Chemotaksja

Przez Chemotaksja wpływa na kierunek ruchu komórek i istot żywych. Chemotaksja opiera się na gradiencie stężeń substancji, które można przedstawić za pomocą gradientu stężeń substancji.

Co to jest chemotaksja?

Pod pojęciem chemotaksji rozumie się wpływanie na lokomocję żywych istot i komórek. Można wyróżnić pozytywną i negatywną chemotaksję. Chemotaksja jest jedną z najważniejszych i podstawowych odpowiedzi fizjologicznych komórek.

W przypadku pozytywnej chemotaksji organizm przyciąga określone substancje przekaźnikowe. Z drugiej strony, w przypadku negatywnej chemotaksji występuje odrzucenie. Substancje, które powodują pozytywną chemotaksję, nazywane są atraktantami. Natomiast substancje, które powodują negatywną chemotaksję, są repelentami. Na przykład bakterie chemotaktyczne reagują pozytywnie na cukier, tlen i glukozę, a bakterie chemotaktyczne negatywnie na toksyny komórkowe. Chemotaksja odgrywa również ważną rolę w obronie immunologicznej.

Funkcja i zadanie

Kiedy w organizmie występuje stan zapalny, powstają i uwalniane są różne substancje przekaźnikowe. Są one również znane jako chemokiny. Przyciągają komórki układu odpornościowego do miejsca odpowiedzi zapalnej. Różne grupy substancji mogą działać jako chemokiny. Należą do nich składniki układu dopełniacza, cytokiny, składniki błony komórkowej bakterii i leukotrieny.

Niektóre białe krwinki (granulocyty i makrofagi) zawierają receptory specjalnie zaprojektowane dla substancji aktywnych chemotaktycznie. Kiedy chemokina dociera do tych receptorów, komórki odpornościowe mogą rozwinąć tak zwane pseudopodia. Pseudopodia to cienkie procesy komórkowe, które umożliwiają komórce aktywne przemieszczanie się ameboidów.

Pozwala to komórkom odpornościowym zbliżyć się do lokalizacji wraz ze wzrostem stężenia chemokin. W ten sposób komórki mogą szybko dotrzeć do miejsca zapalenia z bardziej odległych części ciała.

I odwrotnie, istnieje również negatywna chemotaksja, w której komórki układu odpornościowego są usuwane z miejsca procesu patologicznego. W ten sposób można uniknąć ewentualnych nadmiernych reakcji.

Chemotaksja odgrywa również ważną rolę we wczesnych fazach rozwoju embrionalnego (embriogeneza). Rozwój embrionalny to faza od zapłodnienia komórki jajowej do zaniku narządu. Podczas embriogenezy, trzy liścienie są kontrolowane przez pewien gradient stężeń różnych substancji przekaźnikowych i przenoszone we właściwe miejsce.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby i dolegliwości

Ale chemotaksja ma nie tylko pozytywny wpływ na organizm. Komórki rakowe również wykorzystują ten proces. Używają chemotaksji, aby dotrzeć do naczyń krwionośnych. Kiedy dotrą do naczynia krwionośnego, mogą w nim wrastać i rozprowadzać swoje komórki w organizmie poprzez krwiobieg. Ten proces oparty na chemotaksji jest znany jako przerzuty.

Wiele infekcji i stanów zapalnych jest również opartych na chemotaksji. Istnieje kilka chorób, w których upośledzona chemotaksja jest głównym czynnikiem sprawczym. Przykładem takiej choroby jest zespół Chediaka-Higashiego. Zespół ten jest rzadką chorobą dziedziczną, która negatywnie wpływa na normalną migrację komórek. W rezultacie rozwijają się nawracające ropne infekcje dróg oddechowych i skóry.

Inną chorobą o zmniejszonej chemotaksji jest zespół Kartagenera. Ta choroba jest również wrodzona. Przyczyną choroby jest brakująca podjednostka dyneiny białka motorycznego. Jest to odpowiedzialne za chemotaksję mikrotubul w komórkach. Rzęski nabłonka narządów oddechowych są uszkadzane przez brak ruchomości mikrotubul. Utrudnia to transport śluzu, a narządy oddechowe nie mogą być odpowiednio oczyszczone. Prowadzi to do przewlekłego zapalenia dróg oddechowych.

Przyczyną tych dwóch chorób jest chemotaksja. Jednak w wielu innych chorobach odgrywa ważną rolę w przebiegu choroby. Podczas gdy chemotaksja jest zwiększona w zapaleniu, choroby zakaźne AIDS i bruceloza idą w parze ze zmniejszoną chemotaksją. Bruceloza jest chorobą zakaźną wywoływaną przez tlenową bakterię pręcików Brucella. W chorobach takich jak arterioskleroza czy zapalenie stawów na chemotaksję negatywnie wpływają procesy patologiczne.

Zapalenie przyzębia, łuszczyca i guzy przerzutowe są również związane ze zwiększoną chemotaksją. W przeciwieństwie do tego, chemotaksja jest raczej zmniejszona w stwardnieniu rozsianym. Stwardnienie rozsiane jest przewlekłą chorobą zapalną układu nerwowego. Jest to choroba autoimmunologiczna, w której organizm atakuje osłonki mielinowe komórek nerwowych. Powoduje to uszkodzenie warstwy mieliny. Towarzyszą temu objawy, takie jak paraliż lub nieprawidłowe odczucia.

Choroba Hodgkina również wykazuje zmniejszoną chemotaksję. Choroba Hodgkina jest złośliwą chorobą układu limfatycznego, która objawia się bezbolesnym obrzękiem węzłów chłonnych i charakteryzuje się obecnością komórek Sternberga-Reeda.

Zmniejszoną chemotaksję można również wykazać w przypadku niepłodności męskiej. Jednak nie było jeszcze możliwe jednoznaczne wyjaśnienie, dlaczego występuje tutaj zmniejszona chemotaksja.

Chemotaksja jest również upośledzona przez odurzenie i odurzenie. Zatrucia azbestem i benzopirenem prowadzą do zwiększonej chemotaksji. Benzpiren znajduje się w spalinach samochodowych i przemysłowych. Benzpyren powstaje również podczas palenia papierosów. Azbestoza rozwija się w wyniku wdychania pyłu azbestowego. Zwłóknienie płuc występuje najpierw, a później, w większości przypadków, rak płuc.

Z drugiej strony zatrucie ozonem wiąże się ze zmniejszeniem chemotaksji. Ozon działa utleniająco i drażni drogi oddechowe u ludzi i prowadzi do silnych skroniowych bólów głowy. Występuje również zwiększona chemotaksja w przypadku zatrucia solami chromu i rtęci.