amanulina, ácido amanulínico e proamanulina.

Os principais estudos toxicológicos concentraram-se nos α- e β-amanitina. O mecanismo de ação dessa toxina está relacionado a sua capacidade de inibir a enzima RNA polimerase, que participa de processos fundamentais na síntese de proteínas e, consequentemente, no metabolismo celular, causando a morte celular e o dano tecidual.

As amatoxinas não são metabolizadas e são excretadas em grandes quantidades na urina nos primeiros dias após a ingestão, ocorrendo a excreção máxima nas primeiras 72 horas. Uma pequena quantidade pode ser eliminada na bile e pode ser reabsorvida pela circulação entero-hepática, o que prolonga a carga das toxinas no corpo e os sintomas associados.

A faloidina foi o primeiro peptídeo isolado desse grupo. A toxicidade desta molécula está associada à via de administração, já que foi comprovado que ela não é absorvida pelo trato gastrointestinal, logo não é tóxica para mamíferos quando é ingerida. Em estudos laboratoriais, foi possível induzir a toxicidade pela administração intraperitoneal, mostrando efeitos tóxicos para o fígado.

O mecanismo de ação das falotoxinas está relacionado à sua capacidade de interagir com a actina e, assim, desestabilizar a ligação entre os monômeros de actina, evitando a despolimerização dos microfilamentos, perturbando o funcionamento do citoesqueleto e ocasionando o colapso celular. Apesar de se conhecer o mecanismo de ação, acredita-se que essas toxinas não têm tanto valor toxicológico para os humanos devido à inabilidade de serem nocivas pela ingestão.

Virotoxinas

As virotoxinas são peptídeos tóxicos monocíclicos formados por pelo menos cinco compostos diferentes: alaviroidina, viroisina, desoxoviroisina, viridina e desoxoviroidina. A estrutura e a atividade biológica das virotoxinas são semelhantes às das falotoxinas, sugerindo que as virotoxinas são derivadas biossinteticamente das falotoxinas ou compartilham vias precursoras comuns. O mecanismo de ação também é semelhante ao das falotoxinas, interagindo com a actina, desestabilizando a estrutura celular e, consequentemente, causando danos teciduais.

A psilocibina é rapidamente desfosforilada em psilocina na mucosa intestinal pela fosfatase alcalina e esterase não específica. É a psilocina que atua nos neurônios serotonérgicos do sistema nervoso central e causa efeitos parecidos aos do ácido lisérgico, que é a substância alucinógena popularmente conhecida como LSD.

Apesar dos seus efeitos alucinógenos, tem baixa toxicidade associada e não causa vícios físicos, sendo relativamente segura para a saúde. Embora cientificamente segura, as características individuais podem influenciar os resultados após seu consumo.

Fungos venenosos

Alguns fungos venenosos podem ser letais em pequenas porções, outros somente são tóxicos se ingeridos com bebidas alcoólicas. Além disso, existem cogumelos com efeitos alucinógenos. Ao contrário do senso comum, o cozimento, o congelamento ou outro tipo de processamento não elimina os efeitos nocivos, pois, como vimos, algumas das toxinas dos cogumelos são bem resistentes às modificações físicas ou químicas.

Abordaremos, a seguir, as principais características de alguns cogumelos venenosos encontrados no mundo e no Brasil.

Porém, sua fama não se deve somente à inspiração na “cultura POP” ou ao fato de algumas espécies serem comestíveis. Na verdade, ele é famoso porque algumas espécies desse gênero figurarem entre os cogumelos mais venenosos do mundo.

O gênero Amanita é comumente encontrado na Ásia, América do Norte e Europa, porém algumas espécies desse gênero já foram documentadas aqui no Brasil, principalmente na região sul. Em São Paulo, esse cogumelo já foi encontrado associado como micorriza a uma espécie de pinheiro. Na Amazônia, foram descritas as seguintes espécies: A. campinaranae, A. coacta, A. craseoderma, A. crebresulcata, A. lanivolva, A. lanivolva e A. sulcatissima.

Também há descrição desse gênero em outros estados, como Paraná, Santa Catarina e Rondônia. Em Pernambuco, já foram encontrados A. crebresulcata, no bioma Mata Atlântica, A. lippiae, no semiárido, em áreas de campo rupestre, e A. lilloi crescendo em jardins e gramados, possivelmente exótico.

Existem cerca de 300 espécies desse gênero e elas crescem em pastos, principalmente no esterco bovino, nas épocas chuvosas e quentes. Uma característica interessante desse gênero é a mudança na coloração quando sofre uma injúria. Após um corte, esse cogumelo se torna azulado no local da lesão devido à liberação do ácido pulvínico e de outros compostos.

As principais espécies incluem P. cyanescens, P. mexicana, P. cubensis e P. tampanensis.

No Brasil, a espécie mais prevalente é a P. cubensis, facilmente encontrada após períodos chuvosos em esterco bovino, e, às vezes, no de outros animais ruminantes.

Existem outros cogumelos que apresentam corpos de frutificação muito parecidos ao do Psilocybe spp. e que podem ser venenosos, como a Galerina autumnalis. A identificação desses fungos deve ser realizada por especialistas experientes da área para evitar acidentes por ingestão de cogumelos venenosos.