ХЕМОТАКСИЈА: БАКТЕРИЈСКА, У НЕУТРОФИЛИМА, УПАЛА - БИОЛОГИЈА - 2025

Хемотаксу је механизам којим ћелије крећу у одговору на хемијски стимулус. Стимус може бити било која дифузијска супстанца, коју детектирају рецептори на површини ћелије. Постоје две главне врсте хемотаксије: позитивна и негативна.

Позитивна хемотакса је када се кретање усмерава према извору стимулуса где је концентрација већа. Са своје стране, негативна хемотаксија је та у којој се кретање одвија у супротном смеру од хемијског подражаја. У вишећелијским организмима хемотаксис је од виталног значаја за нормалан развој и функционисање тела.

У хемотакси, бактерије и други једноћелијски или вишећелијски организми усмеравају своје покрете као одговор на одређене хемикалије у свом окружењу (стимулисе).

Важан је механизам у имунолошком систему да привуче Т лимфоците на места где постоји инфекција. Овај процес се може изменити током метастаза.

Бактеријска хемотаксија

Бактерије се могу кретати кроз различите механизме, а најчешће је кретање њихових флагела. Овај покрет је посредован хемотаксијом која им помаже да се приближе повољним супстанцама (хемо-привлачни агенси) и да их одмакну од токсичних (хемо-репеланси).

Бактерије, попут Есцхерицхиа цоли, имају неколико флагела које се могу ротирати на два начина:

- Десно. У овом случају сваки флагеллум „весла“ у различитом правцу, узрокујући да се бактерије преврћу.

- Лево. У овом случају су бичеви усмјерени само у једном смјеру, због чега бактерије пливају равно.

Генерално, кретање бактерије је резултат наизменичења ове две фазе ротације. Хемотаксис циља бактерије тако што регулише учесталост и трајање сваке од њих.

Ова модулација правца кретања резултат је врло прецизних промена у смеру ротације флагела. Механички, дакле, суштина бактеријске хемотаксије је контрола правца ротације флагела.

Неутрофилна хемотаксија

Неутрофили су врста ћелија имунолошког система која су неопходна у одбрани од инфекција. Унутар тела, неутрофили прелазе на места где постоји инфекција или повреда ткива.

Миграција ових ћелија посредована је хемотаксисом, која делује као сила привлачења да би се одредило правац кретања неутрофила. Овај процес се активира ослобађањем специјализованих протеина имунолошког система, званих интерлеукини, на местима где има оштећења ткива.

Од многих неутрофила који круже изван коштане сржи, половина се налази у ткивима, а половина у крвним судовима. Од оних које се налазе у крвним судовима, половина се налази у главном току крви који брзо циркулише по телу.

Остатак неутрофила у крви се креће полако, са карактеристичним кретањем амебоида, дуж унутрашњих зидова крвних судова. Након примања хемотактичког сигнала, неутрофили брзо улазе у ткива да би извршили своју одбрамбену функцију.

Протеинско деловање

Хемотаксију у неутрофилима посредују протеини убачени у плазма мембрану, који делују као рецептори за одређене молекуле имуног система. Везивање рецептора на њихове циљне молекуле узрокује миграцију неутрофила на места инфекције.

Током хемотаксије, ћелије се крећу као одговор на хемијске сигнале. Деловање неутрофила само је један пример како тело користи хемотаксију да одговори на инфекцију.

Хемотаксија и упала

За време упале, бела крвна зрнца (леукоцити) лепе се на ћелије унутар крвних судова, одакле мигрирају кроз слој ћелије ендотела и крећу се између ткива до извора упале, где ће деловати као одбрана домаћина.

Хемотаксија леукоцита сматра се кључним за миграцију из крви у ткива у којима постоји упала. Овај упални одговор је изазван инфективним агенсом или супстанцом која изазива алергију.

Упала повећава проток крви и пропусност крвних судова, узрокујући ћелије и протеине да бјеже из крви у ткива. Због овог одговора, неутрофили су први који реагују на упалу (поред ћелија које су већ у ткивима, попут макрофага и мастоцита).

Хемотаксија и фагоцитоза

Током инфекције, хемијски сигнали привлаче фагоците на места где је патоген извршио инвазију на тело. Ове хемикалије могу потицати од бактерија или других фагоцита који су већ присутни. Фагоцити стимулишу ове молекуле хемо-привлака и крећу се хемотаксијом.

Фагоцити су класа ћелија која укључује макрофаге, неутрофиле и еозинофиле, који су способни да гутају (захватају) и уништавају микроорганизме одговорне за изазивање упалног одговора.

Неутрофили се први накупљају око инвазивних агенаса и покрећу процес фагоцитозе. Тада локални макрофаги - који се такође називају професионалним фагоцитима - а остатак фагоцита из крви мигрирају у ткиво и покрећу фагоцитозу.

Фактори који ометају

Важно је да неке врсте бактерија и њихових производа могу да ометају процес хемотаксије, спречавајући способност фагоцита да путују до места инфекције.

На пример, стрептококни стрептолизин сузбија хетротаксију неутрофила, чак и у веома ниским концентрацијама. Такође је познато да ћелије Мицобацтериум туберцулосис инхибирају миграцију леукоцита.

Хемотакси у имунологији

Хемотакси је основни процес имунолошког система, јер координира смер кретања ћелија важних за одбрану организма. Захваљујући овом механизму, неутрофили могу ићи на места где постоји инфекција или повреда.

Упоредо са упалним одговором, хемотаксис је неопходан за миграцију других фагоцита који су неопходни за елиминацију токсина, патогена и ћелијских крхотина. То је део урођене имуне одбране.

Референце

1. Адлер, Ј. (1975). Хемотаксија у бактеријама. Годишњи преглед биохемије, 44 (1), 341–356.
2. Бецкер, Е. (1983). Хемотактички фактори упале (мај), 223–225.
3. Делвес, П .; Мартин, С .; Буртон, Д .; Роит, И. (2006). Роиттова есенцијална имунологија (11. изд.). Малден, МА: Блацквелл Публисхинг.
4. Хеинрицх, В., & Лее, Ц.-И. (2011). Замагљена линија између хемотактичке потјере и потрошње фагоцита: имунофизичка једноћелијска перспектива. Јоурнал оф Целл Сциенце, 124 (18), 3041–3051.
5. Мурпхи, К. (2011). Јаневаи'с Иммунобиологи (8. изд.). Гарланд Сциенце.
6. Нуззи, ПА, Локута, МА и Хуттенлоцхер, А. (2007). Анализа хемотаксије неутрофила. Методе у молекуларној биологији, 370, 23–36.
7. Рот, А. (1992). Улога хемотаксије леукоцита у упали. Биохемија упале, 271-304.
8. Ианг, К., Ву, Ј., Зху, Л., Лиу, И., Зханг, М., & Лин, Ф. (2017). Свеобухватна метода за анализу брзе неутрофилне хемотаксије директно из капи крви. Канадски институти за здравствена истраживања.