- เคมีของแบคทีเรีย
- นิวโทรฟิล chemotaxis
- การกระทำของโปรตีน
- Chemotaxis และการอักเสบ
- Chemotaxis และ phagocytosis
- ปัจจัยที่รบกวน
- Chemotaxis ในภูมิคุ้มกันวิทยา
- อ้างอิง
chemotaxisเป็นกลไกที่เซลล์ย้ายในการตอบสนองต่อการกระตุ้นทางเคมี สิ่งกระตุ้นอาจเป็นสารที่แพร่กระจายได้ซึ่งตรวจพบโดยตัวรับบนพื้นผิวของเซลล์ chemotaxis มีสองประเภทหลัก: บวกและลบ
chemotaxis เชิงบวกคือการเคลื่อนที่ไปยังแหล่งที่มาของสิ่งกระตุ้นที่ความเข้มข้นมากกว่า ในส่วนของมันเคมีเชิงลบคือการเคลื่อนไหวที่เกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับสิ่งกระตุ้นทางเคมี ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์เคมีมีความสำคัญต่อการพัฒนาและการทำงานของร่างกายตามปกติ
ใน chemotaxis แบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวหรือหลายเซลล์อื่น ๆ สั่งการเคลื่อนไหวเพื่อตอบสนองต่อสารเคมีบางชนิดในสิ่งแวดล้อม (สิ่งเร้า)
เป็นกลไกสำคัญในระบบภูมิคุ้มกันในการดึงดูด T lymphocytes ไปยังที่ที่มีการติดเชื้อ กระบวนการนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในระหว่างการแพร่กระจาย
เคมีของแบคทีเรีย
แบคทีเรียสามารถเคลื่อนที่ผ่านกลไกต่างๆโดยทั่วไปคือการเคลื่อนไหวของแฟลกเจลลา การเคลื่อนไหวนี้ได้รับการไกล่เกลี่ยโดย chemotaxis ซึ่งทำหน้าที่นำพวกมันเข้าใกล้สารที่ดี (chemo-Attraction) และเคลื่อนย้ายพวกมันออกไปจากสารพิษ (สารขับไล่คีโม)
แบคทีเรียเช่น Escherichia coli มีแฟลกเจลลาหลายตัวซึ่งสามารถหมุนได้สองวิธี:
- ไปทางขวา. ในกรณีนี้แฟลเจลลัมแต่ละอัน "พาย" ในทิศทางที่แตกต่างกันทำให้แบคทีเรียพลิกกลับด้าน
- ไปทางซ้าย ในกรณีนี้แฟลกเจลลาจะจัดแนวเพียงทิศทางเดียวทำให้แบคทีเรียว่ายน้ำเป็นเส้นตรง
โดยทั่วไปการเคลื่อนที่ของแบคทีเรียเป็นผลมาจากการสลับการหมุนทั้งสองเฟส Chemotaxis กำหนดเป้าหมายไปที่แบคทีเรียโดยควบคุมความถี่และระยะเวลาของแต่ละตัว
การปรับทิศทางการเคลื่อนที่นี้เป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงทิศทางการหมุนของแฟลกเจลลาอย่างแม่นยำมาก ทางกลไกดังนั้นสาระสำคัญของเคมีบำบัดของแบคทีเรียคือการควบคุมทิศทางของการหมุนของแฟลเจลลาร์
นิวโทรฟิล chemotaxis
นิวโทรฟิลเป็นเซลล์ชนิดหนึ่งของระบบภูมิคุ้มกันที่จำเป็นในการป้องกันการติดเชื้อ ภายในร่างกายนิวโทรฟิลจะอพยพไปยังสถานที่ที่มีการติดเชื้อหรือการบาดเจ็บของเนื้อเยื่อ
การอพยพของเซลล์เหล่านี้เป็นสื่อกลางโดย chemotaxis ซึ่งทำหน้าที่เป็นแรงดึงดูดเพื่อกำหนดทิศทางที่นิวโทรฟิลเคลื่อนที่ กระบวนการนี้เปิดใช้งานโดยการปล่อยโปรตีนพิเศษของระบบภูมิคุ้มกันที่เรียกว่า interleukins ในบริเวณที่มีการทำลายเนื้อเยื่อ
จากนิวโทรฟิลจำนวนมากที่ไหลเวียนอยู่นอกไขกระดูกครึ่งหนึ่งอยู่ในเนื้อเยื่อและอีกครึ่งอยู่ในหลอดเลือด ในจำนวนที่พบในหลอดเลือดครึ่งหนึ่งอยู่ภายในกระแสเลือดหลักที่ไหลเวียนไปทั่วร่างกายอย่างรวดเร็ว
นิวโทรฟิลในเลือดส่วนที่เหลือจะเคลื่อนที่อย่างช้าๆโดยมีลักษณะการเคลื่อนไหวของอะมีบาอิดตามผนังด้านในของหลอดเลือด เมื่อได้รับสัญญาณทางเคมีนิวโทรฟิลจะเข้าสู่เนื้อเยื่ออย่างรวดเร็วเพื่อทำหน้าที่ป้องกัน
การกระทำของโปรตีน
Chemotaxis ในนิวโทรฟิลเป็นสื่อกลางโดยโปรตีนที่แทรกอยู่ในเยื่อหุ้มพลาสมาซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวรับโมเลกุลบางชนิดของระบบภูมิคุ้มกัน การจับตัวรับเข้ากับโมเลกุลเป้าหมายทำให้นิวโทรฟิลย้ายไปยังบริเวณที่ติดเชื้อ
ในระหว่างการทำเคมีเซลล์จะเคลื่อนที่เพื่อตอบสนองต่อสัญญาณทางเคมี การกระทำของนิวโทรฟิลเป็นเพียงตัวอย่างหนึ่งของการที่ร่างกายใช้เคมีในการตอบสนองต่อการติดเชื้อ
Chemotaxis และการอักเสบ
ในระหว่างการอักเสบเซลล์เม็ดเลือดขาว (เม็ดเลือดขาว) จะเกาะติดกับเซลล์ภายในหลอดเลือดจากที่ที่พวกมันอพยพผ่านชั้นเซลล์บุผนังหลอดเลือดและเคลื่อนระหว่างเนื้อเยื่อไปยังแหล่งที่มาของการอักเสบซึ่งพวกมันจะทำหน้าที่ของ การป้องกันโฮสต์
Leukocyte chemotaxis ถือเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอพยพจากเลือดไปยังเนื้อเยื่อที่มีการอักเสบ การตอบสนองต่อการอักเสบนี้เกิดจากสารติดเชื้อหรือสารที่ก่อให้เกิดภูมิแพ้
การอักเสบเพิ่มการไหลเวียนของเลือดและความสามารถในการซึมผ่านของเส้นเลือดทำให้เซลล์และโปรตีนหลบหนีจากเลือดเข้าสู่เนื้อเยื่อ เนื่องจากการตอบสนองนี้นิวโทรฟิลจึงเป็นตัวตอบสนองแรกต่อการอักเสบ (นอกเหนือจากเซลล์ที่อยู่ในเนื้อเยื่อแล้วเช่นมาโครฟาจและมาสต์เซลล์)
Chemotaxis และ phagocytosis
ในระหว่างการติดเชื้อสัญญาณทางเคมีจะดึงดูดฟาโกไซต์ไปยังสถานที่ที่เชื้อโรคบุกเข้าสู่ร่างกาย สารเคมีเหล่านี้อาจมาจากแบคทีเรียหรือฟาโกไซต์อื่น ๆ ที่มีอยู่แล้ว Phagocytes ถูกกระตุ้นโดยโมเลกุลของสารดึงดูดเคมีเหล่านี้และเคลื่อนที่โดย chemotaxis
ฟาโกไซต์เป็นเซลล์ชั้นหนึ่งที่ประกอบด้วยแมคโครฟาจนิวโทรฟิลและอีโอซิโนฟิลซึ่งสามารถกินเข้าไป (เขมือบ) และทำลายจุลินทรีย์ที่ก่อให้เกิดการตอบสนองต่อการอักเสบ
นิวโทรฟิลเป็นกลุ่มแรกที่สะสมอยู่รอบ ๆ สารที่บุกรุกและเริ่มกระบวนการฟาโกไซโตซิส จากนั้นแมคโครฟาจในท้องถิ่นหรือที่เรียกว่าฟาโกไซต์มืออาชีพและฟาโกไซต์ที่เหลือจากเลือดจะย้ายเข้าไปในเนื้อเยื่อและเริ่มต้นฟาโกไซโทซิส
ปัจจัยที่รบกวน
ที่สำคัญแบคทีเรียบางชนิดและผลิตภัณฑ์ของพวกมันสามารถรบกวนกระบวนการทางเคมียับยั้งความสามารถของฟาโกไซต์ในการเดินทางไปยังบริเวณที่ติดเชื้อ
ตัวอย่างเช่นสเตรปโตคอคคัสสเตรปโตลิซินยับยั้งนิวโทรฟิลคีโมทาซิสแม้ในระดับความเข้มข้นต่ำมาก นอกจากนี้เซลล์ Mycobacterium tuberculosis ยังเป็นที่ทราบกันดีว่ายับยั้งการอพยพของเม็ดเลือดขาว
Chemotaxis ในภูมิคุ้มกันวิทยา
Chemotaxis เป็นกระบวนการพื้นฐานสำหรับระบบภูมิคุ้มกันเนื่องจากประสานทิศทางการเคลื่อนไหวของเซลล์ที่สำคัญในการป้องกันสิ่งมีชีวิต ด้วยกลไกนี้นิวโทรฟิลสามารถไปยังสถานที่ที่มีการติดเชื้อหรือบาดเจ็บได้
นอกเหนือจากการตอบสนองต่อการอักเสบแล้ว chemotaxis ยังจำเป็นสำหรับการอพยพของ phagocytes อื่น ๆ ที่จำเป็นในการกำจัดสารพิษเชื้อโรคและเศษเซลล์ นี่เป็นส่วนหนึ่งของการป้องกันภูมิคุ้มกันโดยกำเนิด
อ้างอิง
- แอดเลอร์เจ (2518). Chemotaxis ในแบคทีเรีย การทบทวนชีวเคมีประจำปี, 44 (1), 341–356
- Becker, E. (1983). ปัจจัยทางเคมีของการอักเสบ, (พ.ค. ), 223–225
- เดล, พี.; มาร์ติน, S .; เบอร์ตัน, D .; Roit, I. (2549). ภูมิคุ้มกันวิทยาที่จำเป็นของ Roitt (ฉบับที่ 11) Malden, MA: สำนักพิมพ์ Blackwell
- Heinrich, V. , & Lee, C.-Y. (2011) เส้นเบลอระหว่างการไล่ล่าทางเคมีและการบริโภคฟาโกไซติก: มุมมองของเซลล์เดียวที่มีภูมิคุ้มกันบกพร่อง วารสารเซลล์วิทยา, 124 (18), 3041–3051.
- เมอร์ฟี, K. (2554). ภูมิคุ้มกันวิทยาของ Janeway (8th ed.) การ์แลนด์วิทยาศาสตร์.
- Nuzzi, PA, Lokuta, MA, และ Huttenlocher, A. (2007). การวิเคราะห์ neutrophil chemotaxis Methods in Molecular Biology, 370, 23–36
- โรจน์, อ. (2535). บทบาทของสารเคมีในเม็ดเลือดขาวในการอักเสบ ชีวเคมีของการอักเสบ, 271-304.
- Yang, K. , Wu, J. , Zhu, L. , Liu, Y. , Zhang, M. , & Lin, F. (2017). วิธีออล - บนชิปสำหรับการวิเคราะห์นิวโทรฟิลเคโมแทกซิสอย่างรวดเร็วโดยตรงจากหยดเลือด สถาบันวิจัยสุขภาพของแคนาดา