24.4 : Parasites et agents pathogènes fongiques
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Compétences à développer
- Décrire les parasites fongiques et les agents pathogènes des plantes
- Décrire les différents types d'infections fongiques chez l'homme
- Expliquez pourquoi le traitement antifongique est entravé par la similitude entre les cellules fongiques et animales
Le parasitisme décrit une relation symbiotique dans laquelle un membre de l'association profite aux dépens de l'autre. Les parasites et les agents pathogènes nuisent à l'hôte ; toutefois, l'agent pathogène cause une maladie, alors que le parasite ne le fait généralement pas. Le commensalisme se produit lorsqu'un membre en profite sans affecter l'autre.
Parasites et pathogènes des plantes
La production de récoltes de bonne qualité en quantité suffisante est essentielle à l'existence humaine. Les maladies des plantes ont détruit les récoltes, provoquant une famine généralisée. De nombreux agents pathogènes des plantes sont des champignons qui provoquent la décomposition des tissus et la mort éventuelle de l'hôte (Figure\(\PageIndex{1}\)). En plus de détruire directement les tissus végétaux, certains agents pathogènes des plantes endommagent les cultures en produisant de puissantes toxines. Les champignons sont également responsables de la détérioration des aliments et de la pourriture des cultures entreposées. Par exemple, le champignon Claviceps purpurea provoque l'ergot, une maladie des cultures céréalières (en particulier du seigle). Bien que le champignon réduise le rendement des céréales, les effets des toxines alcaloïdes de l'ergot sur les humains et les animaux sont bien plus importants. Chez les animaux, la maladie est appelée ergotisme. Les signes et symptômes les plus courants sont les convulsions, les hallucinations, la gangrène et la perte de lait chez les bovins. L'ingrédient actif de l'ergot est l'acide lysergique, précurseur du médicament LSD. Le charbon, la rouille et le mildiou poudreux sont d'autres exemples d'agents pathogènes fongiques courants qui affectent les cultures.
Les aflatoxines sont des composés toxiques et cancérigènes libérés par des champignons du genre Aspergillus. Périodiquement, les récoltes de fruits à coque et de céréales sont contaminées par des aflatoxines, ce qui entraîne des rappels massifs de produits. Cela ruine parfois les producteurs et provoque des pénuries alimentaires dans les pays en développement.
Parasites et agents pathogènes animaux et humains
Les champignons peuvent affecter les animaux, y compris les humains, de plusieurs manières. Une mycose est une maladie fongique qui résulte d'une infection et de dommages directs. Les champignons attaquent directement les animaux en colonisant et en détruisant les tissus. La mycotoxicose est l'empoisonnement des humains (et d'autres animaux) par des aliments contaminés par des toxines fongiques (mycotoxines). Le mycétisme décrit l'ingestion de toxines préformées dans des champignons toxiques. De plus, les personnes présentant une hypersensibilité aux moisissures et aux spores développent des réactions allergiques fortes et dangereuses. Les infections fongiques sont généralement très difficiles à traiter car, contrairement aux bactéries, les champignons sont des eucaryotes. Les antibiotiques ciblent uniquement les cellules procaryotes, tandis que les composés qui tuent les champignons nuisent également à l'animal eucaryote hôte.
De nombreuses infections fongiques sont superficielles, c'est-à-dire qu'elles se produisent sur la peau de l'animal. Appelées mycoses cutanées (« cutanées »), elles peuvent avoir des effets dévastateurs. Par exemple, le déclin de la population mondiale de grenouilles ces dernières années pourrait être causé par le champignon chytride Batrachochytrium dendrobatidis, qui infecte la peau des grenouilles et interfère probablement avec les échanges gazeux. De même, plus d'un million de chauves-souris aux États-Unis ont été tuées par le syndrome du museau blanc, qui apparaît sous la forme d'un anneau blanc autour de la bouche de la chauve-souris. Elle est causée par le champignon Geomyces destructans, qui aime le froid et diffuse ses spores mortelles dans des grottes où les chauves-souris hibernent. Des mycologues étudient la transmission, le mécanisme et le contrôle de G. destructans afin d'arrêter sa propagation.
Les champignons responsables des mycoses superficielles de l'épiderme, des cheveux et des ongles se propagent rarement aux tissus sous-jacents (Figure\(\PageIndex{2}\)). Ces champignons sont souvent nommés à tort « dermatophytes », du grec derme signifiant peau et phyte signifiant plante, bien qu'il ne s'agisse pas de plantes. Les dermatophytes sont également appelés « teignes » en raison de l'anneau rouge qu'ils provoquent sur la peau. Ils sécrètent des enzymes extracellulaires qui décomposent la kératine (une protéine présente dans les cheveux, la peau et les ongles), provoquant des affections telles que les démangeaisons du pied d'athlète et du jock. Ces affections sont généralement traitées avec des crèmes et des poudres topiques en vente libre et peuvent être facilement éliminées. Des mycoses superficielles plus persistantes peuvent nécessiter des médicaments oraux sur ordonnance.
Les mycoses systémiques se propagent aux organes internes et pénètrent le plus souvent dans l'organisme par le système respiratoire. Par exemple, la coccidioïdomycose (fièvre de la vallée) est courante dans le sud-ouest des États-Unis, où le champignon réside dans la poussière. Une fois inhalées, les spores se développent dans les poumons et provoquent des symptômes similaires à ceux de la tuberculose. L'histoplasmose est causée par le champignon dimorphe Histoplasma capsulatum. Elle provoque également des infections pulmonaires et, dans de rares cas, un gonflement des membranes du cerveau et de la moelle épinière. Le traitement de ces maladies et de nombreuses autres maladies fongiques nécessite l'utilisation de médicaments antifongiques qui ont des effets secondaires graves.
Les mycoses opportunistes sont des infections fongiques qui sont soit communes à tous les environnements, soit présentes dans le biote normal. Ils touchent principalement les personnes dont le système immunitaire est affaibli. Les patients aux derniers stades du sida souffrent de mycoses opportunistes qui peuvent mettre leur vie en danger. La levure Candida sp., un membre commun du biote naturel, peut se développer de manière incontrôlée et infecter le vagin ou la bouche (muguet buccal) si le pH de l'environnement environnant, les défenses immunitaires de la personne ou la population normale de bactéries sont altérés.
Le mycétisme peut survenir lorsque des champignons toxiques sont consommés. Elle cause un certain nombre de décès humains pendant la saison de cueillette des champignons. De nombreux organes fruitiers comestibles de champignons ressemblent à des parents hautement toxiques, et les chasseurs de champignons amateurs sont invités à inspecter soigneusement leur récolte et à éviter de manger des champignons d'origine douteuse. L'adage « il existe des cueilleurs de champignons audacieux et de vieux cueilleurs de champignons, mais n'y a-t-il pas de vieux cueilleurs de champignons audacieux » est malheureusement vrai.
Lien entre les méthodes scientifiques : maladie hollandaise de l'orme
Question : Les arbres résistants à la maladie hollandaise de l'orme sécrétent-ils des composés antifongiques ?
Hypothèse : Élaborez une hypothèse qui répond à cette question.
Contexte : La maladie hollandaise de l'orme est une infestation fongique qui touche de nombreuses espèces d'ormes (Ulmus) en Amérique du Nord. Le champignon infecte le système vasculaire de l'arbre, ce qui bloque l'écoulement de l'eau à l'intérieur de la plante et imite le stress dû à la sécheresse. Introduit accidentellement aux États-Unis au début des années 1930, il a décimé les arbres d'ombrage à travers le continent. Elle est causée par le champignon Ophiostoma ulmi. Le scolyte de l'orme agit comme vecteur et transmet la maladie d'un arbre à l'autre. De nombreux ormes d'Europe et d'Asie sont moins sensibles à la maladie que les ormes américains.
Tester l'hypothèse : Un chercheur qui teste cette hypothèse peut effectuer les opérations suivantes. Inoculer plusieurs plaques de Pétri contenant un milieu favorisant la croissance des champignons avec des fragments de mycélium d'Ophiostoma. Découpez (à l'aide d'un poinçon métallique) plusieurs disques dans le tissu vasculaire de variétés sensibles d'ormes d'Amérique et d'ormes d'Europe et d'Asie résistants. Inclure des plaques de Petri témoins inoculées avec du mycélium sans tissu végétal afin de vérifier que le milieu et les conditions d'incubation n'interfèrent pas avec la croissance fongique. Comme témoin positif, ajouter des disques en papier imprégnés d'un fongicide connu aux plaques de Petri inoculées avec le mycélium.
Incuber les plaques pendant un certain nombre de jours pour permettre la croissance fongique et la propagation du mycélium sur la surface de la plaque. Noter le diamètre de la zone à nettoyer, le cas échéant, autour des échantillons de tissus et du disque témoin du fongicide.
Consignez vos observations dans le tableau suivant.
Tableau\(\PageIndex{1}\) : Résultats des tests antifongiques sur les tissus vasculaires de différentes espèces d'ormes
| Disque | Zone d'inhibition (mm) |
|---|---|
| Eau distillée | |
| Fongicide | |
| Mouchoir provenant d'ormes sensibles #1 | |
| Mouchoir provenant d'ormes sensibles #2 | |
| Mouchoir en papier provenant d'ormes résistants #1 | |
| Mouchoir en papier provenant d'ormes résistants #2 |
Analysez les données et rapportez les résultats. Comparez l'effet de l'eau distillée à celui du fongicide. Ce sont des contrôles négatifs et positifs qui valident le dispositif expérimental. Le fongicide doit être entouré d'une zone claire où la croissance du champignon a été inhibée. Y a-t-il une différence entre les différentes espèces d'ormes ?
Tirez une conclusion : le fongicide a-t-il eu une activité antifongique telle que prévue ? Les résultats étaient-ils l'hypothèse ? Si ce n'est pas le cas, comment expliquer cela ? Plusieurs explications peuvent expliquer la résistance à un agent pathogène. La dissuasion active de l'infection n'est que l'une d'entre elles.
Résumé
Les champignons établissent des relations parasitaires avec les plantes et les animaux. Les maladies fongiques peuvent décimer les cultures et gâcher les aliments pendant leur stockage. Les composés produits par les champignons peuvent être toxiques pour les humains et les autres animaux. Les mycoses sont des infections causées par des champignons. Les mycoses superficielles affectent la peau, tandis que les mycoses systémiques se propagent dans tout le corps. Les infections fongiques sont difficiles à guérir.
Lexique
- commensalisme
- relation symbiotique dans laquelle un membre bénéficie tandis que l'autre n'est pas affecté
- mycétisme
- ingestion de toxines dans des champignons toxiques
- mycose
- infection fongique
- mycotoxicose
- empoisonnement par une toxine fongique libérée dans les aliments
- parasitisme
- relation symbiotique dans laquelle un membre de l'association bénéficie aux dépens de l'autre