כימוטקסיס: חיידק, בנויטרופילים, בדלקת - ביולוגיה - 2025

Chemotaxis הוא מנגנון שבאמצעותו תאים לנוע בתגובה לגירוי כימי. הגירוי יכול להיות כל חומר מפוזר, שמתגלה על ידי קולטנים על פני התא. ישנם שני סוגים עיקריים של כימוטקסיס: חיובי ושלילי.

כימוטקסיס חיובי הוא בו התנועה מכוונת למקור הגירוי בו הריכוז גדול יותר. מצידו, כימוטקסיס שלילי הוא בו התנועה מתרחשת בכיוון ההפוך לגירוי הכימי. באורגניזמים רב-תאיים הכימוטקסיס חיוני להתפתחות ותפקוד הגוף התקין.

בכימוטקסיס, חיידקים ואורגניזמים חד-תאיים או רב-תאיים אחרים מכוונים את תנועותיהם בתגובה לכימיקלים מסוימים בסביבתם (גירויים).

זהו מנגנון חשוב במערכת החיסון למשוך לימפוציטים מסוג T למקומות בהם יש זיהום. ניתן לשנות תהליך זה במהלך גרורות.

כימוטקסיס חיידקי

חיידקים יכולים לנוע במגוון מנגנונים, כאשר הנפוצה ביותר היא תנועת ה flagella שלהם. תנועה זו מתווכת על ידי כימוטקסיס המשמש לקרב אותם לחומרים חיוביים (מושכים כימיים) ולהרחיקם מחומרים רעילים (דוחי כימיה).

לחיידקים, כמו Escherichia coli, יש כמה דגלים שיכולים להסתובב בשני אופנים:

- לימין. במקרה זה כל סמל "משוט" בכיוון אחר וגורם לחיידקים להתהפך.

- לכיוון שמאל. במקרה זה, הסרגלים מיושרים בכיוון אחד בלבד, וגורמים לחיידקים לשחות בקו ישר.

באופן כללי, תנועתו של חיידק היא תוצאה של החלפת שני שלבי הסיבוב הללו. כימוטקסיס מכוון לחיידקים על ידי ויסות התדירות והמשך של כל אחד מהם.

אפנון זה של כיוון התנועה הוא תוצאה של שינויים מדויקים מאוד בכיוון הסיבוב של הספללה. מכנית, אפוא, מהות הכימוטקסיס החיידקי היא שליטה על כיוון סיבוב הדגל.

כימוטקסיס נויטרופיל

נויטרופילים הם סוג של תאים של מערכת החיסון החיוניים להגנה מפני זיהומים. בתוך הגוף נייטרופילים נודדים למקומות בהם יש זיהום או פגיעה ברקמות.

נדידת תאים אלה מתווכת על ידי כימוטקסיס, המשמש ככוח המשיכה לקביעת הכיוון אליו נעים נויטרופילים. תהליך זה מופעל על ידי שחרור חלבונים מיוחדים של מערכת החיסון, הנקראים אינטרלוקינים, באתרים בהם יש נזק לרקמות.

מבין הנויטרופילים הרבים המסתובבים מחוץ למח העצם, מחציתם נמצאים ברקמות ומחציתם בכלי הדם. מבין אלה שנמצאים בכלי הדם, מחציתם נמצאים בזרם הדם העיקרי שמסתובב במהירות בגוף.

שאר נויטרופילי הדם נעים באטיות, בתנועתם האמבודית האופיינית, לאורך הקירות הפנימיים של כלי הדם. עם קבלת איתות כימוטקטי, הנויטרופילים נכנסים במהירות לרקמות כדי לבצע את תפקוד ההגנה שלהם.

פעולת חלבון

כימוטקסיס בנויטרופילים מתווך על ידי חלבונים המוחדרים בקרום הפלזמה, המתפקדים כקולטנים למולקולות מסוימות במערכת החיסון. כריכת קולטנים למולקולות היעד שלהם גורמת לנויטרופילים לנדוד לאתרי ההדבקה.

במהלך כימוטקסיס, התאים נעים בתגובה לאותות כימיים. פעולת הנויטרופילים היא רק דוגמא אחת לאופן בו הגוף משתמש בכימוטקסיס כדי להגיב לזיהום.

כימוטקסיס ודלקת

במהלך הדלקת, תאי דם לבנים (לויקוציטים) נדבקים לתאים בתוך כלי הדם, משם הם נודדים דרך שכבת תאי האנדותל ועוברים בין רקמות למקור הדלקת, שם הם ישמשו כ הגנה מארחת.

כימוטקסיס לאוקוציט נחשב חיוני להגירה מהדם לרקמות בהן יש דלקת. תגובה דלקתית זו נגרמת על ידי גורם זיהומי או חומר הגורם לאלרגיה.

דלקת מגבירה את זרימת הדם ואת חדירות כלי הדם, וגורמת לתאים וחלבונים לברוח מהדם לרקמות. בשל תגובה זו הנויטרופילים הם הראשונים להגיב לדלקת (בנוסף לתאים שכבר נמצאים ברקמות, כמו מקרופאגים ותאי תורן).

כימוטקסיס ופגוציטוזיס

במהלך זיהום, אותות כימיים מושכים פגוציטים למקומות בהם הפתוגן פלש לגוף. כימיקלים אלה יכולים להגיע מחיידקים או מפגוציטים אחרים שכבר קיימים. הפגוציטים מגולמים על ידי מולקולות כימיות מושכות אלו ונעות באמצעות כימוטקסיס.

פגוציטים הם סוג של תאים הכוללים מקרופאגים, נויטרופילים ואאוזינופילים, המסוגלים לבלוע (לגלוש) ולהשמיד את המיקרואורגניזמים האחראים להשראת התגובה הדלקתית.

נויטרופילים הם הראשונים שהצטברו סביב גורמים פולשים ויזמים את תהליך הפגוציטוזיס. ואז המקרופאגים המקומיים - המכונים גם פגוציטים מקצועיים - ושאר הפגוציטים מהדם נודדים לרקמה ויוזמים פגוציטוזיס.

גורמים שמפריעים

חשוב לציין שמינים מסוימים של חיידקים ומוצריהם יכולים להפריע לתהליך הכימוטקסיס, ולבלום את יכולתם של פגוציטים לנסוע לאתר ההדבקה.

לדוגמא, סטרפטוקוקלי סטרפטוליסין מדכא כימוטקס נויטרופילי, אפילו בריכוזים נמוכים מאוד. כמו כן, ידוע כי תאי Mycobacterium tuberculosis מעכבים את הגירת הלוקוציטים.

כימוטקסיס באימונולוגיה

כימוטקסיס הוא תהליך בסיסי למערכת החיסון מכיוון שהוא מתאם את כיוון תנועות התאים החשובים להגנת האורגניזם. בזכות מנגנון זה, נויטרופילים יכולים להגיע למקומות בהם יש זיהום או פציעה.

יחד עם התגובה הדלקתית, כימוטקסיס חיוני לנדידת פגוציטים אחרים הנחוצים למיגור רעלים, פתוגנים ופסולת תאית. זהו חלק מההגנה החיסונית המולדת.

הפניות

1. אדלר, ג '(1975). כימוטקסיס בחיידקים. סקירה שנתית של ביוכימיה, 44 (1), 341–356.
2. בקר, א '(1983). גורמים כימוטקטיים של דלקת, (מאי), 223-225.
3. Delves, P .; מרטין, ס .; ברטון, ד .; רויט, אני (2006). אימונולוגיה חיונית של רויט (מהדורה 11). Malden, MA: הוצאת Blackwell.
4. היינריך, ו., ולי, C.-Y. (2011). קו מטושטש בין מרדף כימוטקטי לצריכה פגוציטית: נקודת מבט חד-תאית. Journal of Cell Science, 124 (18), 3041–3051.
5. מרפי, ק '(2011). האימונוביולוגיה של ג'ייוויי (מהדורה 8). גרלנד מדע.
6. Nuzzi, PA, Lokuta, MA, & Huttenlocher, A. (2007). ניתוח כימוטקסיס נויטרופילי. שיטות בביולוגיה מולקולרית, 370, 23–36.
7. רוט, א '(1992). תפקיד הכימוטקסיס לויקוציטים בדלקת. ביוכימיה של דלקת, 271-304.
8. יאנג, ק., וו, ג'., ג'ו, ל., ליו, י., ג'אנג, מ., ולין, פ. (2017). שיטה הכוללת על השבב לניתוח כימוטקסיס נויטרופיל מהיר ישירות מטיפת דם. מכוני קנדה לחקר הבריאות.