KEMOTAKSI: BAKTERIJSKE, V NEVTROFILCIH, VNETJA - BIOLOGIJA - 2026

Kemotakso je mehanizem, s katerim celice premik kot odziv na kemični dražljaj. Dražljaj je lahko katera koli difuzna snov, ki jo zaznajo receptorji na površini celice. Obstajata dve glavni vrsti kemotaksije: pozitivna in negativna.

Pozitivna kemotaksa je tista, pri kateri se gibanje usmeri proti izvoru dražljaja, kjer je koncentracija večja. Kar zadeva negativno hemotaksijo, je gibanje v nasprotni smeri kemičnega dražljaja. V večceličnih organizmih je kemotaksija ključnega pomena za normalen telesni razvoj in delovanje.

V kemotaksi bakterije in drugi enocelični ali večcelični organizmi usmerjajo svoje premike kot odziv na nekatere kemikalije v svojem okolju (dražljaje).

Pomemben mehanizem v imunskem sistemu pritegne T limfocite v kraje, kjer je okužba. Ta postopek se med metastazami lahko spremeni.

Bakterijska kemotaksa

Bakterije se lahko premikajo skozi različne mehanizme, najpogostejši pa je premik njihovih flagelov. To gibanje je posredovano s hemotaksijo, ki jim približa ugodne snovi (kemo-privlake) in jih odmakne od strupenih (kemorepelanti).

Bakterije, kot je Escherichia coli, imajo več flagella, ki se lahko vrtijo na dva načina:

- Na desno. V tem primeru vsak flagellum "vesla" v drugo smer, kar povzroči, da se bakterije prevrnejo.

- Na levo. V tem primeru so flagele poravnane le v eni smeri, zaradi česar bakterije plavajo v ravni črti.

Na splošno je gibanje bakterije posledica izmeničenja teh dveh faz vrtenja. Kemotaksi ciljajo na bakterije z uravnavanjem pogostnosti in trajanja vsake od njih.

Ta modulacija smeri gibanja je posledica zelo natančnih sprememb smeri vrtenja flagele. Mehansko je torej bistvo bakterijske kemotaksije uravnavanje smeri vrtenja flagellarjev.

Nevtrofilna hemotaksija

Nevtrofili so vrsta celic imunskega sistema, ki so bistvene pri obrambi pred okužbami. Znotraj telesa nevtrofili selijo na mesta, kjer pride do okužbe ali poškodbe tkiva.

Migracija teh celic je posredovana s hemotaksijo, ki deluje kot sila privlačnosti za določitev smeri, v kateri se gibljejo nevtrofili. Ta proces se aktivira s sproščanjem specializiranih beljakovin imunskega sistema, imenovanih interlevkini, na mestih, kjer pride do poškodbe tkiva.

Od številnih nevtrofilcev, ki krožijo zunaj kostnega mozga, je polovica v tkivih, polovica pa v krvnih žilah. Od tistih, ki jih najdemo v krvnih žilah, jih je polovica v glavnem toku krvi, ki hitro kroži po telesu.

Preostali nevtrofilci v krvi se počasi, z značilnim gibanjem ameboidov, premikajo po notranjih stenah krvnih žil. Po prejemu kemotaktičnega signala nevtrofili hitro vstopijo v tkiva, da opravijo svojo obrambno funkcijo.

Proteinsko delovanje

Kemotaksi v nevtrofilcih posredujejo beljakovine, vstavljene v plazemski membrani, ki delujejo kot receptorji za določene molekule imunskega sistema. Vezava receptorjev na njihove ciljne molekule povzroči migracijo nevtrofilcev na mesta okužbe.

Med kemotaksijo se celice premikajo kot odgovor na kemične signale. Delovanje nevtrofilcev je le en primer, kako telo uporablja kemotaksijo za odziv na okužbo.

Kemotaksi in vnetja

Med vnetjem se bele krvne celice (levkociti) oprimejo celic v krvnih žilah, od koder se selijo skozi endotelno celično plast in se premikajo med tkivi do izvora vnetja, kjer bodo delovale kot obramba gostitelja.

Kemotaksa levkocitov velja za nujno za migracijo iz krvi v tkiva, kjer je vnetje. Ta vnetni odziv povzroči povzročitelj infekcije ali snov, ki povzroča alergijo.

Vnetje poveča pretok krvi in ​​prepustnost krvnih žil, zaradi česar celice in beljakovine pobegnejo iz krvi v tkiva. Zaradi tega odziva so nevtrofili prvi, ki se odzovejo na vnetje (poleg celic, ki so že v tkivih, kot so makrofagi in mastociti).

Kemotaksi in fagocitoza

Med okužbo kemični signali privabljajo fagocite na mesta, kjer je patogen napadel telo. Te kemikalije lahko izvirajo iz že prisotnih bakterij ali drugih fagocitov. Fagociti stimulirajo te molekule kemo-privlakov in se premikajo s kemotaksijo.

Fagociti so razred celic, ki vključuje makrofage, nevtrofilce in eozinofile, ki lahko zaužijejo (pogoltnejo) in uničijo mikroorganizme, ki so odgovorni za indukcijo vnetnega odziva.

Neutrofili se prvi kopičijo okoli napadalcev in sprožijo proces fagocitoze. Nato lokalni makrofagi - imenovani tudi profesionalni fagociti - in preostali fagociti iz krvi selijo v tkivo in sprožijo fagocitozo.

Dejavniki, ki motijo

Pomembno je, da lahko nekatere vrste bakterij in njihovih produktov motijo ​​proces kemotaksije, kar zavira sposobnost fagocitov, da potujejo na mesto okužbe.

Na primer, streptokokni streptolizin zavira nevtrofilno hemotaksijo, tudi v zelo nizkih koncentracijah. Prav tako je znano, da celice Mycobacterium tuberculosis zavirajo migracijo levkocitov.

Kemotaksi v imunologiji

Kemotaksa je temeljni postopek za imunski sistem, saj usklajuje smer premikov celic, pomembnih za obrambo organizma. Zahvaljujoč temu mehanizmu lahko nevtrofili odidejo na mesta, kjer pride do okužbe ali poškodbe.

Hemotaksi so poleg vnetnega odziva ključnega pomena za migracijo drugih fagocitov, ki so potrebni za odstranjevanje toksinov, patogenov in celičnih naplavin. To je del prirojene imunske obrambe.

Reference

1. Adler, J. (1975). Kemotaksija pri bakterijah. Letni pregled biokemije, 44 (1), 341–356.
2. Becker, E. (1983). Kemotaktični dejavniki vnetja, (maj), 223–225.
3. Delves, P .; Martin, S .; Burton, D .; Roit, I. (2006). Roittova esencialna imunologija (11. izd.). Malden, MA: Blackwell Publishing.
4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Zabrisana črta med kemotaktičnim preganjanjem in porabo fagocitov: imunofizična enocelična perspektiva. Journal of Cell Science, 124 (18), 3041–3051.
5. Murphy, K. (2011). Janewayova imunobiologija (8. izd.). Garland Science.
6. Nuzzi, PA, Lokuta, MA, Huttenlocher, A. (2007). Analiza nevtrofilne hemotaksije. Metode v molekularni biologiji, 370, 23–36.
7. Rot, A. (1992). Vloga hemotaksije levkocitov pri vnetju. Biokemija vnetja, 271–304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Metoda "vse na čipu" za analizo hitre nevtrofilne hemotaksije neposredno iz kapljice krvi. Kanadski inštituti za zdravstvene raziskave.