QUIMIOTAXIA: BACTERIANA, EM NEUTRÓFILOS, NA INFLAMAÇÃO - BIOLOGIA - 2025

A quimiotaxia é um mecanismo pelo qual as células se movem em resposta a um estímulo químico. O estímulo pode ser qualquer substância difusível, que é detectada por receptores na superfície da célula. Existem dois tipos principais de quimiotaxia: positiva e negativa.

A quimiotaxia positiva é aquela em que o movimento é direcionado para a fonte do estímulo onde a concentração é maior. Já a quimiotaxia negativa é aquela em que o movimento ocorre na direção oposta ao estímulo químico. Em organismos multicelulares, a quimiotaxia é vital para o desenvolvimento e função normal do corpo.

Na quimiotaxia, as bactérias e outros organismos unicelulares ou multicelulares direcionam seus movimentos em resposta a certos produtos químicos em seu ambiente (estímulos).

É um mecanismo importante no sistema imunológico para atrair linfócitos T para locais onde há infecção. Este processo pode ser alterado durante a metástase.

Quimiotaxia bacteriana

As bactérias podem se mover por meio de uma variedade de mecanismos, sendo o mais comum o movimento de seus flagelos. Esse movimento é mediado pela quimiotaxia que serve para aproximá-los de substâncias favoráveis ​​(quimio-atrativos) e afastá-los das tóxicas (quimio-repelentes).

Bactérias, como Escherichia coli, têm vários flagelos que podem girar de duas maneiras:

- Para a direita. Nesse caso, cada flagelo "rema" em uma direção diferente, fazendo com que as bactérias se virem.

- Fazia a esquerda. Nesse caso, os flagelos ficam alinhados em apenas uma direção, fazendo com que as bactérias nadem em linha reta.

Geralmente, o movimento de uma bactéria é o resultado da alternância dessas duas fases de rotação. A quimiotaxia tem como alvo as bactérias, regulando a frequência e a duração de cada uma.

Essa modulação da direção do movimento é o resultado de mudanças muito precisas na direção de rotação dos flagelos. Mecanicamente, portanto, a essência da quimiotaxia bacteriana é controlar a direção da rotação flagelar.

Quimiotaxia de neutrófilos

Os neutrófilos são um tipo de células do sistema imunológico essenciais na defesa contra infecções. Dentro do corpo, os neutrófilos migram para locais onde há infecção ou lesão de tecido.

A migração dessas células é mediada pela quimiotaxia, que atua como força atrativa para determinar a direção em que os neutrófilos se movem. Esse processo é ativado pela liberação de proteínas especializadas do sistema imunológico, chamadas interleucinas, em locais onde há dano tecidual.

Dos muitos neutrófilos que circulam fora da medula óssea, metade está nos tecidos e a outra metade nos vasos sanguíneos. Dos encontrados nos vasos sanguíneos, metade está dentro da corrente sanguínea principal, que circula rapidamente por todo o corpo.

O restante dos neutrófilos do sangue se move lentamente, com seu movimento amebóide característico, ao longo das paredes internas dos vasos sanguíneos. Ao receber um sinal quimiotático, os neutrófilos entram rapidamente nos tecidos para realizar sua função de defesa.

Ação da proteína

A quimiotaxia em neutrófilos é mediada por proteínas inseridas na membrana plasmática, que funcionam como receptores para certas moléculas do sistema imunológico. A ligação dos receptores às moléculas-alvo faz com que os neutrófilos migrem para os locais de infecção.

Durante a quimiotaxia, as células se movem em resposta a sinais químicos. A ação dos neutrófilos é apenas um exemplo de como o corpo usa a quimiotaxia para responder a uma infecção.

Quimiotaxia e inflamação

Durante a inflamação, os glóbulos brancos (leucócitos) aderem às células dentro dos vasos sanguíneos, de onde migram através da camada de células endoteliais e se movem entre os tecidos até a fonte da inflamação, onde atuam como Defesa do anfitrião.

A quimiotaxia de leucócitos é considerada essencial para a migração do sangue para os tecidos onde há inflamação. Esta resposta inflamatória é causada por um agente infeccioso ou uma substância causadora de alergia.

A inflamação aumenta o fluxo sanguíneo e a permeabilidade dos vasos sanguíneos, fazendo com que células e proteínas escapem do sangue para os tecidos. Devido a essa resposta, os neutrófilos são os primeiros a responder à inflamação (além das células já existentes nos tecidos, como macrófagos e mastócitos).

Quimiotaxia e fagocitose

Durante uma infecção, os sinais químicos atraem os fagócitos para os locais onde o patógeno invadiu o corpo. Esses produtos químicos podem vir de bactérias ou outros fagócitos já presentes. Os fagócitos são estimulados por essas moléculas quimioatrativas e se movem por quimiotaxia.

Os fagócitos são uma classe de células que inclui macrófagos, neutrófilos e eosinófilos, que são capazes de ingerir (engolfar) e destruir os microrganismos responsáveis ​​pela indução da resposta inflamatória.

Os neutrófilos são os primeiros a se acumular ao redor dos agentes invasores e iniciar o processo de fagocitose. Em seguida, os macrófagos locais - também chamados de fagócitos profissionais - e o restante dos fagócitos do sangue migram para o tecido e iniciam a fagocitose.

Fatores que interferem

É importante ressaltar que algumas espécies de bactérias e seus produtos podem interferir no processo de quimiotaxia, inibindo a capacidade dos fagócitos de viajarem até o local da infecção.

Por exemplo, a estreptolisina estreptocócica suprime a quimiotaxia dos neutrófilos, mesmo em concentrações muito baixas. Além disso, as células do Mycobacterium tuberculosis são conhecidas por inibir a migração de leucócitos.

Quimiotaxia em imunologia

A quimiotaxia é um processo fundamental para o sistema imunológico, pois coordena a direção dos movimentos de células importantes na defesa do organismo. Graças a esse mecanismo, os neutrófilos podem ir para locais onde há infecção ou lesão.

Junto com a resposta inflamatória, a quimiotaxia é essencial para a migração de outros fagócitos que são necessários para eliminar toxinas, patógenos e restos celulares. Isso faz parte da defesa imunológica inata.

Referências

1. Adler, J. (1975). Chemotaxis in Bacteria. Annual Review of Biochemistry, 44 (1), 341–356.
2. Becker, E. (1983). Fatores quimiotáticos de inflamação, (maio), 223–225.
3. Delves, P.; Martin, S.; Burton, D.; Roit, I. (2006). Roitt's Essential Immunology (11a ed.). Malden, MA: Blackwell Publishing.
4. Heinrich, V., & Lee, C.-Y. (2011). Linha borrada entre a busca quimiotática e o consumo fagocítico: uma perspectiva imunofísica de uma única célula. Journal of Cell Science, 124 (18), 3041–3051.
5. Murphy, K. (2011). Janeway's Immunobiology (8ª ed.). Garland Science.
6. Nuzzi, PA, Lokuta, MA, & Huttenlocher, A. (2007). Análise de quimiotaxia de neutrófilos. Methods in Molecular Biology, 370, 23-36.
7. Rot, A. (1992). O papel da quimiotaxia leucocitária na inflamação. Biochemistry of Inflammation, 271-304.
8. Yang, K., Wu, J., Zhu, L., Liu, Y., Zhang, M., & Lin, F. (2017). Um método all-on-chip para análise rápida de quimiotaxia de neutrófilos diretamente de uma gota de sangue. Institutos Canadenses de Pesquisa em Saúde.