Bakteriel kemotaksis, i neutrofiler, i betændelse, i fagocytose



den kemotaksi det er en mekanisme, hvormed cellerne bevæger sig som reaktion på en kemisk stimulus. Stimuleringen kan være et hvilket som helst diffunderbart stof, som detekteres af receptorer på overfladen af ​​cellen. Der er to hovedtyper af kemotaxis: positiv og negativ.

Positiv kemotaxis er hvor bevægelsen er rettet mod stimulanskilden, hvor koncentrationen er større. På den anden side er negativ kemotaksis hvor bevægelsen sker i modsat retning til den kemiske stimulus. I multicellulære organismer er kemotaxis afgørende for kroppens udvikling og normale funktion.

I kemotaxis styrer bakterier og andre enhjulede eller multicellulære organismer deres bevægelser som reaktion på visse kemikalier i deres miljø (stimuli). 

Det er en vigtig mekanisme i immunsystemet at tiltrække T-lymfocytter til steder, hvor der er infektion. Denne proces kan ændres under metastasering.

indeks

  • 1 bakteriel kemotaxis
  • 2 kemotaxier i neutrofiler
    • 2.1 Virkning af proteiner
  • 3 Kemotakse og betændelse
  • 4 kemotaxis og fagocytose
    • 4.1 Faktorer der forstyrrer
  • 5 Chemotaxis i immunologi
  • 6 referencer

Bakteriel kemotakse

Bakterier kan bevæge sig gennem en række mekanismer, de mest almindelige er bevægelsen af ​​deres flagella. Denne bevægelse er formidlet af kemotaksen, som tjener til at bringe dem tættere på de gunstige stoffer (kemotiltrækningsmidler) og at flytte dem væk fra de giftige (kemo-repellenter).

Bakterierne, som Escherichia coli, De har flere flagella, som kan rotere på to måder:

- Til højre I dette tilfælde rækker hver flagellum "i en anden retning, hvilket får bakterien til at vende om.

- Til venstre I dette tilfælde er flagellaen justeret i en enkelt retning, hvilket får bakterierne til at svømme i en lige linje.

I almindelighed er bevægelsen af ​​en bakterie resultatet af at skifte disse to faser af rotation. Chemotaxis styrer bakterien, der regulerer frekvensen og varigheden af ​​hver.

Denne modulation af bevægelsesretningen er resultatet af meget præcise ændringer i flagellernes rotation. Derfor er mekanisk kernen i bakteriel kemotaxis at styre retningen af ​​flagellarrotationen.

Chemotaxis i neutrofiler

Neutrofiler er en type celler i immunsystemet, der er grundlæggende i forsvaret mod infektioner. Inden for kroppen migrerer neutrofiler til steder, hvor der er infektion eller vævsskade.

Migrering af disse celler medieres af kemotaxis, som virker som den attraktive kraft til at bestemme retningen i hvilken neutrofiler bevæger sig. Denne proces aktiveres ved frigivelse af specialiserede proteiner fra immunsystemet, kaldet interleukiner, på steder, hvor der er vævsskade.

Af de mange neutrofiler, der cirkulerer uden for knoglemarv, er halvdelen i vævene og den anden halvdel i blodkarrene. Af dem, der findes i blodkar, er halvdelen inden for hovedstrømmen af ​​blod, der cirkulerer hurtigt gennem hele kroppen.

Resten af ​​blodneutrofiler bevæger sig langsomt, med deres karakteristiske amoeboidbevægelse langs blodkarens indre vægge. Efter at have modtaget et kemotaktisk signal, indtaster neutrofiler hurtigt væv til at udføre deres forsvarsfunktion.

Virkning af proteiner

Kemotaxier i neutrofile medieres af proteiner indsat i plasmamembranen, som fungerer som receptorer af visse molekyler i immunsystemet. Binding af receptorer til deres målmolekyler får neutrofilerne til at migrere til infektionsstedene.

Under kemotaxis bevæger cellerne sig som reaktion på kemiske signaler. Virkningen af ​​neutrofiler er blot et eksempel på, hvordan kroppen bruger kemotaxis til at reagere på en infektion.

Kemotakse og betændelse

Under betændelse klæber hvide blodlegemer (leukocytter) til cellerne inde i blodkarrene, hvorfra de vandrer gennem laget af endotelceller og bevæger sig mellem vævene til inflammationskilden, hvor de vil opfylde deres funktion af værtsforsvar.

Kemotaksen af ​​leukocytter betragtes som afgørende for migration fra blod til væv, hvor der er inflammation. Dette inflammatoriske respons er forårsaget af et infektiøst middel eller et stof, der forårsager allergi.

Inflammation øger blodgennemstrømningen og permeabiliteten af ​​blodkar, hvilket får celler og proteiner til at flygte fra blodet til vævene. På grund af dette svar er neutrofiler de første til at reagere på inflammation (ud over celler, der allerede findes i væv, såsom makrofager og mastceller).

Chemotaxis og fagocytose

Under en infektion tiltrækker kemiske signaler fagocytter til steder, hvor patogenet har invaderet kroppen. Disse kemikalier kan komme fra bakterier eller andre fagocytter, der allerede er til stede. Phagocytter stimuleres af disse kemotiltrækningsmolekyler og bevæger sig ved kemotaxis.

Phagocytter er en klasse af celler, der omfatter makrofager, neutrofiler og eosinofiler, som er i stand til at indtage (sluge) og ødelægge mikroorganismerne, som er ansvarlige for at fremkalde inflammatorisk respons.

Den første til at akkumulere omkring de invaderende agenter og indlede phagocytoseprocessen er neutrofiler. Derefter migreres lokale makrofager - også kaldet faglige fagocytter - og resten af ​​fagocytterne fra blodet til vævet og initierer fagocytose.

Faktorer der forstyrrer

Det er vigtigt at bemærke, at nogle arter af bakterier og deres produkter kan forstyrre kemotakseprocessen, hæmme phagocyternes evne til at rejse til infektionsstedet.

Streptococcus streptococcus undertrykker for eksempel kemotaksen af ​​neutrofiler, selv ved meget lave koncentrationer. Det er også kendt, at cellerne i Mycobacterium tuberculosis hæmmer migrationen af ​​leukocytter.

Chemotaxis i immunologi

Chemotaxis er en grundlæggende proces for immunsystemet, fordi den koordinerer retningen af ​​bevægelser af vigtige celler i organismernes forsvar. Takket være denne mekanisme kan neutrofiler gå til steder, hvor der er infektion eller skade.

Sammen med det inflammatoriske respons er kemotaxis afgørende for migrering af andre fagocytter, der er nødvendige for at eliminere toksiner, patogener og celleaffald. Ovennævnte er en del af det medfødte immunforsvar.

referencer

  1. Adler, J. (1975). Chemotaxis in Bacteria. Årlig gennemgang af biokemi, 44(1), 341-356.
  2. Becker, E. (1983). Chemotaktiske faktorer af inflammation, (maj), 223-225.
  3. Delves, P .; Martin, S .; Burton, D .; Roit, I. (2006). Roitt's Essential Immunology(11. udgave). Malden, MA: Blackwell Publishing.
  4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Sløret linje mellem kemotaktisk jagt og fagocytisk: et immunofysisk enkeltcelleperspektiv. Journal of Cell Science, 124(18), 3041-3051.
  5. Murphy, K. (2011). Janeways immunobiologi (8. udgave). Garland Science.
  6. Nuzzi, P.A., Lokuta, M.A., & Huttenlocher, A. (2007). Analyse af neutrofil kemotaksis. Metoder i molekylærbiologi, 370, 23-36.
  7. Rot, A. (1992). Leukocytkemotaksis rolle i betændelse. Blekekemi, 271-304.
  8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M. & Lin, F. (2017). En all-on-chip metode til hurtig neutrofile kemotaxis analyse direkte fra en bloddråbe. Canadiske institutter for sundhedsforskning.