CHEMOTACTICISME: WAT HET IS, VOORBEELDEN - BIOLOGIE - 2026

De chemotaxis is een biologisch proces waarbij de beweging of verplaatsing van sommige cellen plaatsvindt die worden aangetrokken door de chemotactische middelen (chemicaliën). De cellen kunnen prokaryoot of eukaryoot zijn; bijvoorbeeld bacteriën en leukocyten.

Dit fenomeen doet zich voor bij eencellige en meercellige organismen, die voortbewegingsorganen hebben waardoor ze kunnen bewegen. Het is buitengewoon belangrijk voor alle levende wezens. Het is vereist vanaf het moment dat een nieuw wezen wordt verwekt, en het is belangrijk dat het wordt uitgevoerd tijdens de verschillende fasen van de embryonale en foetale ontwikkeling.

Bron: Gabriel Bolívar

Chemotacticisme is essentieel om de normale functies van meercellige organismen uit te voeren; bijvoorbeeld voeding en verdediging van het lichaam.

Bacteriële chemotaxis werd meer dan een eeuw geleden ontdekt door Engelmann en Pfeffer. Er werd vastgesteld dat deze micro-organismen verschillende soorten chemotaxis kunnen presenteren, afhankelijk van of de stimulus aantrekking of afstoting is naar een chemotactisch middel.

De manier waarop de chemotactische respons optreedt of de kenmerken van de beweging variëren afhankelijk van de voortbewegingsorganen die de organismen bezitten.

Wat is chemotacticisme?

Chemotacticisme is een reactie die wordt gepresenteerd door prokaryote of eukaryote cellen, eencellige of meercellige organismen die mobiel zijn. De gradiënt of het verschil in concentratie van een chemische stof beïnvloedt de richting van zijn beweging, aangezien deze reageert op deze gradiënt die in zijn omgeving aanwezig is.

Chemotactische factoren zijn anorganische of organische stoffen. In het celmembraan van organismen bevinden zich chemotaxis-eiwitten, die als receptoren functioneren door de verschillende soorten chemische gradiënten van deze stoffen te detecteren.

Bacteriën beweging

Een bacterie zwemt in een rechte lijn door de flagella tegen de klok in te draaien. Met bepaalde tussenpozen is er een verandering in de richting van de flagella; die tot uiting komt in bewegingen van de bacteriën zoals springen of springen.

Over het algemeen beïnvloeden de chemotactische signalen van het medium de beweging van de bacteriën. Wanneer de bacterie een lokstof nadert, zwemt hij langer in een rechte lijn en vertoont af en toe sprongen; terwijl wanneer het weggaat van een chemische factor, het dit doet met meer sprongen.

Chemotacticisme verschilt van chemokinese of chemokinese, doordat de gradiënt de waarschijnlijkheid van beweging in slechts één richting verandert; dat wil zeggen, bij chemokinese produceert de chemische stof de niet-georiënteerde of willekeurige beweging van een organisme.

Soorten

Gezien de zin of richting van de beweging van de cellen in relatie tot de lokstoffactor, wordt het bestaan ​​van twee soorten chemotactiek beschreven: positief en negatief.

Positieve chemotacticisme

De beweging van het organisme vindt plaats naar een hogere concentratie van de chemische stof die in zijn omgeving wordt aangetroffen.

Bijvoorbeeld: wanneer bacteriën bewegen of zwemmen aangetrokken tot de plaatsen waar sprake is van een grotere concentratie koolstof in de vorm van glucose.

Dit type chemotacticisme wordt weergegeven in de afbeelding. Het organisme verplaatst zich naar de gebieden waar er een grotere concentratie van de nuttige stof voor is; terwijl bij negatieve chemotactiek het tegenovergestelde gebeurt: niets richting de regio waar de concentratie van de schadelijke stof lager is.

Negatieve chemotacticisme

Het treedt op wanneer de beweging van een organisme plaatsvindt in de tegenovergestelde richting van de plaats waar een grotere concentratie van een diffundeerbare chemische stof is.

Een voorbeeld van dit soort negatieve chemotacticisme treedt op wanneer bacteriën zich kunnen verwijderen van bepaalde chemicaliën die schadelijk voor hen zijn. Ze trekken zich terug, vluchten van de plaats waar stoffen zijn, zoals fenol, dat voor hen een gif is.

Naast de beschreven chemotaxis is er nog een andere classificatie van beweging die wordt gegenereerd als reactie op het type wijziging dat in de omgeving optreedt:

-Aerotaxis, dat is de beweging van cellen naar de plaats waar er een optimale zuurstofconcentratie is.

-Phototaxis, of de beweging van bacteriën naar plaatsen met meer licht.

-De taxi. Dit laatste bestaat uit het verplaatsen van bacteriën naar plaatsen waar elektronenacceptoren zijn; bijvoorbeeld het nitraation (NO ₃ ^- ).

Voorbeelden

-Chemotacticisme in bacteriële voeding

De aanwezigheid van een chemotactische factor of chemische lokstof, zoals een suiker of een aminozuur, wordt opgevangen door de specifieke receptoren voor die stof op het bacteriële membraan.

Methylering en demethylering van specifieke membraaneiwitten gemedieerd door cyclisch guanosinemonofosfaat (cGMP) is beschreven als een van de mechanismen die ervoor zorgen dat bacteriën verschillende soorten chemotactiek uitvoeren.

De attractant chemotactische factoren veroorzaken een tijdelijke remming van demethylering, terwijl de afstotende factoren demethylering stimuleren.

-Bevruchting en embryonale ontwikkeling

Chemotacticisme is verantwoordelijk voor bevruchting. In dit geval is de concentratiegradiënt het gevolg van progesteron dat wordt afgegeven door glomerulaire cellen (die de zona pellucida van de eicel omringen). Dit zorgt ervoor dat het sperma naar het ei reist dat zich in de eileiderampulla bevindt.

Tijdens de verschillende stadia van de embryonale ontwikkeling, en tijdens de organogenese, migreren cellen en organiseren zichzelf als reactie op een groot aantal specifieke chemotactische factoren; net als de groeifactoren.

-Chemotacticisme bij ontstekingen

Factoren geproduceerd door micro-organismen

Bij de ontstekingsreacties die ontstaan ​​als reactie op een infectie, produceren dezelfde micro-organismen, zoals bacteriën, chemotactische stoffen. Ze induceren chemotacticisme, de snelle migratie of aankomst van polymorfo-nucleaire leukocyten naar de plaats waar de infectie plaatsvindt.

Bacteriële peptiden beginnen met N-formyl-methionine, die chemo-lokstoffen zijn voor talrijke fagocytische gastheercellen.

Chemotactische factor gegenereerd door complement

Complement is een set serumeiwitten die een verdedigingsfunctie in het lichaam hebben en wordt geactiveerd door een reeks proteolytische reacties op een opeenvolgende of cascade-manier.

Dit complement kan worden geactiveerd wanneer het in contact komt met infectieuze micro-organismen of met antigeen-antilichaamcomplexen; onder de gegenereerde actieve fragmenten bevindt zich C5a.

De belangrijkste functie van het complementfragment C5a is chemotaxis, waardoor het neutrofiele leukocyten en monocyten aantrekt. Deze cellen passeren door diapédesis het vasculaire endotheel en bereiken het geïnfecteerde weefsel of slijmvlies om fagocytose of opname van pathogenen of vreemde deeltjes te bewerkstelligen.

Chemotactische factoren gegenereerd door cellen

Sommige cellen, zoals monocyten en macrofagen, produceren chemotactische stoffen, waaronder leukotriënen en verschillende interleukinen. B- en T-lymfocyten geven ook chemotactische cytokinen af, waarvan de effecten de immuunreacties versterken.

-Verandering van chemotacticisme bij infectieziekten

Over het algemeen wordt chemotaxis gewijzigd bij patiënten met infectieziekten zoals aids en brucellose.

Chemotacticisme kan afnemen bij verschillende syndromen waarbij fagocytose wordt geremd. Dit kan onder meer voorkomen bij ontstekingsziekten zoals artritis, tumormetastase, asbestvergiftiging.

Referenties

1. Jaarlijkse beoordelingen. (1975). Chemotaxis in bacteriën. Hersteld van: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. en Morse S. (2005). Jawetz, Melnick en Adelberg Medical Microbiology. (18e ed.) Mexico: The Modern Manual
3. Spermatozoa Chemotaxis. Zee-egelspermatozoa Chemotaxis. Hersteld van: embryology.med.unsw.edu.au
4. Wikipedia. (2018). Chemotaxis. Hersteld van: en.wikipedia.org
5. Williams & Wilkins (1994). Microbiologie Mechanismen van infectieziekten. (2e Ed.) Buenos Aires: Panamericana