Nutrition et digestion chez les champignons

Généralités sur les champignons

• Les champignons, ou mycophytes, sont étudiés en mycologie.
• Ils sont des thallophytes cryptogames cellulaires.
• Ils se distinguent des algues par l'absence de chlorophylle et de plastes.
• On estime qu'il existe environ 1 million d'espèces de champignons.
• Ils sont hétérotrophes, incapables de photosynthèse.
• Ils se distinguent des végétaux par la synthèse de chitine au lieu de cellulose.
• Ils sont des ubiquistes.
• Ils sont essentiels pour le recyclage de la matière dans l'écosystème.

Modes de vie et nutrition

• Saprophytes: se nourrissent de matières organiques mortes.
• Détritivores: dégradent des substrats variés.
• Ils participent à l'élaboration de l'humus et des sols.
• Exemple: la moisissure du pain, Rhizopus nigricans.
• Parasites: s'accroissent aux dépens d'autres cellules vivantes.
• Ils causent des dégâts considérables aux plantes cultivées.
• Exemple: Botrytis cinerea sur vigne.
• Symbiotiques: établissent un équilibre à bénéfices réciproques avec une autre espèce.
• Exemple du lichen: champignon + algue. Un exemple est Pseudoevemia furfuracea.
• Les champignons se nourrissent par absorption.
• Ils dégradent la matière organique grâce à des enzymes lytiques à l'extérieur de leurs cellules.
• Les champignons peuvent également se nourrir par phagocytose.

Caractéristiques des champignons

• Les champignons sont des organismes eucaryotes.
• Ils possèdent des noyaux individualisés avec une membrane nucléaire.
• Ils ont des chromosomes et un nucléole.
• L'appareil mitochondrial est présent.
• La membrane des champignons est riche en stérols (ergostérol).
• La paroi est peptidopolyosidique, épaisse, et sa composition varie.
• Le thalle a une structure relativement simple comparée aux algues.
• C'est un appareil végétatif adapté aux divers modes de vie hétérotrophe des champignons.
• Les filaments microscopiques excrètent divers enzymes lytiques (protéases, amylases, Rnases...) permettant l'absorption des produits de dégradation.

Types du thalle des champignons

• Unicellulaire (cas des levures): la multiplication se fait par bourgeonnement ou bipartition, exemple avec Saccharomyces cerevisiae.
• Pluricellulaire (cas des champignons mycéliens): le thalle filamenteux ramifié forme un mycélium.
• Le thalle se présente sous forme siphonnée chez les champignons inférieurs ou cloisonné (hyphes) chez les champignons supérieurs.
• Ces filaments forment des amas en réseau traversant le substrat.

Noyau et réserves des champignons

• Différents types d'organisations nucléaires sont rencontrés.
• Haploïde: chromosome en un seul exemplaire.
• Diploïde: chromosomes en deux exemplaires.
• Dicaryotique: cellules contenant deux noyaux.
• Les réserves sont sous forme de glycogène (comme chez l'homme), amidon (chez les plantes) ou de gouttelettes lipidiques.

Organes de reproduction des champignons

• La majorité des champignons actuels sont aériens.
• Ils pratiquent une fécondation sans émission de gamètes libres (cystogamie).
• Ils produisent souvent une multiplication végétative en marge de la reproduction sexuée.
• La multiplication se réalise avec production de quantité de spores aériennes assurant un ensemencement efficace.
• Structures reproductrices des champignons:
  • Asques: cellules reproductrices des ascomycètes contenant 8 spores.
  • Baside: cellule spécialisée portant des spores appelées basidiospores.
• Les spores sont des structures de résistance permettant la dissémination rapide et peuvent être mitotiques ou méiotiques.

Types de reproduction asexuée

• La reproduction asexuée se fait par simple fission, bourgeonnement ou production de spores (pas issues de méiose).
• Types de spores: arthrospores (fragmentation des hyphes), chlamydospores (parois épaisses), sporangiospores (dans un sporange), conidiospores (pointe des hyphes), blastospores (bourgeonnement).
• Candida albicans est un agent des mycoses humaines, produisant pseudofilaments blastospores et chlamydospores.

Reproduction sexuée

• Elle implique la fusion de deux noyaux compatibles.
• Certains champignons sont autogames (gamètes mâles et femelles produites sur le même mycélium, homothallique).
• D'autres sont hétérogames (croisement entre mycéliums différents, hétérothallique).
• La formation du zygote se produit par fusion des gamètes, des organes produisant les gamètes ou des hyphes.
• Il peut y avoir fusion immédiate ou retardée des noyaux (stade dicaryotique).
• Les zygotes se transforment en spores méiotiques servant à la dissémination.

Composition chimique des champignons

• Ils sont une source de protéines, vitamines et minéraux.
• Ils ont un apport lipidique et glucidique très faible.
• Les champignons frais contiennent environ 3% de protéines et 80-90% d'eau.
• Les champignons sont plus riches en protéines que la plupart des légumes frais.
• Les protéines contenues sont riches en acides aminés essentiels.
• Les champignons contiennent plus de vitamine B (surtout B2) que les légumes.
• L'Agaricus bisporus a un apport en vitamine B2 équivalent aux œufs et fromages.
• Les lipides sont quasi-absents et les glucides représentent environ 5% du poids frais, majoritairement complexes (fibres, chitine).
• Certains polysaccharides (bêta-glucane et lentinane) possèdent des propriétés immunostimulantes.
• Les champignons sont une source de minéraux variable selon l'espèce, le stade de croissance et le lieu de récolte.

Conseils de consommation des champignons

• La majorité des champignons doivent être cuits.
• La cuisson est obligatoire pour la morille, l'helvelle et le gyromitre (la gyromitrine est détruite par la cuisson ou le séchage au soleil).
• La cuisson n'est pas le seul paramètre important pour la toxicité.
• Certains champignons ont une cuticule visqueuse à enlever pour éviter les troubles digestifs.
• Il existe des associations contre-indiquées (alcool et coprins noir).
• Les champignons doivent être bien cuits, consommés en petite quantité et de manière non répétée.

Classification des champignons

• L'organisation des champignons en phyla est basée sur la reproduction sexuée et la phylogénie.
• Les eumycètes (champignons vrais) sont classés en 5 phyla :
  • Chytridiomycètes (spores avec flagelle).
  • Zygomycètes.
  • Ascomycètes.
  • Basidiomycètes (spores sexuées).
  • Deutéromycètes (champignons imparfaits, reproduction asexuée).
• Les oomycètes ont été récemment séparés des champignons.
• Les myxomycètes sont des eucaryotes unicellulaires.

Chytridiomycètes

• Ce sont les seuls champignons à posséder des spores uniflagellées (zoospores).
• La lignée évolutive la plus ancienne (caractères ancestraux).
• Ils sont souvent unicellulaires et vivent dans les milieux aquatiques et sols humides.
• Probablement proches des algues.
• La plupart sont saprophytes, aérobies ou anaérobies, capables de dégrader un grand nombre de substrats.
• Ils possèdent un thalle dilaté non cloisonné.
• Ce phylum contient environ de 1000 espèces.
• Exemple d'espèce : Spizellomyces punctatus.
• Sans pathogénicité humaine, ils sont responsables de zoonoses chez les amphibiens.
• Une espèce en particulier, Batrachochytrium dendrobatidis, cause la chytridiomycose, une maladie infectieuse décimant des amphibiens.

Zygomycètes

• C'est un embranchement très voisin des Chytridiomycètes.
• Ils forment un groupe ancien de champignons ayant divergé après les Chytridiomycètes.
• Ils sont constitués d'organismes microscopiques hétérogènes, polyphylétiques.
• Ils ont un mode de vie basé sur le saprophytisme et le parasitisme.
• Ils sont des champignons à spores dépourvues de flagelles et possèdent un mycélium siphonné.
• Leurs cellules ne sont pas séparées par des cloisons (hyphes coenocytiques ou siphonnés).
• Ils sont caractérisés par une reproduction asexuée et une croissance rapide permettant de coloniser rapidement leur milieu.
• La reproduction sexuée aboutit à la formation de zygospores (sans flagelle).
• Plus de 1000 espèces ont été décrites, représentant moins de 1% des champignons connus.
• Cet embranchement comporte deux ordres responsables de pathogénicité :
  • Mucorales: responsables de mycoses opportunistes.
  • Entomophtorales: un champignon entomopathogène est ou d'autres arthropodes, entraînant leur mort.
  • Exemple : Entomophthora muscae qui attaque les mouches.

Ascomycètes

• Ils constituent une très vaste division de champignons supérieurs dont le nombre d'espèces double tous les 10 ans.
• Les Ascomycètes sont les plus répandus, ¾ des espèces rencontrées chez l'homme sont Ascomycètes.
• Ces champignons sont ubiquistes et jouent un rôle central dans beaucoup d'écosystèmes.
• Ce sont des saprophytes importants qui dégradent une grande variété de matière organique. – Exemple Bulgaria inquinans.
• Dans ce phyla, il existe des champignons phytopathogènes des plantes cultivées.
• Les levures sont des Ascomycètes redevenus unicellulaires, forment des colonies par bourgeonnements végétatifs.
• Elles sont exploitées pour leur capacité de fermentation alcoolique des sucres.
• Elles permettent la production de CO2 dans la levée de la pâte en panification et d'éthanol en vinification et brasserie.
• Ils existent également dans ce groupe, des champignons associés (symbiose) aux algues pour constituer les lichens, ou aux arbres pour former les mycorhizes.
• Ce groupe comporte également de nombreuses moisissures.
• Ceci explique que les formes des ascomycètes soient extrêmement variées, en massues ou en disques, plans ou en cupule...
• Ils possèdent un thalle cloisonné, à bord parallèle, parfois à aspect levuriforme.
• L'hyphe (filament constitutif du mycélium) est caractérisé par une croissance apicale.
• Présence de grains de Woronin bloquant le pore pour empêcher la perte du matériel cytoplasmique dans les cellules de ces champignons.
• Parmi les espèces des ascomycètes :
  • Les levures utilisées en boulangerie, brasserie et vinification.
  • Les Penicillium intervenant dans la fabrication de fromages ou ATB de type pénicilline.
  • Des champignons bien connus comme les morilles, les pézizes, les truffes.
• On distingue 3 grands groupes d'Ascomycètes :
  • Taphrinomycètes : Pas d'ascocarpe+Asque uni tuniqué.
  • Saccharomycètes : Pas d'ascocarpe+Asques uni tuniqué +Les vraies levures.
  • Pezizomycètes: Présence d'ascocarpe quand la forme sexuée est connue.
  • Ascomycètes Supérieurs car morphologie plus complexe inclus 90% des ascomycètes connus.

Reproduction des Ascomycètes

• Elle fait intervenir des mécanismes très variables selon les espèces et elle peut être sexuée ou asexuée.
• Pour beaucoup d'espèces, les formes sexuées et asexuées ont été décrites séparément.
• Ces champignons supérieurs ont un cycle sexué original où la fécondation se réalise en plusieurs phases.
• Fusion de 2 cellules haploïdes (Plasmogamie), puis formation d'un hétérocaryon (cellule fongique avec 2 noyaux).
• Fusion de 2 noyaux = Caryogamie, Elle aboutit à un état diploïde, puis Méiose.
• Il entraine un retour à l'état haploïde. puis les spores issues de cette reproduction (ascospores), On les appelle les ascospores, pour les différencier des conidiospores asexuées.
• Les asques sont dispersées ou regroupées au sein d'ascocarpes (= organe reproducteur sexué formé d'un stroma contenant les asques).
• La multiplication asexuée (ou végétative) est prédominante chez les Ascomycètes et Elle s'effectue par l'intermédiaire de spores exogènes (ou conidies).
• Les critères de classification reposent essentiellement sur le mode de fonctionnement des cellules conidiogènes. et 2 modes sont reconnus:
  • le mode blastique: la conidie prend naissance (bourgeonnement) à partir d'une cellule conidiogène et s'en individualise par la formation d'une cloison et ➡Reconnaissable avant la séparation par une paroi.
  • Le mode thallique : un filament, qui cesse de s'accroitre, se cloisonne de façon répétée pour individualiser les conidies et ➡Paroi présente avant différentiation de la conidie.

Basidiomycètes

• Ce phylum regroupe 22.000 espèces décrites des champignons considérés comme les plus perfectionnés.
• Leur mode de vie est principalement saprophyte, ce sont d'ailleurs les organismes fongiques ayant les capacités de dégradation de matériels lignocellulolytique les plus élaborées.
• C'est le groupe de champignons le plus familier car il comporte des espèces dont l'appareil de fructification (fruit à basides), ou carpophore, est massif et de formes très caractéristiques.
• Toutefois, les Basidiomycètes primitifs n'élaborent pas de carpophore.
• À maturité le carpophore comporte un pied et un chapeau où sous lequel se trouve l'hyménium qui est la partie fertile du sporophore ou carpophore des champignons.
• Les modalités de développement permettent de reconnaitre 3 types principaux de Basidiomycètes à carpophore : 1. Hémiangiocarpes, 2. Gymnocarpes et 3. Angiocarpes.
• Le cycle de reproduction des basidiomycètes à carpophore apparaît simplifié (évolution régressive) par rapport aux ascomycètes.
• Les carpophores sont formés de plectenchyme résultant de l'agglomération uniquement de filaments à dicaryons.

Deutéromycètes

• Ce sont des Fungi imperfec ou Champignons imparfaits.
• C'est un ensemble artificiel (1 groupe naturel) comprenant environ 15.000 espèces (affinités d'Ascomycètes).
• Ils ne se reproduisent que par voie végétative , et le groupe comprend de nombreuses espèces d'importance économique mondiale.

Les Ascomycètes: Généralités

• Les Ascomycètes sont les champignons le plus abondants (3/4 des champignons observées), et regroupe la plupart des champignons d'intérêt médicale.
• Leur reproduction sexuée se fait à partir de structures fermées (sortes de sac) appelées 'asques'.
• Leur stade asexué est le plus implique en pathologie humaine et animale.
• Ces champignons seraient apparus après les Zygomycètes et les Chytridiomycètes, d'où l'appellation de champignons supérieurs donnée aux Ascomycètes et aux Basidiomycètes.

L'appareil de fructification des Ascomycètes

• Asques dispersées ou regroupées au sein d'ascocarpes.

• Cléistothèce: (Kleistos: fermé. Têke: étui est Organe en forme de sphère, sans ouverture, qui contient les asques et les ascospores.

• Gymnothèce: ascocarpe renfermant les ascospores à paroi faite d'un feutrage de filaments lâches.

• Périthèce: Fructification en forme de bouteille, renfermant les asques.

• Se forme après la rencontre de 2 filaments mycéliens.

Utilisation des ascocarpes dans la classification

• Hémiascomycètes: Les asques ne sont pas enfermés dans un ascocarpe.

• Plectomycètes: Les champignons de ce groupe forment des cléistothèces et Leur forme est ronde et entièrement fermée.

• Pyrénomycètes: Les champignons appartenant à ce groupe forment des périthèces qui sont des ascocarpes sphériques / bouteille.

• Loculoascomycètes: Les champignons appartenant à ce groupe forment des ascostromates.

Classification phylogénétique actuelle

Les ascomycètes sont classés en :

• Taphrinomycètes + Saccharomycètes + Pezizomycètes.

Classe des Pneumocystidiomycètes

• Pneumocystis jiroveci. Maladie opportuniste due a l'infection par Pneumocystis jirovecii (ex carinii). Première complication du Sida avant la trithérapie (CD4 < 20mm3).

Les vraies levures Saccharomycètes

• colonisent de nombreux biotopes. Saccharomyces cerevisiae:: = Levure du boulanger =levure de bière. Utilisée dans l'industrie agroalimentaire.
• Propriété exploitée : la fermentation des sucres Glucose éthanol + CO. Organisme ubiquiste, dans la nature, plante et fruits, croissance à 42°C.
• Pichia, Yarrowia (dans l'industrie). Geotrichum candidumfromages.
• Saccharomyce boulardii -Ultra Levure. Organisme utilisé comme agent biothérapeutique: Réduction du risque de diarrhées.

Potentialités thérapeutiques :

Influence sur le métabolisme glucidique et lipidique et sur le système immunitaire. Propriétés de la levure de bière enrichie:

Pezizomycètes

• Ce sont des champignons écologiquement divers et sont de milieu terrestre ou aquatique et sont divisés en 6 classes:
• Ordre des Pezizales, Les spores sexuelles ne servent pas à la dispersion mai à persister dans l'environnement.
• sont caractérisés par de nombreuses espèces qui vont dégrader nos denrées et aussi attaquent directement à nous.
• Dans l'Ordre des Onygénales on a les Dermatophytes responsables d'infections de la peau, des cheveux ou des ongles car ils sont capables de se nourrir de la kératine.
• Ordre des Eurotiales⇨ Aspergillacées : caractérisés par des Mycotoxicoses.

Zygomycètes

• Les zygomycètes comportent 1000 espèces.
• ils peuvent s'associer aux racines des végétaux pour former des mycorhizes.
• ils sont responsable de Entomoparasitisme
• on les classifie comme: Les Mucorales : Mucor spp. ,Absidia spp R.
• Rhizopus spp. etLes Entomophthorales.

Les Zygomycètes: Implications en pathologie humaine

• Parmi les Entomophthorales: Les spores pénètrent par voie nasale, soit par inhalation, soit par portage manuel et 2 genres ont une distribution géographique tropicale.
• les genres ont une distribution géographique cosmopolite et causent des infections opportunistes dans des contextes comme: Neutropénie sévère et prolongée au cours d'hémopathies malignes ou après greffe de moelle.
• De façon rare, une Mucormycoses peut se développer chez un patient sans déficit immunitaire La porte d'entrée est alors le plus souvent cutanée.
• Le diagnostic repose sur l'isolement en examen direct ou à l'étude histologique des produits pathologiques de filaments mycéliens du champignon et La culture confirme le diagnostic.

Compostion Chimique

• Il existe plusieurs espèces des champignons qui possèdent des valeurs alimentaires et médicinales et ils contiennent surtout Surtout des Basidiomycètes, champignons de forêts ainsi l'exemple sont: Agaricus bisporus le Champignon de Paris .
• est aujourd'hui démontré scientifiquement que leur valeur nutritive n'est pas négligeable.
• compléter à titre d'exemple, les sucres sont divisées en deux groupes : assimilables et non assimilables:

Analyse chimique des champignons

• Les champignons sont de sources importantes de vitamines du groupe B et d'alliés du microbiote tel que les béta-glucanes
• Le phosphore participe au maintien de l'intégrité de la membrane et les Oligeo-élements sont qualifiés comme éléments traces(Fer-> myoglobine, Cuivre-> Phanère, Iod-> constitué les hormones thyroïdiennes).
• L'azote est le 2ème constituant important ,jouant un role capital car il entre dans la composition de plusieurs molécules.

Description générale des levures

• La levure est de forme unicellulaire à Thalle levuriforme
• les levures sont: eucaryotes et hetérotrophes qui ont une paroi en chitine et elles se nourrissent par ingestion
• la multiplication des cellules se fait par bourgeonnement ou par fission

Les levures :

• Elles peuvent être observées avec forme d' Aspect macroscopique lisse et muqueux ou un Aspect microscopique a forme ovale
• Les levures ont besoin des Composés Carbon avec un pH et une température adéquats

Ce quiz explore la nutrition fongique, y compris la dégradation de la matière organique et l'absorption des nutriments. Il aborde également les risques liés à la consommation de coprins noirs avec de l'alcool et les interactions chimiques dangereuses qui peuvent en résulter.