Chemotaxis bakteria, dalam neutrofil, dalam keradangan, dalam fagositosis



The chemotaxis ia adalah satu mekanisme di mana sel bergerak sebagai tindak balas kepada rangsangan kimia. Rangsangan boleh menjadi bahan yang dapat difahami, yang dikesan oleh reseptor pada permukaan sel. Terdapat dua jenis utama chemotaxis: positif dan negatif.

Chemotaxis positif adalah di mana pergerakan diarahkan ke arah sumber rangsangan di mana kepekatannya lebih besar. Sebaliknya, kemotaxis negatif adalah di mana pergerakan berlaku dalam arah yang bertentangan dengan rangsangan kimia. Dalam organisma multiselular, chemotaxis adalah penting untuk perkembangan dan fungsi normal badan.

Dalam chemotaxis, bakteria dan organisme uniselular atau multiselular lain mengarahkan pergerakan mereka sebagai tindak balas terhadap bahan kimia tertentu dalam persekitaran mereka (rangsangan). 

Ini adalah mekanisme penting dalam sistem imun untuk menarik limfosit T ke tempat di mana terdapat jangkitan. Proses ini boleh diubah semasa metastasis.

Indeks

  • 1 Chemotaxis bakteria
  • 2 Chemotaxis dalam neutrofil
    • 2.1 Tindakan protein
  • 3 Chemotaxis dan keradangan
  • 4 Chemotaxis dan phagocytosis
    • 4.1 Faktor yang mengganggu
  • 5 Chemotaxis dalam imunologi
  • 6 Rujukan

Chemotaxis bakteria

Bakteria boleh bergerak melalui pelbagai mekanisme, yang paling umum adalah pergerakan flagella mereka. gerakan ini diselesaikan chemotaxis digunakan untuk membawa mereka lebih dekat dengan bahan-bahan yang menggalakkan (kimo-attractants) dan mengeluarkan mereka dari toksik (kimo-bahan pencegah).

Bakteria, seperti Escherichia coli, Mereka mempunyai beberapa flagella yang boleh berputar dalam dua cara:

- Ke kanan Dalam kes ini masing-masing "baris" flagellum dalam arah yang berbeza, menyebabkan bakteria bertukar.

- Di sebelah kiri Dalam kes ini flagella diselaraskan dalam satu arah, menyebabkan bakteria berenang dalam garis lurus.

Secara umumnya, pergerakan bakteria adalah hasil daripada penggantian kedua-dua fasa putaran ini. Chemotaxis mengarahkan bakteria mengawal kekerapan dan tempoh masing-masing.

Modulasi arah pergerakan ini adalah hasil perubahan yang sangat tepat dalam arah rotasi flagella. Oleh itu, secara mekanik, intipati kemotaxis bakteria adalah untuk mengawal arah putaran flagellar.

Chemotaxis dalam neutrofil

Neutrophils adalah sejenis sel-sel sistem imun yang penting dalam pertahanan terhadap jangkitan. Di dalam badan, neutrofil berpindah ke tempat di mana terdapat jangkitan atau kecederaan tisu.

Penghijrahan sel-sel ini diasingkan oleh chemotaxis, yang bertindak sebagai daya yang menarik untuk menentukan arah di mana neutrofil bergerak. Proses ini dicetuskan oleh pelepasan khusus protein sistem imun, yang dipanggil interleukin, di tempat-tempat di mana terdapat kerosakan tisu.

Daripada banyak neutrofil yang beredar di luar sum-sum tulang, separuh berada di dalam tisu dan separuh lagi di dalam saluran darah. Daripada mereka yang terdapat di dalam saluran darah, separuh berada dalam arus utama darah yang beredar dengan cepat ke seluruh tubuh.

Selebihnya neutrofil darah bergerak dengan perlahan, dengan pergerakan amyeboid ciri mereka, di sepanjang dinding dalaman salur darah. Apabila menerima isyarat chemotactic, neutrofil memasuki tisu cepat untuk melaksanakan fungsi pertahanan mereka.

Tindakan protein

Chemotaxis dalam neutrofil diintegrasikan oleh protein yang dimasukkan ke dalam membran plasma, yang berfungsi sebagai reseptor molekul tertentu sistem imun. Mengikat reseptor ke molekul sasarannya menyebabkan neutrofil akan berpindah ke tempat-tempat jangkitan.

Semasa chemotaxis, sel-sel bergerak sebagai tindak balas kepada isyarat kimia. Tindakan neutrophils hanyalah satu contoh bagaimana tubuh menggunakan chemotaxis untuk bertindak balas kepada jangkitan.

Chemotaxis dan keradangan

Semasa keradangan, sel-sel darah putih (leukosit) mematuhi sel-sel dalam saluran darah, dari mana mereka berhijrah melalui lapisan sel endothelial dan bergerak antara tisu ke arah punca keradangan, yang memenuhi fungsi mereka pertahanan tuan rumah.

Chemotaxis leukosit dianggap penting untuk penghijrahan dari darah ke tisu di mana terdapat keradangan. Tindak balas keradangan ini disebabkan oleh agen berjangkit atau bahan yang menyebabkan alergi.

Keradangan meningkatkan aliran darah dan kebolehtelapan saluran darah, yang menyebabkan sel dan protein melarikan diri dari darah ke tisu. Oleh sebab tindak balas ini, neutrofil adalah yang pertama untuk bertindak balas terhadap keradangan (sebagai tambahan kepada sel-sel yang sudah ada dalam tisu, seperti makrofaj dan sel mast).

Chemotaxis dan phagocytosis

Semasa jangkitan, isyarat kimia menarik fagosit ke tempat di mana patogen telah menyerang badan. Bahan kimia ini boleh berasal dari bakteria atau fagosit lain yang sudah ada. Phagocytes dirangsang oleh molekul chemo-attractant dan bergerak oleh chemotaxis.

Phagocytes adalah kelas sel-sel termasuk makrofaj, neutrofil dan eosinofil, yang mampu untuk menelan (menelan) dan membunuh mikroorganisma bertanggungjawab untuk mendorong tindak balas keradangan.

Yang pertama untuk mengumpulkan sekitar agen yang menyerang dan memulakan proses fagositosis adalah neutrofil. Kemudian makrofag tempatan - juga dikenali sebagai fagosit profesional - berhijrah dan selebihnya dari fagosit dari darah ke tisu dan memulakan fagositosis.

Faktor yang mengganggu

Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa sesetengah spesies bakteria dan produk mereka boleh mengganggu proses chemotaxis, menghalang keupayaan fagosit untuk melakukan perjalanan ke tapak jangkitan.

Sebagai contoh, streptokokus streptokokus menekan chemotaxis neutrofil, walaupun pada kepekatan yang sangat rendah. Juga, diketahui bahawa sel-sel Mycobacterium tuberculosis menghalang penghijrahan leukosit.

Chemotaxis dalam imunologi

Chemotaxis adalah proses asas sistem imun kerana ia menyelaraskan arah pergerakan sel-sel penting dalam pertahanan organisma. Terima kasih kepada neutrofil ini boleh pergi ke tempat di mana terdapat jangkitan atau kecederaan.

Bersama dengan tindak balas keradangan, chemotaxis adalah penting untuk penghijrahan fagosit lain yang diperlukan untuk menghilangkan toksin, patogen dan serpihan sel. Bahagian di atas adalah sebahagian daripada pertahanan imun semula jadi.

Rujukan

  1. Adler, J. (1975). Chemotaxis dalam bakteria. Kajian Tahunan Biokimia, 44(1), 341-356.
  2. Becker, E. (1983). Faktor keradangan chemotactic, (Mei), 223-225.
  3. Delves, P.; Martin, S; Burton, D.; Roit, I. (2006). Imunologi Essential Roitt(Edisi ke-11). Malden, MA: Penerbitan Blackwell.
  4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Barisan kabur antara mengejar chemotactic dan phagocytic: perspektif sel tunggal imunofisis. Jurnal Sains Sel, 124(18), 3041-3051.
  5. Murphy, K. (2011). Immunobiology Janeway (Ed ed.). Sains Garland.
  6. Nuzzi, P.A., Lokuta, M.A., & Huttenlocher, A. (2007). Analisis chemotaxis neutrophil. Kaedah dalam Biologi Molekul, 370, 23-36.
  7. Rot, A. (1992). Peranan kimotaxis leukosit dalam keradangan. Biokimia Keradangan, 271-304.
  8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Kaedah All-on-Chip untuk Analisis Rapid Neutrophil Chemotaxis Secara Langsung dari Titik Darah. Institut Penyelidikan Kesihatan Kanada.