Bakteriální chemotaxe, v neutrofilech, při zánětech, fagocytóze

chemotaxi je to mechanismus, kterým se buňky pohybují v reakci na chemický podnět. Podnětem může být jakákoliv difundovatelná látka, která je detekována receptory na povrchu buňky. Existují dva hlavní typy chemotaxe: pozitivní a negativní.

Pozitivní chemotaxie je tam, kde je pohyb směřován ke zdroji stimulu, kde je koncentrace větší. Na druhé straně, negativní chemotaxie je tam, kde pohyb probíhá v opačném směru než chemický stimul. U mnohobuněčných organismů je chemotaxe nezbytná pro vývoj a normální funkci organismu.

V chemotaxi, bakterie a jiné jednobuněčné nebo mnohobuněčné organismy řídí jejich pohyb v odezvě na určité chemikálie v jejich prostředí (podněty). 

Je to důležitý mechanismus v imunitním systému, který přitahuje T-lymfocyty do míst, kde dochází k infekci. Tento proces může být změněn během metastáz.

Index

• 1 Bakteriální chemotaxe
• 2 Chemotaxe v neutrofilech
  • 2.1 Působení proteinů
• 3 Chemotaxie a zánět
• 4 Chemotaxe a fagocytóza
  • 4.1 Faktory, které interferují
• 5 Chemotaxe v imunologii
• 6 Odkazy

Bakteriální chemotaxe

Bakterie se mohou pohybovat různými mechanismy, z nichž nejčastější je pohyb jejich bičíků. Tento pohyb je zprostředkován chemotaxií, která slouží k jejich přiblížení k příznivým látkám (chemo-atraktantům) ak jejich přesunutí od toxických látek (chemo-repelenty)..

Bakterie, jako Escherichia coli, Mají několik bičíků, které se mohou otáčet dvěma způsoby:

- Vpravo V tomto případě každý bičík "řádky" v jiném směru, což způsobuje, že se bakterie obrátí.

- Vlevo V tomto případě jsou bičíky zarovnány v jediném směru, což způsobuje, že bakterie plavou v přímém směru.

Obecně je pohyb bakterie výsledkem střídání těchto dvou fází rotace. Chemotaxis řídí bakterii regulující frekvenci a trvání každého z nich.

Tato modulace směru pohybu je výsledkem velmi přesných změn ve směru otáčení bičíku. Proto, mechanicky, podstatou bakteriální chemotaxe je řízení směru otáčení bičíka.

Chemotaxe v neutrofilech

Neutrofily jsou typem buněk imunitního systému, které jsou zásadní pro obranu proti infekcím. V těle migrují neutrofily do míst, kde dochází k infekci nebo poškození tkáně.

Migrace těchto buněk je zprostředkována chemotaxí, která působí jako přitažlivá síla ke stanovení směru, ve kterém se neutrofily pohybují. Tento proces je aktivován uvolňováním specializovaných proteinů imunitního systému, nazývaných interleukiny, v místech, kde dochází k poškození tkáně.

Z mnoha neutrofilů, které cirkulují mimo kostní dřeň, je polovina v tkáních a druhá polovina v cévách. Z těch, které se nacházejí v krevních cévách, je polovina uvnitř hlavního proudu krve cirkulujícího rychle po celém těle.

Zbytek krevních neutrofilů se pohybuje pomalu, s charakteristickým amoeboidním pohybem podél vnitřních stěn cév. Po obdržení chemotaktického signálu se neutrofily dostanou do tkání rychle, aby provedly svou obrannou funkci.

Působení proteinů

Chemotaxe v neutrofilech je zprostředkována proteiny vloženými do plazmatické membrány, které fungují jako receptory určitých molekul imunitního systému. Vazba receptorů na jejich cílové molekuly způsobuje migraci neutrofilů na místa infekce.

Během chemotaxe se buňky pohybují v reakci na chemické signály. Působení neutrofilů je jen jedním příkladem toho, jak tělo využívá chemotaxi k reakci na infekci.

Chemotaxie a zánět

Během zánětu se bílé krvinky (leukocyty) drží na buňkách uvnitř krevních cév, odkud migrují přes vrstvu endotelových buněk a pohybují se mezi tkáněmi ke zdroji zánětu, kde budou plnit svou funkci. obrana hostitele.

Chemotaxie leukocytů je považována za nezbytnou pro migraci z krve do tkání, kde dochází k zánětu. Tato zánětlivá reakce je způsobena infekčním činidlem nebo látkou, která způsobuje alergii.

Zánět zvyšuje průtok krve a propustnost cév, což způsobuje únik buněk a bílkovin z krve do tkání. Vzhledem k této reakci reagují neutrofily jako první na zánět (kromě buněk, které jsou již ve tkáních, jako jsou makrofágy a žírné buňky)..

Chemotaxe a fagocytóza

Během infekce přitahují chemické signály fagocyty do míst, kde patogen napadl tělo. Tyto chemikálie mohou pocházet z již přítomných bakterií nebo jiných fagocytů. Fagocyty jsou stimulovány těmito chemoatraktantními molekulami a pohybují se chemotaxí.

Fagocyty jsou třídou buněk, které zahrnují makrofágy, neutrofily a eosinofily, které jsou schopny požití (polykání) a zničení mikroorganismů odpovědných za vyvolání zánětlivé reakce..

První, která se hromadí kolem invazivních látek a iniciuje proces fagocytózy, jsou neutrofily. Pak místní makrofágy - také nazývané profesionální fagocyty - migrují a zbytek fagocytů z krve do tkáně a iniciuje fagocytózu.

Faktory, které interferují

Je důležité poznamenat, že některé druhy bakterií a jejich produkty mohou interferovat s procesem chemotaxe, což inhibuje schopnost fagocytů cestovat do místa infekce..

Například streptokokové streptokoky potlačují chemotaxi neutrofilů i při velmi nízkých koncentracích. Také je známo, že buňky Mycobacterium tuberculosis inhibují migraci leukocytů.

Chemotaxie v imunologii

Chemotaxie je základním procesem imunitního systému, protože koordinuje směr pohybu důležitých buněk v obraně organismu. Díky tomuto mechanismu mohou neutrofily jít do míst, kde dochází k infekci nebo zranění.

Spolu se zánětlivou odpovědí je chemotaxe nezbytná pro migraci jiných fagocytů, které jsou nezbytné pro eliminaci toxinů, patogenů a buněčných zbytků. Výše uvedené je součástí vrozené imunitní obrany.

Odkazy

1. Adler, J. (1975). Chemotaxe v bakteriích. Roční přehled biochemie, 44(1), 341-356.
2. Becker, E. (1983). Chemotaktické faktory zánětu, (květen), 223-225.
3. Delves, P; Martin, S.; Burton, D .; Roit, I. (2006). Roittova základní imunologie(11. vydání). Malden, MA: Blackwell Publishing.
4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Rozmazaná čára mezi chemotaktickou chasou a fagocytem: imunofyzikální jednobuněčná perspektiva. Journal of Cell Science, 124(18), 3041-3051.
5. Murphy, K. (2011). Janewayova Immunobiology (8. vydání). Garland věda.
6. Nuzzi, P.A., Lokuta, M.A., & Huttenlocher, A. (2007). Analýza chemotaxe neutrofilů. Metody molekulární biologie, 370, 23-36.
7. Rot, A. (1992). Úloha chemotaxe leukocytů při zánětu. Biochemie zánětu, 271-304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Metoda all-on-chip pro analýzu rychlé neutrofilní chemotaxie přímo z kapky krve. Kanadské instituty výzkumu zdraví.