Le chimiotactisme: qu'est-ce que c'est, des exemples

Le chimiotactisme est un processus biologique dans lequel le déplacement ou le déplacement de certaines cellules se produit lorsqu'elles sont attirées par des agents chimiotactiques (substances chimiques). Les cellules peuvent être procaryotes ou eucaryotes; par exemple, les bactéries et les leucocytes.

Ce phénomène se produit dans les organismes unicellulaires et pluricellulaires, qui possèdent des organes de locomotion leur permettant de se déplacer. C'est extrêmement important pour tous les êtres vivants. Il est nécessaire à partir du moment où un nouvel être est généré, il est important de le réaliser au cours des différentes étapes du développement embryonnaire et fœtal.

Le chimiotactisme est essentiel pour remplir les fonctions normales des organismes multicellulaires. par exemple, la nutrition et la défense de l'organisme.

La chimiotaxie bactérienne a été découverte par Engelmann et Pfeffer il y a plus d'un siècle. Il a été déterminé que ces microorganismes peuvent présenter différents types de chimiotactisme, selon que le stimulus est une attraction ou une répulsion envers un agent chimiotactique.

La manière dont la réponse chimiotactique ou les caractéristiques du déplacement se produisent varie selon les organes de locomotion que possèdent les organismes.

Quelle est la chimiotaxie?

Le chimiotactisme est une réponse présentée par des cellules procaryotes ou eucaryotes, des organismes unicellulaires ou multicellulaires mobiles. Le gradient ou la différence de concentration d'une substance chimique influe sur la direction de son mouvement, car elle répond à ce gradient présent dans son environnement.

Les facteurs chimiotactiques sont des substances inorganiques ou organiques. Dans la membrane cellulaire des organismes, il existe des protéines de chimiotaxie, qui fonctionnent comme des récepteurs en détectant les différents types de gradients chimiques de ces substances.

Mouvement des bactéries

Une bactérie nage en ligne droite en faisant pivoter les flagelles dans le sens opposé aux aiguilles de l'horloge. À certains intervalles, la direction des flagelles change; ce qui se manifeste par des mouvements de la bactérie tels que le saut ou le saut.

En général, les signaux chimiotactiques du milieu influencent le mouvement des bactéries. Lorsque la bactérie se rapproche d'un facteur attractif, nagez en ligne droite plus longtemps, en sautant parfois; tandis que lorsqu'il s'éloigne d'un facteur chimique, il le fait avec plus de sauts.

Le chimiotactisme diffère de la chimiokinèse ou de la chimiokinèse en ce que le gradient modifie la probabilité de mouvement dans une seule direction; c'est-à-dire que, dans la chimiokinésie, le produit chimique produit le mouvement non orienté ou aléatoire d'un organisme.

Types

Considérant le sens ou la direction du mouvement des cellules par rapport au facteur attractif, on décrit l'existence de deux types de chimiotactisme: le positif et le négatif.

Chimiotactisme positif

Le mouvement de l'organisme se produit vers une plus grande concentration du produit chimique trouvé dans son environnement.

Par exemple: lorsque les bactéries se déplacent ou nagent attirées vers les endroits où se trouve la plus forte concentration de carbone sous forme de glucose.

Ce type de chimiotactisme est représenté dans l'image. L'organisme se déplace dans les régions où la concentration de la substance qui lui est bénéfique est la plus grande; tandis qu'en chimiotaxie négative, l'inverse se produit: rien vers la région où la concentration de la substance nocive est inférieure.

Chimiotactisme négatif

Cela se produit lorsque le mouvement d'un organisme se produit dans la direction opposée à l'endroit où se trouve la concentration la plus élevée d'une substance chimique diffusible.

Un exemple de ce type de chimiotactisme négatif survient lorsque les bactéries peuvent s’éloigner de certains produits chimiques qui leur sont nocifs. Ils se retirent, ils fuient là où existent des substances, comme par exemple le phénol, qui est un poison pour eux.

Outre la chimiotaxie décrite, il existe une autre classification du mouvement qui est générée en réponse au type de modification qui se produit dans le milieu:

L'aérotaxie, qui est le mouvement des cellules vers l'endroit où il y a une concentration optimale en oxygène.

-La fototaxie, ou le déplacement des bactéries vers des endroits plus éclairés.

-Les taxons. Ce dernier consiste en un mouvement de bactéries vers des endroits où se trouvent des accepteurs d'électrons; par exemple, l'ion nitrate (NO 3 -).

Des exemples

-Quimiotactisme en nutrition bactérienne

La présence d'un facteur chimiotactique ou d'un attractif chimique, tel qu'un sucre ou un acide aminé, est capturée par des récepteurs spécifiques de cette substance situés dans la membrane bactérienne.

Il a été rapporté que la méthylation et la déméthylation de protéines membranaires à médiation par le guanosine monophosphate cyclique (GMPc) est l’un des mécanismes qui poussent les bactéries à effectuer différents types de chimiotactisme.

Les facteurs chimiotactiques attractifs provoquent une inhibition transitoire de la déméthylation, alors que les facteurs répulsifs stimulent la déméthylation.

-En fécondation et développement embryonnaire

Le chimiotactisme est responsable de la fertilisation. Dans ce cas, le gradient de concentration est dû à la progestérone libérée par les cellules glomérulaires (qui entourent la zone pellucide de l'ovocyte). Cela provoque le sperme de voyager à l'ovule situé dans la trompe de Fallope.

Au cours des différentes étapes du développement embryonnaire et de l'organogenèse, les cellules migrent et s'organisent en réponse à un grand nombre de facteurs chimiotactiques spécifiques; comment sont les facteurs de croissance.

-Quimiotactisme dans l'inflammation

Facteurs produits par les microorganismes

Dans les réactions inflammatoires produites en réponse à une infection, les mêmes microorganismes, tels que les bactéries, produisent des substances chimiotactiques. Ils induisent un chimiotactisme, une migration rapide ou l’arrivée de leucocytes nucléaires polymorphes sur le site de l’infection.

Les peptides bactériens commencent par la N-formyl-méthionine, qui sont des chimioattractants de nombreuses cellules phagocytaires de l'hôte.

Facteur chimiotactique généré par le complément

Le complément est un ensemble de protéines sériques qui ont une fonction de défense de l'organisme et qui est activé par une série de réactions protéolytiques séquentielles ou en cascade.

Ce complément peut être activé lorsqu'il entre en contact avec des micro-organismes infectieux ou avec des complexes antigène-anticorps formés; Parmi les fragments actifs générés se trouve C5a.

La fonction principale du fragment de complément C5a est la chimiotaxie, par laquelle les leucocytes et les monocytes neutrophiles attirent. Ces cellules, par diapédèse, traversent l’endothélium vasculaire et atteignent le tissu infecté ou les muqueuses pour effectuer une phagocytose ou une ingestion de pathogènes ou de particules étrangères.

Facteurs chimiotactiques générés par les cellules

Certaines cellules, telles que les monocytes et les macrophages, produisent des substances chimiotactiques, notamment des leucotriènes et plusieurs interleukines. Les lymphocytes B et T libèrent également des cytokines chimiotactiques, dont les effets renforcent les réactions d'immunité.

-Altération de la chimiotaxie dans les maladies infectieuses

En général, la chimiotaxie est modifiée chez les patients atteints de maladies infectieuses telles que le SIDA et la brucellose.

Le chimiotactisme peut diminuer dans plusieurs syndromes dans lesquels la phagocytose est inhibée. Cela peut se produire notamment dans les maladies inflammatoires telles que l'arthrite, les métastases tumorales, les intoxications par l'amiante.