Бактеріальний хемотаксис, в нейтрофілах, при запаленні, при фагоцитозі

The хемотаксис це механізм, за допомогою якого клітини рухаються у відповідь на хімічний стимул. Стимулом може бути будь-яке дифузійне речовина, яке виявляється рецепторами на поверхні клітини. Існує два основних типи хемотаксису: позитивний і негативний.

Позитивний хемотаксис полягає в тому, що рух спрямовується до джерела стимулу, де концентрація більша. З іншого боку, негативний хемотаксис є місцем, де рух відбувається у зворотному напрямку до хімічного стимулу. У багатоклітинних організмах хемотаксис є життєво важливим для розвитку та нормальної функції організму.

У хемотаксисі бактерії та інші одноклітинні або багатоклітинні організми направляють свої рухи у відповідь на певні хімічні речовини в їх середовищі (подразники). 

Це важливий механізм імунної системи для залучення Т-лімфоцитів до місць, де є інфекція. Цей процес може бути змінений під час метастазування.

Індекс

• 1 Бактеріальний хемотаксис
• 2 Хемотаксис в нейтрофілах
  • 2.1 Дія білків
• 3 Хемотаксис і запалення
• 4 Хемотаксис і фагоцитоз
  • 4.1 Фактори, які заважають
• 5 Хемотаксис в імунології
• 6 Посилання

Бактеріальний хемотаксис

Бактерії можуть рухатися через різноманітні механізми, найпоширенішим з яких є рух їх джгутиків. Цей рух опосередковується хемотаксисом, який служить для наближення їх до сприятливих речовин (хіміо-аттрактантов) і відведення їх від токсичних (хемо-репеленти)..

Бактерії, як Escherichia coli, Вони мають кілька джгутиків, які можуть обертатися двома способами:

- Праворуч У цьому випадку кожен джгутик "ряди" в іншому напрямку, змушуючи бактерію перевернутися.

- Ліворуч У цьому випадку джгутики вирівнюються в одному напрямку, внаслідок чого бактерії плавають по прямій лінії.

Як правило, рух бактерії є результатом чергування цих двох фаз обертання. Хемотаксис направляє бактерію, що регулює частоту і тривалість кожного.

Така модуляція напрямку руху є наслідком дуже точних змін в напрямку обертання джгутиків. Тому механічно сутність бактеріального хемотаксису полягає в контролі напрямку обертання жгутика.

Хемотаксис в нейтрофілах

Нейтрофіли є типом клітин імунної системи, які є фундаментальними в захисті від інфекцій. У організмі нейтрофіли мігрують в місця, де є інфекція або травма тканини.

Міграція цих клітин опосередкована хемотаксисом, який діє як приваблива сила для визначення напрямку, в якому рухаються нейтрофіли. Цей процес активується вивільненням спеціалізованих білків імунної системи, званих інтерлейкінами, на ділянках, де є пошкодження тканин.

З багатьох нейтрофілів, які циркулюють поза кісткового мозку, половина знаходяться в тканинах, а інша - в кровоносних судинах. З тих, що знаходяться в кровоносних судинах, половина знаходяться в межах основної крові, що циркулює швидко по всьому тілу.

Інші нейтрофіли крові рухаються повільно, з характерним амебоидним рухом, вздовж внутрішніх стінок кровоносних судин. Після отримання хемотаксичного сигналу нейтрофіли швидко вводять тканини, щоб виконати свою оборонну функцію.

Дія білків

Хемотаксис в нейтрофілах опосередковується білками, вбудованими в плазматичну мембрану, які функціонують як рецептори певних молекул імунної системи. Зв'язування рецепторів з молекулами-мішенями змушує нейтрофіли мігрувати до місць інфекції.

Під час хемотаксису клітини рухаються у відповідь на хімічні сигнали. Дія нейтрофілів - це лише один приклад того, як організм використовує хемотаксис для реагування на інфекцію.

Хемотаксис і запалення

Під час запалення лейкоцити (лейкоцити) прилипають до клітин всередині кровоносних судин, звідки вони мігрують через шар ендотеліальних клітин і переміщуються між тканинами до джерела запалення, де вони виконують свою функцію хост оборони.

Хемотаксис лейкоцитів вважається необхідним для міграції з крові в тканини, де є запалення. Ця запальна реакція викликається інфекційним агентом або речовиною, що викликає алергію.

Запалення збільшує кровотік і проникність кровоносних судин, що змушує клітини і білки виходити з крові в тканини. Через цю реакцію нейтрофіли є першими, хто реагує на запалення (крім клітин, які вже знаходяться в тканинах, таких як макрофаги і тучні клітини)..

Хемотаксис і фагоцитоз

Під час інфекції хімічні сигнали притягують фагоцити до тих місць, де збудник вторгся в організм. Ці хімікати можуть походити з бактерій або інших вже наявних фагоцитів. Фагоцити стимулюються цими хіміо-притягальними молекулами і рухаються за допомогою хемотаксису.

Фагоцити - це клас клітин, що включає макрофаги, нейтрофіли і еозинофіли, які здатні ковтати (ковтати) і руйнувати мікроорганізми, відповідальні за індукцію запальної реакції..

Першими накопичуються навколо вторгающихся агентів і ініціюють процес фагоцитозу є нейтрофіли. Тоді місцеві макрофаги - також звані професійними фагоцитами - мігрують, а решту фагоцитів з крові до тканини і ініціюють фагоцитоз.

Фактори, які заважають

Важливо відзначити, що деякі види бактерій і їхні продукти можуть перешкоджати процесу хемотаксису, гальмуючи здатність фагоцитів подорожувати до місця інфекції..

Наприклад, стрептококовий стрептокок пригнічує хемотаксис нейтрофілів навіть при дуже низьких концентраціях. Також відомо, що клітини Мікобактерії туберкульозу інгібують міграцію лейкоцитів.

Хемотаксис в імунології

Хемотаксис є фундаментальним процесом для імунної системи, оскільки він координує напрямки рухів важливих клітин у захисті організму. Завдяки цьому механізму нейтрофіли можуть перейти в місця, де відбувається інфекція або травма.

Поряд з запальною реакцією, хемотаксис є істотним для міграції інших фагоцитів, які необхідні для усунення токсинів, патогенів і клітинних дебрисів. Вищезазначене є частиною вродженого імунного захисту.

Список літератури

1. Adler, J. (1975). Хемотаксис у бактеріях. Щорічний огляд біохімії, 44(1), 341-356.
2. Becker, E. (1983). Хемотаксичні фактори запалення, (травень), 223-225.
3. Delves, P; Martin, S.; Burton, D.; Roit, I. (2006). Основна імунологія Ройтта(11-е изд.). Malden, MA: Видавництво Blackwell.
4. Генріх, В., & Лі, К.-Й. (2011). Розмита лінія між хемотаксичною погоні і фагоцитами: імунофізична одноклеточная перспектива. Журнал клітинної науки, 124(18), 3041-3051.
5. Murphy, K. (2011). Імунобіологія Джейнвей (8-е изд.). Гірлянди наука.
6. Nuzzi, P.A., Lokuta, M.A., & Huttenlocher, A. (2007). Аналіз хемотаксису нейтрофілів. Методи молекулярної біології, 370, 23-36.
7. Rot, A. (1992). Роль хемотаксису лейкоцитів у запаленні. Біохімія запалення, 271-304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Метод «все-на-чіпі» для швидкого аналізу хіміотаксису нейтрофілів безпосередньо з краплі крові. Канадські інститути досліджень здоров'я.