ĶĪMISKĀ DARBĪBA: BAKTĒRIJU, NEITROFILOS, IEKAISUMA GADĪJUMOS - BIOLOĢIJA - 2025

Chemotaxis ir mehānisms, ar kuru šūnas kustēties, reaģējot uz ķīmisko stimulu. Stimuls var būt jebkura izkliedējama viela, kuru uztver receptori uz šūnas virsmas. Ir divi galvenie ķīmotakszes veidi: pozitīvs un negatīvs.

Pozitīva ķemotaksis ir tāda, kurā kustība tiek virzīta uz stimula avotu, kur koncentrācija ir lielāka. No savas puses ir negatīva ķemotaksis, kurā kustība notiek pretējā virzienā nekā ķīmiskais stimuls. Daudzšūnu organismos ķemotaksis ir ļoti svarīgs normālai ķermeņa attīstībai un funkcionēšanai.

Ķīmiskās reakcijas laikā baktērijas un citi vienšūnu vai daudzšūnu organismi virza savas kustības, reaģējot uz noteiktām ķīmiskām vielām viņu vidē (stimuliem).

Tas ir svarīgs imūnsistēmas mehānisms, lai piesaistītu T limfocītus vietās, kur ir infekcija. Metastāžu laikā šo procesu var mainīt.

Baktēriju ķemotaksis

Baktērijas var pārvietoties, izmantojot dažādus mehānismus, no kuriem visbiežāk sastopama to flagella kustība. Šo kustību veicina ķemotaksis, kas kalpo, lai tās tuvinātu labvēlīgajām vielām (ķīmijre Atraktanti) un attālinātu tās no toksiskajām vielām (ķīmijrepellanti).

Baktērijām, tāpat kā Escherichia coli, ir vairākas flagellas, kuras var rotēt divos veidos:

- Pa labi. Šajā gadījumā katrs flagellum "airi" citā virzienā, izraisot baktēriju apgāšanos.

- Pa kreisi. Šajā gadījumā flagellas ir izlīdzinātas tikai vienā virzienā, izraisot baktēriju peldēšanu taisnā līnijā.

Parasti baktērijas kustība ir šo divu rotācijas fāžu maiņas rezultāts. Ķīmiskās toksicitātes mērķis ir baktērijas, regulējot katras baktērijas biežumu un ilgumu.

Šī kustības virziena modulācija ir ļoti precīzu flagellas rotācijas virziena izmaiņu rezultāts. Tāpēc mehāniski baktēriju ķīmotaksis ir kontrolēt flagellar rotācijas virzienu.

Neitrofilu ķemotaksis

Neitrofili ir imūnsistēmas šūnu tips, kas ir svarīgi aizsardzībā pret infekcijām. Ķermenī neitrofīli migrē uz vietām, kur ir infekcija vai audu ievainojumi.

Šo šūnu migrāciju mediē ķīmotakse, kas darbojas kā pievilkšanās spēks, lai noteiktu neitrofilu pārvietošanās virzienu. Šis process tiek aktivizēts, atbrīvojot specializētos imūnsistēmas proteīnus, ko sauc par interleikīniem, vietās, kur ir audu bojājumi.

No daudzajiem neitrofiliem, kas cirkulē ārpus kaulu smadzenēm, puse atrodas audos, bet puse - asinsvados. No tiem, kas atrodami asinsvados, puse atrodas galvenajā asiņu straumē, kas ātri cirkulē visā ķermenī.

Pārējie asins neitrofīli lēnām pārvietojas pa asinsvadu iekšējām sienām ar raksturīgo amoeboīdo kustību. Saņemot ķemotaktisko signālu, neitrofīli ātri nonāk audos, lai veiktu aizsardzības funkciju.

Darbība ar olbaltumvielām

Neitrofilu ķīmijaksiju mediē proteīni, kas ievietoti plazmas membrānā, kas darbojas kā receptori noteiktām imūnsistēmas molekulām. Receptoru saistīšana ar mērķa molekulām izraisa neitrofilu migrēšanu uz infekcijas vietām.

Ķīmiskās toksikācijas laikā šūnas pārvietojas, reaģējot uz ķīmiskajiem signāliem. Neitrofilu darbība ir tikai viens piemērs tam, kā ķermenis izmanto ķemotaksu, lai reaģētu uz infekciju.

Ķīmija un iekaisums

Iekaisuma laikā baltās asins šūnas (leikocīti) pielīp šūnām asinsvadu iekšienē, no kurienes tās migrē caur endotēlija šūnu slāni un pārvietojas starp audiem uz iekaisuma avotu, kur tās veiks savu saimnieka aizsardzība.

Leikocītu ķemotaksis tiek uzskatīts par būtisku migrācijai no asinīm uz audiem, kur ir iekaisums. Šo iekaisuma reakciju izraisa infekcijas izraisītājs vai alerģiju izraisoša viela.

Iekaisums palielina asins plūsmu un asinsvadu caurlaidību, liekot šūnām un olbaltumvielām izkļūt no asinīm audos. Sakarā ar šo reakciju neitrofīli ir pirmie, kas reaģē uz iekaisumu (papildus šūnām, kas jau atrodas audos, piemēram, makrofāgi un tuklas šūnas).

Ķemotaksis un fagocitoze

Infekcijas laikā ķīmiskie signāli piesaista fagocītus tajās vietās, kur patogēns ir iebrucis ķermenī. Šīs ķīmiskās vielas var nākt no baktērijām vai citiem jau esošiem fagocītiem. Fagocītus stimulē šīs kemo-atraktantu molekulas, un tie pārvietojas ar ķemotaksis.

Fagocīti ir šūnu klase, kurā ietilpst makrofāgi, neitrofīli un eozinofīli, kas spēj norīt (absorbēt) un iznīcināt mikroorganismus, kas ir atbildīgi par iekaisuma reakcijas ierosināšanu.

Neitrofili ir pirmie, kas uzkrājas ap iebrucējiem un ierosina fagocitozes procesu. Tad vietējie makrofāgi - ko sauc arī par profesionāliem fagocītiem - un pārējie fagocīti no asinīm migrē audos un sāk fagocitozi.

Faktori, kas traucē

Svarīgi ir tas, ka dažas baktēriju sugas un to produkti var traucēt ķemotakszes procesu, kavējot fagocītu spēju nokļūt infekcijas vietā.

Piemēram, streptokoku streptolizīns nomāc neitrofilu ķemotaksis pat ļoti zemās koncentrācijās. Ir zināms arī, ka Mycobacterium tuberculosis šūnas kavē leikocītu migrāciju.

Ķīmiskā imunitāte imunoloģijā

Ķīmiskais līdzeklis ir imūnsistēmas pamatprocess, jo tas koordinē šūnu aizsardzībai svarīgo šūnu kustības virzienu. Pateicoties šim mehānismam, neitrofīli var nokļūt vietās, kur ir infekcija vai ievainojums.

Vienlaikus ar iekaisuma reakciju, ķemotaksis ir būtisks citu fagocītu migrācijai, kas nepieciešami toksīnu, patogēnu un šūnu atlieku izvadīšanai. Šī ir daļa no iedzimtas imūno aizsardzības.

Atsauces

1. Adlers, J. (1975). Baktēriju ķīmija. Gada pārskats par bioķīmiju, 44 (1), 341–356.
2. Bekers, E. (1983). Iekaisuma ķimotaktiskie faktori (maijs), 223. – 225.
3. Delfi, P .; Martins, S .; Burtons, D .; Roit, I. (2006). Rīta būtiska imunoloģija (11. izdevums). Malden, MA: Blackwell Publishing.
4. Heinrihs, V., un Lī, C.-Y. (2011). Neskaidra līnija starp ķīmotaktisko pakaļdzīšanos un fagocītu patēriņu: imūnfiziska vienas šūnas perspektīva. Journal of Cell Science, 124 (18), 3041–3051.
5. Mērfijs, K. (2011). Džeinveja imunobioloģija (8. izdevums). Garland zinātne.
6. Nuzzi, PA, Lokuta, MA, & Huttenlocher, A. (2007). Neitrofilu ķīmiskās toksicitātes analīze. Metodes molekulārajā bioloģijā, 370, 23–36.
7. Rot, A. (1992). Leikocītu ķīmotaksis loma iekaisumā. Iekaisuma bioķīmija, 271. – 304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Visu veidu mikroshēmā ātra neitrofilu ķemotaksisa analīze tieši no asiņu piliena. Kanādas veselības pētījumu institūti.