ХЕМОТАКТИЗЪМ: КАКВО Е, ПРИМЕРИ - БИОЛОГИЯ - 2025

На хемотаксиса е биологичен процес, при който на движение или изместване на някои клетки да бъдат привлечени от хемотаксични агенти (химикали) се появява. Клетките могат да бъдат прокариотни или еукариотични; например бактерии и левкоцити.

Това явление се среща при едноклетъчни и многоклетъчни организми, които имат органи на локомоция, които им позволяват да се движат. Той е изключително важен за всички живи същества. Това се изисква от момента, в който се роди ново същество и е важно то да бъде осъществено през различните фази на ембрионалното и феталното развитие.

Източник: Габриел Боливар

Хемотактицизмът е жизненоважен за осъществяване на нормалните функции на многоклетъчните организми; например хранене и защита на организма.

Бактериалната хемотаксис е открита от Енгелман и Пфефер преди повече от век. Определено е, че тези микроорганизми могат да представят различни видове хемотаксис, в зависимост от това дали стимулът е привличане или отблъскване към химиотактичен агент.

Начинът, по който се проявява химиотактичната реакция или характеристиките на движението варират в зависимост от органите на движение, които организмите притежават.

Какво е хемотактизъм?

Хемотактицизмът е отговор, представен от прокариотични или еукариотни клетки, едноклетъчни или многоклетъчни организми, които са подвижни. Градиентът или разликата в концентрацията на химично вещество влияе върху посоката на неговото движение, тъй като той реагира на този градиент, присъстващ в неговата среда.

Хемотактичните фактори са неорганични или органични вещества. В клетъчната мембрана на организмите има протеини за хемотаксис, които функционират като рецептори, като откриват различните видове химически градиенти на тези вещества.

Движение на бактерии

Бактерията плува по права линия чрез завъртане на жгутиците в посока срещу часовниковата стрелка. На определени интервали се наблюдава промяна в посоката на жлезите; което се проявява в движения на бактериите като скачане или скачане.

По принцип хемотактичните сигнали на средата влияят върху движението на бактериите. Когато бактерията се приближи до атрактант, той плува по права линия за по-дълго време, като от време на време показва скокове; като има предвид, че когато се отдалечи от химически фактор, това прави с повече скокове.

Хемотактицизмът се различава от хемокинезата или хемокинезата по това, че градиентът променя вероятността за движение само в една посока; тоест при хемокинезата химикалът произвежда неориентирано или произволно движение на организма.

Видове

Като се има предвид смисълът или посоката на движението на клетките спрямо атрактантния фактор, е описано наличието на два вида хемотактизъм: положителен и отрицателен.

Положителен химиотактизъм

Движението на организма се осъществява в посока на по-висока концентрация на химичното вещество, намиращо се в неговата среда.

Например: когато бактериите се движат или плуват, привлечени от местата, където има по-голяма концентрация на въглерод под формата на глюкоза.

Този вид химиотактизъм е представен в изображението. Организмът се премества в регионите, където има по-голяма концентрация на полезното за него вещество; докато при отрицателен хемотактизъм се случва обратното: нищо към региона, където концентрацията на вредното вещество е по-ниска.

Отрицателен химиотактизъм

Тя възниква, когато движението на организма се извършва в обратна посока на мястото, където има по-голяма концентрация на дифузионен химикал.

Пример за този тип отрицателен хемотактизъм се случва, когато бактериите могат да се отдалечат от определени вредни за тях химикали. Те се отдръпват, бягат от мястото, където има вещества, като фенол, който е отрова за тях.

В допълнение към описаната хемотаксис има друга класификация на движението, която се генерира в отговор на типа модификация, която се случва в околната среда:

-Ееротаксис, който е движението на клетките към мястото, където има оптимална концентрация на кислород.

-Фетотаксис, или движението на бактерии до места, където има по-голямо количество светлина.

-Таксито. Последното се състои в движението на бактериите до местата, където има акцептори на електрон; например нитратният йон (NO ₃ ^-).

Примери

-Хемотактизъм в бактериалното хранене

Наличието на хемотактичен фактор или химически атрактант, като захар или аминокиселина, се улавя от специфичните рецептори за това вещество, разположени на бактериалната мембрана.

Метилирането и деметилирането на специфични мембранни протеини, медиирани от цикличен гуанозин монофосфат (cGMP) е описано като един от механизмите, които причиняват на бактериите да извършват различни видове хемотаксис.

Атрактантните хемотактични фактори причиняват преходно инхибиране на деметилиране, докато репелентните фактори стимулират деметилирането.

-При оплождане и ембрионално развитие

Хемотактицизмът е отговорен за оплождането. В този случай концентрационният градиент се дължи на прогестерон, освободен от гломерулни клетки (които обграждат zona pellucida на яйцеклетката). Това кара сперматозоидите да пътуват до яйцеклетката във фалопиевата тръба.

По време на различните етапи на ембрионалното развитие и по време на органогенезата клетките мигрират и се организират в отговор на голям брой специфични хемотактични фактори; както и факторите на растеж.

-Хемотактизъм при възпаление

Фактори, произведени от микроорганизми

При възпалителните реакции, произведени в отговор на инфекция, същите микроорганизми, като бактериите, произвеждат химиотактични вещества. Те предизвикват хемотактизъм, бързата миграция или пристигането на полиморфо-ядрени левкоцити до мястото, където се случва инфекцията.

Бактериалните пептиди се инициират с N-формил-метионин, които са химио атрактанти към множество фагоцитни клетки-гостоприемници.

Хемотактичен фактор, генериран от комплемент

Комплементът е набор от серумни протеини, които имат защитна функция в организма и се активират от поредица от протеолитични реакции по последователен или каскаден начин.

Този комплемент може да се активира, когато влезе в контакт с инфекциозни микроорганизми или с комплекси антиген-антитела; сред активните фрагменти, генерирани е C5a.

Основната функция на фрагмента на комплемента С5а е хемотаксис, чрез който той привлича неутрофилни левкоцити и моноцити. Тези клетки чрез диапедеза пресичат съдовия ендотел и достигат до заразената тъкан или лигавица, за да осъществят фагоцитоза или поглъщане на патогени или чужди частици.

Хемотактични фактори, генерирани от клетки

Някои клетки, като моноцити и макрофаги, произвеждат химиотактични вещества, включително левкотриени и различни интерлевкини. В и Т лимфоцитите също отделят хемотактични цитокини, ефектите на които засилват имунните реакции.

-Създаване на хемотактизъм при инфекциозни заболявания

По принцип хемотаксисът е модифициран при пациенти с инфекциозни заболявания като СПИН и бруцелоза.

Хемотактицизмът може да намалее при няколко синдрома, при които фагоцитозата се инхибира. Това може да възникне при възпалителни заболявания като артрит, туморни метастази, отравяне с азбест, наред с други състояния.

Препратки

1. Годишни прегледи. (1975). Хемотаксис при бактерии. Възстановено от: nemenmanlab.org
2. Брукс, Дж.; Butel, J. и Morse S. (2005). Jawetz, Melnick и Adelberg Medical Microbiology. (18-то издание) Мексико: Съвременният наръчник
3. Хемотаксис на сперматозоиди. Хемотаксис на сперматозоид на морски таралеж. Възстановено от: embryology.med.unsw.edu.au
4. Wikipedia. (2018). Хемотаксичност. Възстановено от: en.wikipedia.org
5. Williams & Wilkins (1994). Микробиология Механизми на инфекциозни заболявания. (2-ро изд.) Буенос Айрес: Панамерикана