Bacteriële chemotaxis, in neutrofielen, bij ontsteking, bij fagocytose

de chemotaxis het is een mechanisme waardoor cellen bewegen als reactie op een chemische stimulus. De stimulus kan elke diffundeerbare substantie zijn, die wordt gedetecteerd door receptoren op het oppervlak van de cel. Er zijn twee hoofdtypen chemotaxis: positief en negatief.

Positieve chemotaxis is waar de beweging is gericht op de bron van de stimulus waar de concentratie groter is. Aan de andere kant is negatieve chemotaxis waar de beweging plaatsvindt in de tegenovergestelde richting van de chemische stimulus. In meercellige organismen is chemotaxis van vitaal belang voor de ontwikkeling en normale functie van het lichaam.

Bij chemotaxis richten bacteriën en andere eencellige of multicellulaire organismen hun bewegingen in reactie op bepaalde chemicaliën in hun omgeving (stimuli). 

Het is een belangrijk mechanisme in het immuunsysteem om T-lymfocyten naar plaatsen te brengen waar een infectie is. Dit proces kan tijdens de metastase worden gewijzigd.

index

• 1 Bacteriële chemotaxis
• 2 Chemotaxis in neutrofielen
  • 2.1 Actie van eiwitten
• 3 Chemotaxis en ontsteking
• 4 Chemotaxis en fagocytose
  • 4.1 Factoren die interfereren
• 5 Chemotaxis in immunologie
• 6 Referenties

Bacteriële chemotaxis

Bacteriën kunnen zich verplaatsen door verschillende mechanismen, waarvan de meest voorkomende de beweging van hun flagellen zijn. Deze beweging wordt gemedieerd door de chemotaxis die hen dichter bij de gunstige stoffen (chemo-attractanten) brengt en hen van de toxische (chemo-repellents) verwijdert.

De bacteriën, zoals Escherichia coli, Ze hebben verschillende flagellen die op twee manieren kunnen roteren:

- Naar rechts In dit geval "flappert" elke flagellum in een andere richting, waardoor de bacterie omdraait.

- Naar links In dit geval worden de flagella in een enkele richting uitgelijnd, waardoor de bacteriën in een rechte lijn zwemmen.

Over het algemeen is de beweging van een bacterie het resultaat van het afwisselend deze twee fasen van rotatie. Chemotaxis richt de bacterie die de frequentie en de duur van elke bacterie regelt.

Deze modulatie van de bewegingsrichting is het resultaat van zeer precieze veranderingen in de draairichting van de flagellen. Daarom is mechanisch de essentie van bacteriële chemotaxis om de richting van de flagellaire rotatie te regelen.

Chemotaxis in neutrofielen

Neutrofielen zijn een type cellen van het immuunsysteem die fundamenteel zijn in de afweer tegen infecties. In het lichaam migreren neutrofielen naar plaatsen waar een infectie of weefselbeschadiging optreedt.

De migratie van deze cellen wordt gemedieerd door chemotaxis, die werkt als de aantrekkende kracht om de richting te bepalen waarin neutrofielen bewegen. Dit proces wordt geactiveerd door de afgifte van gespecialiseerde eiwitten van het immuunsysteem, interleukines genaamd, op plaatsen waar weefselbeschadiging optreedt.

Van de vele neutrofielen die buiten het beenmerg circuleren, bevindt de helft zich in de weefsels en de andere helft in de bloedvaten. Van die die in bloedvaten worden gevonden, bevindt de helft zich binnen de heersende stroming van bloed dat snel door het lichaam doorgeeft.

De overige neutrofielen van het bloed bewegen zich langzaam, met hun karakteristieke amoebolde beweging, langs de binnenwanden van de bloedvaten. Bij ontvangst van een chemotactisch signaal komen neutrofielen snel in weefsels om hun verdedigingsfunctie uit te voeren.

Actie van eiwitten

Chemotaxis in neutrofielen wordt gemedieerd door eiwitten die zijn ingebracht in het plasmamembraan, die functioneren als receptoren van bepaalde moleculen van het immuunsysteem. De binding van de receptoren aan hun doelmoleculen zorgt ervoor dat de neutrofielen migreren naar de plaatsen van infectie.

Tijdens chemotaxis bewegen de cellen als reactie op chemische signalen. De werking van neutrofielen is slechts een voorbeeld van hoe het lichaam chemotaxis gebruikt om op een infectie te reageren.

Chemotaxis en ontsteking

Tijdens ontsteking hechten witte bloedcellen (leukocyten) zich aan de cellen in de bloedvaten, vanwaar ze migreren door de laag endotheelcellen en zich tussen de weefsels verplaatsen naar de bron van ontsteking, waar ze hun functie van host verdediging.

De chemotaxis van leukocyten wordt beschouwd als essentieel voor migratie van het bloed naar weefsels waar sprake is van ontsteking. Deze ontstekingsreactie wordt veroorzaakt door een infectieus agens of een stof die allergieën veroorzaakt.

Ontsteking verhoogt de bloedstroom en de permeabiliteit van bloedvaten, waardoor cellen en eiwitten uit het bloed naar de weefsels kunnen ontsnappen. Vanwege deze reactie zijn neutrofielen de eersten die reageren op ontstekingen (naast cellen die zich al in weefsels bevinden, zoals macrofagen en mestcellen).

Chemotaxis en fagocytose

Tijdens een infectie trekken chemische signalen fagocyten aan naar plaatsen waar de ziekteverwekker het lichaam is binnengedrongen. Deze chemicaliën kunnen afkomstig zijn van bacteriën of andere reeds aanwezige fagocyten. Fagocyten worden gestimuleerd door deze chemo-aantrekkende moleculen en bewegen door chemotaxis.

Fagocyten zijn een klasse cellen die macrofagen, neutrofielen en eosinofielen omvat, die in staat zijn de micro-organismen die verantwoordelijk zijn voor het induceren van de ontstekingsreactie in te nemen (slikken) en deze te vernietigen..

De eerste die zich ophopen rond de binnenvallende stoffen en het proces van fagocytose initiëren zijn neutrofielen. Vervolgens migreren lokale macrofagen - ook professionele fagocyten genoemd - en de rest van de fagocyten van het bloed naar het weefsel en initiëren fagocytose.

Factoren die interfereren

Het is belangrijk op te merken dat sommige soorten bacteriën en hun producten kunnen interfereren met het chemotaxis-proces, waardoor het vermogen van fagocyten om naar de infectieplaats te reizen, wordt belemmerd.

Streptokokken streptokok bijvoorbeeld onderdrukt de chemotaxis van neutrofielen, zelfs bij zeer lage concentraties. Ook is het bekend dat de cellen van Mycobacterium tuberculosis remmen de migratie van leukocyten.

Chemotaxis in immunologie

Chemotaxis is een fundamenteel proces voor het immuunsysteem omdat het de richting van de bewegingen van belangrijke cellen in de verdediging van het organisme coördineert. Dankzij dit mechanisme kunnen neutrofielen terechtkomen op plaatsen waar sprake is van een infectie of letsel.

Naast de ontstekingsreactie is chemotaxis essentieel voor de migratie van andere fagocyten die nodig zijn om toxines, ziekteverwekkers en celresten te elimineren. Het bovenstaande is onderdeel van de aangeboren immuunafweer.

referenties

1. Adler, J. (1975). Chemotaxis in bacteriën. Jaaroverzicht van de biochemie, 44(1), 341-356.
2. Becker, E. (1983). Chemotactische factoren van ontsteking, (mei), 223-225.
3. Delves, P.; Martin, S .; Burton, D.; Roit, I. (2006). Roitt's Essential Immunology(11de ed.). Malden, MA: Blackwell Publishing.
4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Wazige lijn tussen chemotactische achtervolging en fagocytic: een immunofysisch single-cell perspectief. Journal of Cell Science, 124(18), 3041-3051.
5. Murphy, K. (2011). Janeway's Immunobiology (8e druk). Garland Science.
6. Nuzzi, P.A., Lokuta, M.A., & Huttenlocher, A. (2007). Analyse van neutrofielchemotaxis. Methoden in de moleculaire biologie, 370, 23-36.
7. Rot, A. (1992). De rol van leukocytenchemotaxis bij ontstekingen. Biochemie van ontsteking, 271-304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Een All-on-chip-methode voor Rapid Neutrophil Chemotaxis-analyse rechtstreeks uit een druppel bloed. Canadese instituten voor gezondheidsonderzoek.