ХЕМОТАКСИЗМ: ЩО ЦЕ ТАКЕ, ПРИКЛАДИ - БІОЛОГІЯ - 2025

Хемотаксису є біологічний процес , в якому рух або переміщення деяких клітин , щоб привернути до хемотаксису агентам (хімічні речовини) відбуваються. Клітини можуть бути прокаріотичними або еукаріотичними; наприклад, бактерії та лейкоцити.

Це явище зустрічається у одноклітинних та багатоклітинних організмів, які мають органи опору, що дозволяють їм рухатися. Це надзвичайно важливо для всього живого. Це потрібно з моменту зародження нової істоти, і важливо, щоб воно здійснювалося протягом різних фаз ембріонального та внутрішньоутробного розвитку.

Джерело: Габріель Болівар

Хемотаксизм життєво необхідний для виконання нормальних функцій багатоклітинних організмів; наприклад, харчування та захист організму.

Бактеріальний хемотаксис був відкритий Енгельманом та Пфеффером більше століття тому. Було визначено, що ці мікроорганізми можуть представляти різні типи хемотаксису, залежно від того, стимул є притяганням чи відштовхуванням до хіміотаксичного агента.

Спосіб, яким виникає хемотаксична реакція або характеристики руху, змінюються залежно від органів руху, якими володіють організми.

Що таке хемотаксизм?

Хемотаксизм - це реакція, представлена ​​прокаріотичними або еукаріотичними клітинами, одноклітинними або багатоклітинними організмами, які є рухливими. Градієнт або різниця концентрацій хімічної речовини впливає на напрямок її руху, оскільки відповідає на цей градієнт, присутній у його середовищі.

Хемотаксичні фактори - це неорганічні або органічні речовини. У клітинній мембрані організмів є білки хемотаксису, які функціонують як рецептори, виявляючи різні типи хімічних градієнтів цих речовин.

Рух бактерій

Бактерія плаває по прямій лінії, обертаючи джгутики в напрямку проти годинникової стрілки. Через певні проміжки часу відбувається зміна напрямку джгутиків; що виявляється в рухах бактерій, таких як стрибки або стрибки.

Загалом хіміотаксичні сигнали середовища впливають на рух бактерій. Коли бактерія наближається до атрактанту, вона довше плаває прямою лінією, періодично показуючи стрибки; тоді як, коли він відходить від хімічного фактору, він робить це з більшими стрибками.

Хемотаксизм відрізняється від хемокінезу або хемокінезу тим, що градієнт змінює ймовірність руху лише в одному напрямку; тобто в хемокінезі хімічна речовина виробляє неорієнтований або випадковий рух організму.

Типи

Розглядаючи сенс або напрямок руху клітин щодо атрактантного фактора, описується існування двох видів хемотаксизму: позитивного та негативного.

Позитивний хемотаксизм

Рух організму відбувається в бік більшої концентрації хімічної речовини, що знаходиться в його середовищі.

Наприклад: коли бактерії рухаються або плавають, приваблюють до тих місць, де є більша концентрація вуглецю у вигляді глюкози.

Цей вид хіміотактики представлений на зображенні. Організм рухається до регіонів, де більша концентрація корисної для нього речовини; в той час як при негативному хіміотаксизмі відбувається навпаки: нічого в напрямку до регіону, де концентрація шкідливої ​​речовини нижча.

Негативний хіміотаксизм

Він виникає, коли рух організму відбувається в протилежному напрямку від місця, де спостерігається більша концентрація дифузійного хімічного речовини.

Приклад такого типу негативного хіміотаксизму є тоді, коли бактерії можуть відійти від певних шкідливих для них хімічних речовин. Вони виводяться, тікають з того місця, де є речовини, наприклад фенол, який є для них отрутою.

На додаток до описаного хіміотаксису існує ще одна класифікація руху, яка формується у відповідь на тип модифікації, що відбувається в навколишньому середовищі:

-Ееротаксис, який представляє собою рух клітин до місця, де є оптимальна концентрація кисню.

-Фототаксис, або переміщення бактерій до місць, де є більша кількість світла.

-Такси. Останній складається з переміщення бактерій до місць, де є акцептори електронів; наприклад, іон селітри (NO ₃ ^- ).

Приклади

-Хемотактизм в харчуванні бактерій

Наявність хіміотаксичного фактора або хімічного атрактанту, такого як цукор або амінокислота, фіксується специфічними рецепторами для цієї речовини, розташованими на бактеріальній мембрані.

Метилювання та деметилювання специфічних мембранних білків, опосередкованих циклічним гуанозинмонофосфатом (cGMP), було описано як один із механізмів, що змушує бактерії здійснювати різні види хіміотактики.

Атрактантні хіміотактичні фактори викликають тимчасове пригнічення деметилювання, тоді як репелентні фактори стимулюють деметилювання.

-Запліднення та ембріональний розвиток

Хіміотаксизм відповідає за запліднення. У цьому випадку градієнт концентрації обумовлений прогестероном, що виділяється клубочковими клітинами (які оточують зону пелюциди ооцита). Це змушує сперму потрапляти до яйцеклітини в маткову трубу.

Під час різних стадій ембріонального розвитку та під час органогенезу клітини мігрують та організовуються у відповідь на велику кількість специфічних хіміотаксичних факторів; як і фактори росту.

-Хемотактизм при запаленні

Фактори, що виробляються мікроорганізмами

У запальних реакціях, що утворюються у відповідь на інфекцію, ті ж мікроорганізми, як бактерії, виробляють хіміотактичні речовини. Вони індукують хіміотактику, швидку міграцію або надходження поліморфо-ядерних лейкоцитів до місця, де відбувається зараження.

Бактеріальні пептиди ініціюють з N-формил-метіоніном, які є хіміоактантантами до численних фагоцитарних клітин-господарів.

Хемотаксичний фактор, що утворюється комплементом

Комплемент - це набір білків сироватки крові, які мають захисну функцію в організмі і активізуються рядом протеолітичних реакцій послідовно або каскадно.

Цей комплемент можна активувати, коли він контактує з інфекційними мікроорганізмами або з комплексами антиген-антитіло; серед активних фрагментів, що утворюються, є C5a.

Основною функцією фрагмента комплементу С5а є хемотаксис, за допомогою якого він притягує нейтрофільні лейкоцити та моноцити. Ці клітини за допомогою діапедезу перетинають ендотелій судин і потрапляють до зараженої тканини або слизової оболонки, щоб здійснити фагоцитоз або потрапляння патогенів або сторонніх частинок.

Хемотаксичні фактори, що генеруються клітинами

Деякі клітини, такі як моноцити та макрофаги, виробляють хіміотактичні речовини, включаючи лейкотрієни та різні інтерлейкіни. Лімфоцити В і Т також виділяють хіміотактичні цитокіни, ефекти яких посилюють імунні реакції.

-Змінення хіміотактики при інфекційних захворюваннях

Як правило, хемотаксис модифікується у пацієнтів з інфекційними захворюваннями, такими як СНІД та бруцельоз.

Хемотаксизм може зменшитися при декількох синдромах, при яких фагоцитоз гальмується. Це може статися при запальних захворюваннях, таких як артрит, метастази пухлини, отруєння азбестом, серед інших станів.

Список літератури

1. Щорічні огляди. (1975). Хемотаксис у бактерій. Відновлено: nemenmanlab.org
2. Брукс, Г .; Butel, J. and Morse S. (2005). Jawetz, Melnick та Adelberg Medical Microbiology. (18 вид.) Мексика: Сучасний посібник
3. Хемотаксис сперматозоїдів. Хемотаксис сперматозоїдів морського їжака. Відновлено з: embryology.med.unsw.edu.au
4. Вікіпедія. (2018). Хемотаксис. Відновлено з: en.wikipedia.org
5. Williams & Wilkins (1994). Мікробіологія Механізми інфекційних захворювань. (2-е видання.) Буенос-Айрес: Панамерікана