معلومة

5.3: القدرة على غزو الخلايا المضيفة - علم الأحياء

5.3: القدرة على غزو الخلايا المضيفة - علم الأحياء


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أهداف التعلم

  1. صف بإيجاز الآلية التي تمكن الغزوات من دخول بكتيريا معينة إلى الخلايا المضيفة وحدد كيف يمكن أن يعزز ذلك الاستعمار
  2. صف بإيجاز كيف يمكن استخدام نظام إفراز من النوع 3 للغزو والبقاء داخل الخلايا المضيفة.
  3. اذكر كيف أن بعض أنواع اللولبيات المسببة للأمراض مثل اللولبية الشاحبة و بوريليا بيرجدورفيري استخدام المواد اللاصقة والغزوات والحركة لاختراق الخلايا المضيفة.

تسليط الضوء على البكتيريا

  1. اقرأ وصف شيغيلا ومطابقة البكتيريا مع وصف الكائن الحي والعدوى التي تسببها.
  2. اقرأ وصف السالمونيلا ومطابقة البكتيريا مع وصف الكائن الحي والعدوى التي تسببها.
  3. اقرأ وصف بوريليا بيرجدورفيري ومطابقة البكتيريا مع وصف الكائن الحي والعدوى التي تسببها.

تنتج بعض البكتيريا جزيئات تسمى الغازات التي تنشط آلية الهيكل الخلوي للخلية المضيفة ، مما يتيح دخول البكتيريا إلى الخلية عن طريق البلعمة. تشمل مزايا دخول الخلية البشرية (1) تزويد البكتيريا بمواد غذائية جاهزة و (2) حماية البكتيريا من المكملات والأجسام المضادة وجزيئات الدفاع عن الجسم الأخرى.

بالإضافة إلى ذلك ، تغزو بعض البكتيريا المسببة للأمراض الخلايا البلعمية وتحييد قدرتها على القتل وتحولها إلى ملاذ آمن لتكاثر البكتيريا (الشكل ( فهرس الصفحة {5} ). 3.1). تقتل بعض البكتيريا أيضًا الخلايا المتغصنة البلعمية بمجرد ابتلاعها وتمنع تلك الخلايا المتغصنة من تنشيط الخلايا الليمفاوية T4 والخلايا اللمفاوية T8 اللازمة للمناعة التكيفية.

الشكل ( PageIndex {5} ). 3.1: السالمونيلا على قيد الحياة داخل الضامة. بمجرد دخولها إلى بلعم البلاعم ، تستخدم البكتيريا نظام الإفراز من النوع 3 لحقن البروتينات التي تمنع الجسيمات من الاندماج مع البلعمة ، وبالتالي توفير ملاذ آمن لتكاثر السالمونيلا داخل البلعمة وحماية البكتيريا من الأجسام المضادة وعناصر الدفاع الأخرى.

غزوات السالمونيلا, شيغيلا، وسلالات معوية من الإشريكية القولونية (EIEC) ، على سبيل المثال ، تسمح لهذه البكتيريا بدخول الخلايا الظهارية في القولون. هذه البكتيريا ، مثل العديد من المتورطين في العدوى ، لديها القدرة على اختيار وظائف الخلية المضيفة لمنفعة البكتيريا الخاصة. يتم ذلك عن طريق أنظمة الإفرازات البكتيرية التي تمكن البكتيريا من حقن جزيئات المستجيب البكتيري مباشرة في سيتوبلازم الخلية المضيفة من أجل تغيير آليتها الخلوية أو اتصالاتها الخلوية.

النوع الأكثر شيوعًا هو نظام الإفراز من النوع 3 (الشكل ( PageIndex {2} )). يقوم جهاز إفراز في الغشاء السيتوبلازمي وجدار الخلية للبكتيريا ببلمرة إبرة مجوفة يتم إنزالها إلى الغشاء السيتوبلازمي للخلية المضيفة ثم يتم توصيل بروتين ترانسكونيون لتثبيت الإبرة بالخلية المضيفة. يمكن الآن حقن بروتينات المستجيب الموجودة في البكتيريا في سيتوبلازم الخلية المضيفة. يطلق على نظام التسليم أحيانًا اسم ملف حقنة.

الشكل ( PageIndex {2} ): نظام الإفراز البكتيري من النوع 3. تمتلك العديد من البكتيريا المتورطة في العدوى القدرة على اختيار وظائف الخلية المضيفة لصالح البكتيريا. يتم ذلك عن طريق أنظمة الإفرازات البكتيرية التي تمكن البكتيريا من حقن جزيئات المستجيب البكتيري مباشرة في سيتوبلازم الخلية المضيفة من أجل تغيير آليتها الخلوية أو اتصالاتها الخلوية. النوع الأكثر شيوعًا هو نظام الإفراز من النوع 3. يُطلق على نظام التوصيل أحيانًا اسم حقنة.

عندما تلامس هذه البكتيريا الخلايا الظهارية في القولون ، يقوم نظام الإفراز من النوع الثالث بتوصيل البروتينات إلى الخلايا الظهارية لتمكينها من بلمرة وإزالة بلمرة خيوط الأكتين. تعد عملية إعادة ترتيب الهيكل الخلوي جزءًا أساسيًا من تكوين الأرجل الكاذبة في الخلايا البلعمية وهو ما يمكّن البلعمة من ابتلاع البكتيريا ووضعها في فجوة. وبالتالي ، فإن البكتيريا بغزواتها قادرة على خداع الخلية الظهارية لتتصرف مثل البلعمة وتبتلع البكتيريا. ثم تتكاثر البكتيريا داخل الخلية المضيفة.

سننظر الآن في العديد من الأمثلة للبكتيريا التي تستخدم الغزوات لغزو الخلايا المضيفة.

1. يعتقد أن شيغيلا أولاً عبور الغشاء المخاطي للقولون بالمرور عبر الخلايا M. (الخلايا M هي خلايا بلعمية في الغشاء المخاطي وتتمثل وظيفتها في أخذ عينات من الميكروبات من تجويف الأمعاء وتمريرها إلى النسيج الليمفاوي في رقعة باير من أجل تنشيط الدفاعات المناعية ضد الميكروبات المعوية). مرة واحدة عبر الغشاء المخاطي ، فإن شيغيلا استخدم نظام إفراز من النوع 3 لحقن الغازات في الجانب السفلي من الخلايا الظهارية للحث على امتصاص البلعمة للبكتيريا (انظر الشكل ( فهرس الصفحة {3} )).

بمجرد دخولهم يهربون من الفجوة إلى السيتوبلازم ويتكاثرون. دات مره بداخل، شيغيلا ينتج البروتياز الذي يشق التوبولين ، وهو مكون رئيسي في الهيكل الخلوي للأنابيب الدقيقة. تمثل الأنابيب الدقيقة حاجزًا أمام حركة البكتيريا داخل الخلية المصابة ويكسر البروتياز هذا الحاجز.

الآن ينتقلون عبر الخلية المضيفة وينتشرون إلى الخلايا المضيفة المجاورة من خلال عملية فريدة تسمى الحركة القائمة على الأكتين حيث تتبلمر خيوط الأكتين في أحد طرفي البكتيريا منتجة ذيولًا شبيهة بالمذنب تدفع شيغيلا من خلال سيتوبلازم الخلية المضيفة. عندما يصلون إلى حدود تلك الخلية ، تدفع خيوط الأكتين شيغيلا عبر هذا الغشاء وفي الخلية المجاورة (الشكل ( PageIndex {5} ). 3.3). تمكّن الحركة القائمة على الأكتين البكتيريا من الانتشار من خلية إلى أخرى دون الحاجة إلى مواجهة الخلايا الدفاعية والأجسام المضادة. مثل شيغيلا تنمو وتنتشر داخل الخلايا الظهارية ، وتموت تلك الخلايا الظهارية وتسبب استجابة التهابية قوية تؤدي إلى ظهور أعراض الزحار.

الشكل ( PageIndex {5} ). 3.3: الشيغيلا يمر عبر الغشاء المخاطي وغزو الخلايا الظهارية المخاطية عبر الخلايا M. نموذج مقترح لغزو الخلايا الظهارية للقولون. 1) تعبر الشيغيلة أولاً الغشاء المخاطي بالمرور عبر خلايا متخصصة تسمى الخلايا M. تمرر الخلية M الشيغيلة إلى خلية شجيرية. 2) تهرب الشيغيلة بعد ذلك من الخلية التغصنية عن طريق إحداث موت الخلايا المبرمج ، وهو انتحار خلوي مبرمج. 3) ثم تستخدم الشيغيلا غازاتها لدخول الخلايا الظهارية المخاطية من الأسفل. تتسبب الغزوات في إعادة ترتيب بوليمر الأكتين في الهيكل الخلوي للخلية المضيفة مما يؤدي إلى ابتلاع البكتيريا ووضعها في حويصلة داخلية بطريقة تشبه الخلايا البلعمية. بمجرد دخولها ، تهرب الشيغيلا من الفجوة إلى السيتوبلازم وتتكاثر. 4) الشيغيلة قادرة على التحرك عبر الخلية المضيفة والانتشار إلى الخلايا المضيفة المجاورة من خلال عملية فريدة تسمى الحركة القائمة على الأكتين. في هذه العملية ، تتبلمر خيوط الأكتين في أحد طرفي البكتيريا ، وتنتج ذيولًا شبيهة بالمذنب تدفع الشيغيلا عبر سيتوبلازم الخلية المضيفة. 5) عندما يصلون إلى حدود تلك الخلية ، تدفع خيوط الأكتين الشيغيلة عبر هذا الغشاء وإلى الخلية المجاورة.

بالإضافة الى، شيغيلا يمكن أن تحفز الخلايا المضيفة على إنتاج جزيئات إشارات تجذب الخلايا المتغصنة البلعمية العارضة للمستضد إلى المنطقة. يدخل الخلايا التغصنية ويستخدمها لحمل شيغيلا من خلال جدار الأمعاء إلى الجانب السفلي. ثم يستخدم نظام الإفراز من النوع 3 لحقن بروتينات المستجيب من البلعمة في السيتوبلازم. تؤدي هذه البروتينات إلى موت الخلايا المبرمج أو انتحار الخلية للخلية المتغصنة. إن قتل الخلايا المتغصنة يمنعها من الظهور شيغيلا إلى الخلايا الليمفاوية T4 ، وهي خطوة مطلوبة لإنتاج الأجسام المضادة ضد شيغيلا (انظر الشكل ( PageIndex {4} )).

  • لعرض فيلم شيغيلا يتم دفعها بواسطة الحركة القائمة على الأكتين داخل الخلية ، راجع موقع Theriot Lab في كلية الطب بجامعة ستانفورد. انقر على "Greatest Hits" ثم على "شيغيلا فلكسنري المرتبطة بذيول الأكتين في خلايا PtK2 ".

2. السالمونيلا استخدام نظام إفراز من النوع 3 لحقن الخلايا الظهارية المعوية ببروتينات المستجيب التي تحفز إعادة ترتيب الأكتين وتسبب حشوية الخلية الظهارية في "انتفاخ" وابتلاع البكتيريا التين. 5 أ - الشكل ( PageIndex {5} ) ب. ال السالمونيلا تمر عبر الخلية الظهارية حيث تبتلعها الضامة البلعمية.

بمجرد دخولها إلى بلعم البلاعم ، تستخدم البكتيريا نظام الإفراز من النوع 3 لحقن البروتينات التي تمنع الجسيمات الحالة من الاندماج مع الجسيمات البالعة ، وبالتالي توفير ملاذ آمن لـ السالمونيلا النسخ المتماثل داخل البلعمة وحماية البكتيريا من الأجسام المضادة وعناصر الدفاع الأخرى (انظر الأشكال 5C-5D).

عن طريق حقن فلاجيلين في سيتوبلازم الضامة السالمونيلا يمكن أيضًا أن تقتل البلاعم في نهاية المطاف عن طريق إحداث موت الخلايا المبرمج ، وهو انتحار خلوي مبرمج.

تحفز الجزيئات المحقونة في الخلايا الظهارية المعوية أيضًا الإسهال. تشمل مزايا إحداث الإسهال (1) طرد بكتيريا الفلورا الطبيعية بحيث تكون هناك منافسة أقل على العناصر الغذائية ؛ و (2) تمكين أفضل السالمونيلا غير المرتبطة بالخلايا المضيفة ليتم نقلها إلى مضيف جديد عبر المسار البرازي-الفموي.

لمشاهدة فيلم يُظهر السالمونيلا وهي تغزو خلية بشرية ، راجع موقع Theriot Lab في كلية الطب بجامعة ستانفورد. انقر على "Greatest Hits" ثم على "السالمونيلا تيفيموريوم غزو ​​خلية الخلايا الليفية ".

3. الليسترية المستوحدة هي بكتيريا أخرى تدخل الخلايا المعوية عن طريق الغزوات وتنتشر إلى الخلايا المجاورة عن طريق الحركة القائمة على الأكتين. تمكنه حركته القائمة على الأكتين من التحرك حوالي 1.5 ميكرومتر في الثانية داخل الخلية المضيفة.

لعرض الأفلام الليستيريا دخول الخلايا المضيفة والدفع بالحركة القائمة على الأكتين داخل الخلية ، راجع موقع Theriot Lab على الويب في كلية الطب بجامعة ستانفورد. انقر على "أعظم الفعاليات" ثم على "تاريخ حياة إصابة واحدة الليسترية المستوحدة" و "الليسترية المستوحدة تتحرك في خلايا PtK2 ".

4. على الرغم من أنها معوية الإشريكية القولونية (EIEC) ليس لديها حركية قائمة على الأكتين ، فهي تغزو وتقتل الخلايا الظهارية في القولون بطريقة تشبه شيغيلا.

5. البكتيريا المستروحةبعد تناولها بواسطة البلاعم ووضعها في البلعمة ، يستخدم نظام إفراز من النوع 4 لحقن البروتينات المستجيبة التي تمنع الليزوزومات من الاندماج مع البلعمة وتحويل البلاعم إلى ملاذ آمن للتكاثر البكتيري. نفس الآلية تسمح لـ الليجيونيلا للبقاء على قيد الحياة داخل الأميبات في الطبيعة. تعمل هذه الأميبات كمستودع للبكتيريا في البيئة.

6. بروتين F و M- بروتين الأبراج العقدية (المجموعة أ العقدية بيتا) تمكن البكتيريا من غزو الخلايا الظهارية. يُعتقد أن هذا يساعد في الحفاظ على الالتهابات المستمرة بالمكورات العقدية وتمكين البكتيريا من الانتشار إلى الأنسجة العميقة.

7. اللولبية بوريليا بيرجدورفيري ربما يستخدم مزيجًا من الغزوات والحركة لاختراق الخلايا المضيفة. في هذه الحالة ، لا تبلعم الخلية المضيفة البكتيريا. بدلاً من ذلك ، يرتبط طرف واحد من اللولبية بالخلية المضيفة ، ويبدو أن شكلًا من أشكال الغزو يتسبب في إطلاق الخلية المضيفة للإنزيمات الهاضمة التي تمكن اللولبية من خلال حركتها اللولبية من اختراق غشاء الخلية المضيفة. بمجرد دخولها إلى الخلية المضيفة ، قد تظل البكتيريا كامنة لسنوات وتختبئ من جهاز المناعة والمضادات الحيوية.

8. spirochete آخر ، اللولبية الشاحبة، يُعتقد أنه يدخل الخلايا بطريقة مماثلة. الحركة تساعد أيضا B. bergdorferi و T. الشاحبة لغزو وترك الأوعية الدموية بالمرور بين الخلايا البطانية وعبرها ، وبالتالي تمكين اللولبيات من الانتشار إلى مواقع أخرى في الجسم.

صف بإيجاز كيفية دخولها إلى الخلية الظهارية واذكر 2 من المزايا التي قد توفر للبكتيريا من حيث إمراضها.


شاهد الفيديو: أسرار الخلايا وعظمة الخالق. معلومات مدهشة (قد 2022).