QUIMIOTATISMO: O QUE É, EXEMPLOS - BIOLOGIA - 2025

A quimiotaxia é um processo biológico no qual ocorre o movimento ou deslocamento de algumas células para serem atraídas pelos agentes quimiotáticos (produtos químicos). As células podem ser procarióticas ou eucarióticas; por exemplo, bactérias e leucócitos.

Esse fenômeno ocorre em organismos unicelulares e multicelulares, que possuem órgãos de locomoção que os permitem se mover. É extremamente importante para todos os seres vivos. É necessária a partir do momento em que um novo ser é engendrado, e é importante que seja realizada durante as diferentes fases do desenvolvimento embrionário e fetal.

Fonte: Gabriel Bolívar

O quimiotatismo é vital para realizar as funções normais dos organismos multicelulares; por exemplo, nutrição e defesa do corpo.

A quimiotaxia bacteriana foi descoberta por Engelmann e Pfeffer há mais de um século. Determinou-se que esses microrganismos podem apresentar diferentes tipos de quimiotaxia, dependendo se o estímulo é atração ou repulsão por um agente quimiotático.

A forma como ocorre a resposta quimiotática ou as características do movimento variam de acordo com os órgãos de locomoção que os organismos possuem.

O que é quimiotática?

O quimiotatismo é uma resposta apresentada por células procarióticas ou eucarióticas, organismos unicelulares ou multicelulares que são móveis. O gradiente ou diferença de concentração de uma substância química influencia a direção de seu movimento, uma vez que responde a esse gradiente presente em seu ambiente.

Fatores quimiotáticos são substâncias inorgânicas ou orgânicas. Na membrana celular dos organismos existem proteínas de quimiotaxia, que funcionam como receptores detectando os diferentes tipos de gradientes químicos dessas substâncias.

Movimento de bactérias

Uma bactéria nada em linha reta girando os flagelos no sentido anti-horário. Em certos intervalos, ocorre uma mudança na direção dos flagelos; que se manifesta nos movimentos das bactérias, como pular ou pular.

Em geral, os sinais quimiotáticos do meio influenciam o movimento das bactérias. Quando a bactéria se aproxima de um atrativo, ela nada em linha reta por mais tempo, ocasionalmente apresentando saltos; ao passo que quando ele se afasta de um fator químico, ele o faz com mais saltos.

A quimiotática difere da quimiocinese ou quimiocinesia, pois o gradiente altera a probabilidade de movimento em apenas uma direção; isto é, na quimiocinese, o produto químico produz o movimento não orientado ou aleatório de um organismo.

Tipos

Considerando o sentido ou direção do movimento das células em relação ao fator de atração, descreve-se a existência de dois tipos de quimiotatismo: positivo e negativo.

Quimiotaxia positiva

O movimento do organismo ocorre em direção a uma maior concentração da substância química encontrada em seu ambiente.

Por exemplo: quando as bactérias se movem ou nadam atraídas para os locais onde há maior concentração de carbono na forma de glicose.

Este tipo de quimiotática está representado na imagem. O organismo se desloca para as regiões onde há maior concentração da substância benéfica para ele; enquanto no quimiotatismo negativo ocorre o contrário: nada em direção à região onde a concentração da substância nociva é menor.

Quimiotatismo negativo

Ocorre quando o movimento de um organismo ocorre na direção oposta ao local onde há maior concentração de um químico difusível.

Um exemplo desse tipo de quimiotaxia negativa ocorre quando as bactérias podem se afastar de certos produtos químicos que são prejudiciais a elas. Eles se retraem, fogem do local onde há substâncias, como o fenol, que é um veneno para eles.

Além da quimiotaxia descrita, existe outra classificação de movimento que é gerada em resposta ao tipo de modificação que ocorre no ambiente:

-Aerotaxia, que é o movimento das células em direção ao local onde existe uma concentração ideal de oxigênio.

-Fototaxia, ou seja, a movimentação de bactérias para locais onde haja maior quantidade de luz.

-O táxi. Este último consiste no movimento de bactérias para locais onde existem aceitadores de elétrons; por exemplo, o íon nitrato (NO ₃ ^-).

Exemplos

-Chemotatismo em nutrição bacteriana

A presença de um fator quimiotático ou atrativo químico, como um açúcar ou um aminoácido, é captada pelos receptores específicos para aquela substância localizados na membrana bacteriana.

A metilação e desmetilação de proteínas específicas da membrana mediadas pelo monofosfato de guanosina cíclico (cGMP) têm sido descritas como um dos mecanismos que faz com que as bactérias realizem diferentes tipos de quimiotaxia.

Os fatores quimiotáticos atrativos causam uma inibição transitória da desmetilação, enquanto os fatores repelentes estimulam a desmetilação.

- Na fertilização e desenvolvimento embrionário

O quimiotatismo é responsável pela fertilização. Nesse caso, o gradiente de concentração se deve à progesterona liberada pelas células glomerulares (que circundam a zona pelúcida do oócito). Isso faz com que os espermatozoides viajem para o óvulo na trompa de Falópio.

Durante os diferentes estágios do desenvolvimento embrionário e durante a organogênese, as células migram e se organizam em resposta a um grande número de fatores quimiotáticos específicos; assim como os fatores de crescimento.

-Chemotatismo na inflamação

Fatores produzidos por microrganismos

Nas reações inflamatórias produzidas em resposta a uma infecção, os mesmos microrganismos, como bactérias, produzem substâncias quimiotáticas. Eles induzem o quimiotatismo, a rápida migração ou chegada de leucócitos polimorfonucleares ao local onde está ocorrendo a infecção.

Os peptídeos bacterianos iniciam-se com N-formil-metionina, que são quimio atraentes para numerosas células hospedeiras fagocíticas.

Fator quimiotático gerado pelo complemento

O complemento é um conjunto de proteínas séricas que têm função de defesa no organismo e são ativadas por uma série de reações proteolíticas de forma sequencial ou em cascata.

Esse complemento pode ser ativado ao entrar em contato com microrganismos infecciosos ou com complexos antígeno-anticorpo; entre os fragmentos ativos gerados está C5a.

A principal função do fragmento do complemento C5a é a quimiotaxia, pela qual atrai leucócitos e monócitos neutrofílicos. Essas células por diapédesis atravessam o endotélio vascular e atingem o tecido infectado ou mucosa para efetuar a fagocitose ou ingestão de patógenos ou partículas estranhas.

Fatores quimiotáticos gerados pelas células

Algumas células, como monócitos e macrófagos, produzem substâncias quimiotáticas, incluindo leucotrienos e várias interleucinas. Os linfócitos B e T também liberam citocinas quimiotáticas, cujos efeitos aumentam as reações imunológicas.

-Alteração do quimiotatismo em doenças infecciosas

Em geral, a quimiotaxia é modificada em pacientes com doenças infecciosas, como AIDS e brucelose.

O quimiotatismo pode diminuir em várias síndromes nas quais a fagocitose é inibida. Isso pode ocorrer em doenças inflamatórias como artrite, metástase tumoral, envenenamento por amianto, entre outras condições.

Referências

1. Revisões anuais. (1975). Chemotaxis in Bacteria. Recuperado de: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. e Morse S. (2005). Jawetz, Melnick e Adelberg Medical Microbiology. (18ª ed.) México: O Manual Moderno
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4. Wikipedia. (2018). Quimiotaxia. Recuperado de: en.wikipedia.org
5. Williams e Wilkins (1994). Microbiologia Mecanismos de doenças infecciosas. (2ª Ed.) Buenos Aires: Panamericana