Бактериальный хемотаксис, нейтрофилы, воспаление, фагоцитоз

хемотаксис это механизм, посредством которого клетки двигаются в ответ на химический стимул. Стимулом может быть любое диффундирующее вещество, которое обнаруживается рецепторами на поверхности клетки. Существует два основных типа хемотаксиса: положительный и отрицательный..

Положительный хемотаксис - это то, где движение направлено к источнику стимула, где концентрация больше. С другой стороны, отрицательный хемотаксис - это то, где движение происходит в направлении, противоположном химическому раздражителю. У многоклеточных организмов хемотаксис жизненно важен для развития и нормального функционирования организма..

При хемотаксисе бактерии и другие одноклеточные или многоклеточные организмы направляют свои движения в ответ на определенные химические вещества в своей среде (стимулы). 

Это важный механизм в иммунной системе для привлечения Т-лимфоцитов в места, где есть инфекция. Этот процесс может быть изменен во время метастазирования.

индекс

• 1 Бактериальный хемотаксис
• 2 Хемотаксис в нейтрофилах
  • 2.1 Действие белков
• 3 Хемотаксис и воспаление
• 4 Хемотаксис и фагоцитоз
  • 4.1 Факторы, которые мешают
• 5 Хемотаксис в иммунологии
• 6 Ссылки

Бактериальный хемотаксис

Бактерии могут перемещаться с помощью различных механизмов, наиболее распространенным из которых является движение их жгутиков. Это движение опосредовано хемотаксисом, который служит для того, чтобы приблизить их к благоприятным веществам (хемо-аттрактантам) и отодвинуть их от токсичных (химико-репелленты).

Бактерии, как Кишечная палочка, У них есть несколько жгутиков, которые могут вращаться двумя способами:

- Направо В этом случае каждый жгутик «гребет» в разные стороны, вызывая переворачивание бактерии..

- Налево В этом случае жгутики выровнены в одном направлении, в результате чего бактерии плавают по прямой линии..

Как правило, движение бактерии является результатом чередования этих двух фаз вращения. Хемотаксис направляет бактерии, регулируя частоту и продолжительность каждого.

Эта модуляция направления движения является результатом очень точных изменений направления вращения жгутиков. Поэтому механически суть бактериального хемотаксиса заключается в контроле направления вращения жгутика.

Хемотаксис в нейтрофилах

Нейтрофилы - это тип клеток иммунной системы, которые имеют фундаментальное значение для защиты от инфекций. Внутри тела нейтрофилы мигрируют в места, где есть инфекция или повреждение ткани.

Миграция этих клеток опосредуется хемотаксисом, который действует как сила притяжения для определения направления движения нейтрофилов. Этот процесс активируется высвобождением специализированных белков иммунной системы, называемых интерлейкинами, в местах повреждения тканей.

Из многих нейтрофилов, которые циркулируют вне костного мозга, половина находится в тканях, а другая половина в кровеносных сосудах. Из тех, что обнаружены в кровеносных сосудах, половина находится в основном потоке крови, быстро циркулирующей по всему телу..

Остальные нейтрофилы крови движутся медленно, с их характерным амебоидным движением, вдоль внутренних стенок кровеносных сосудов. Получив хемотаксический сигнал, нейтрофилы быстро проникают в ткани для выполнения своей защитной функции..

Действие белков

Хемотаксис в нейтрофилах опосредуется белками, вставленными в плазматическую мембрану, которые функционируют как рецепторы определенных молекул иммунной системы. Связывание рецепторов с их молекулами-мишенями заставляет нейтрофилы мигрировать в места инфекции.

Во время хемотаксиса клетки двигаются в ответ на химические сигналы. Действие нейтрофилов является лишь одним примером того, как организм использует хемотаксис для ответа на инфекцию..

Хемотаксис и воспаление

Во время воспаления лейкоциты (лейкоциты) прилипают к клеткам внутри кровеносных сосудов, откуда они мигрируют через слой эндотелиальных клеток и перемещаются между тканями к источнику воспаления, где они будут выполнять свою функцию защита хозяина.

Хемотаксис лейкоцитов считается необходимым для миграции из крови в ткани, где есть воспаление. Этот воспалительный ответ вызван инфекционным агентом или веществом, вызывающим аллергию.

Воспаление увеличивает кровоток и проницаемость кровеносных сосудов, что заставляет клетки и белки выходить из крови в ткани. Из-за этого ответа нейтрофилы первыми реагируют на воспаление (в дополнение к клеткам, которые уже находятся в тканях, таких как макрофаги и тучные клетки).

Хемотаксис и фагоцитоз

Во время инфекции химические сигналы привлекают фагоциты в места, где патоген проник в организм. Эти химические вещества могут поступать от бактерий или других фагоцитов, которые уже присутствуют. Фагоциты стимулируются этими молекулами химико-аттрактанта и двигаются хемотаксисом.

Фагоциты представляют собой класс клеток, который включает макрофаги, нейтрофилы и эозинофилы, которые способны поглощать (глотать) и уничтожать микроорганизмы, ответственные за индукцию воспалительного ответа..

Первыми, которые накапливаются вокруг вторгающихся агентов и инициируют процесс фагоцитоза, являются нейтрофилы. Затем местные макрофаги - также называемые профессиональными фагоцитами - мигрируют, а остальные фагоциты из крови в ткани и инициируют фагоцитоз.

Факторы, которые мешают

Важно отметить, что некоторые виды бактерий и их продукты могут вмешиваться в процесс хемотаксиса, подавляя способность фагоцитов перемещаться в место заражения..

Например, стрептококковый стрептококк подавляет хемотаксис нейтрофилов даже в очень низких концентрациях. Также известно, что клетки Микобактерии туберкулеза ингибировать миграцию лейкоцитов.

Хемотаксис в иммунологии

Хемотаксис является фундаментальным процессом для иммунной системы, потому что он координирует направление движения важных клеток в защите организма. Благодаря этому механизму нейтрофилы могут попадать в места, где есть инфекция или травма.

Наряду с воспалительным ответом хемотаксис необходим для миграции других фагоцитов, которые необходимы для устранения токсинов, патогенов и клеточного дебриса. Вышеуказанное является частью врожденной иммунной защиты.

ссылки

1. Адлер Дж. (1975). Хемотаксис в бактериях. Ежегодный обзор биохимии, 44(1), 341-356.
2. Беккер Э. (1983). Хемотаксические факторы воспаления, (май), 223-225.
3. Delves, P.; Martin, S.; Бертон, Д.; Ройт И. (2006). Иммунология Ройта(11-е изд.). Малден, Массачусетс: Blackwell Publishing.
4. Генрих В. и Ли, C.-Y. (2011). Размытая грань между хемотаксической погоней и фагоцитом: иммунофизическая одноклеточная перспектива. Журнал клеточных наук, 124(18), 3041-3051.
5. Мерфи, К. (2011). Иммунобиология Janeway (8-е изд.). Гирлянда Наука.
6. Nuzzi, P.A., Lokuta, M.A., & Huttenlocher, A. (2007). Анализ нейтрофильного хемотаксиса. Методы в молекулярной биологии, 370, 23-36.
7. Рот А. (1992). Роль хемотаксиса лейкоцитов в воспалении. Биохимия воспаления, 271-304.
8. Ян К., Ву Дж., Чжу Л., Лю Ю., Чжан М. и Лин, Ф. (2017). Метод «все на кристалле» для быстрого анализа хемотаксиса нейтрофилов непосредственно из капли крови. Канадский институт исследований здоровья.