Chemotaxis

Door Chemotaxis de bewegingsrichting van cellen en levende wezens wordt beïnvloed. Chemotaxis is gebaseerd op een concentratiegradiënt van stoffen die kan worden weergegeven door een stofconcentratiegradiënt.

Wat is chemotaxis?

Met chemotaxis wordt het beïnvloeden van de voortbeweging van levende wezens en cellen bedoeld. Er kan onderscheid worden gemaakt tussen positieve en negatieve chemotaxis. Chemotaxis is een van de belangrijkste en meest fundamentele fysiologische reacties van cellen.

Bij positieve chemotaxis worden bepaalde boodschappersubstanties door het lichaam aangetrokken. Bij negatieve chemotaxis is er daarentegen sprake van afwijzing. Stoffen die positieve chemotaxis veroorzaken, worden lokstoffen genoemd. Stoffen die een negatieve chemotaxis veroorzaken, zijn daarentegen insectenwerende middelen. Zo reageren chemotactische bacteriën positief op suiker, zuurstof en glucose en reageren chemotactische bacteriën negatief op celtoxines. Chemotaxis speelt ook een belangrijke rol bij de immuunafweer.

Functie en taak

Wanneer er een ontsteking in het lichaam is, worden verschillende boodschappersubstanties gevormd en vrijgegeven. Deze worden ook wel chemokines genoemd. Ze trekken de cellen van het immuunsysteem naar de plaats van de ontstekingsreactie. Verschillende groepen stoffen kunnen als chemokinen werken. Deze omvatten de componenten van het complementsysteem, cytokines, componenten van het celmembraan van bacteriën en leukotriënen.

Bepaalde witte bloedcellen (granulocyten en macrofagen) bevatten receptoren die speciaal zijn ontworpen voor de chemotactisch actieve stoffen. Wanneer een chemokine aan deze receptoren koppelt, kunnen de immuuncellen zogenaamde pseudopodia ontwikkelen. Pseudopodia zijn dunne-celprocessen die de cel in staat stellen actief amoeboïde te verplaatsen.

Hierdoor kunnen de immuuncellen de locatie naderen naarmate de concentratie chemokinen toeneemt. Op deze manier bereiken de cellen snel de plaats van ontsteking vanuit verder weg gelegen delen van het lichaam.

Omgekeerd is er ook een negatieve chemotaxis, waarbij de cellen van het immuunsysteem worden verwijderd van de locatie van het pathologische proces. Op deze manier kunnen mogelijke overreacties worden vermeden.

Chemotaxis speelt ook een belangrijke rol in de vroege fasen van de embryonale ontwikkeling (embryogenese). Embryonale ontwikkeling is de fase van bevruchting van de eicel tot orgaananlage. Tijdens de embryogenese worden de drie zaadlobben gecontroleerd door een bepaalde concentratiegradiënt van verschillende boodschappersubstanties en op de juiste plaats gebracht.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten en aandoeningen

Maar chemotaxis heeft niet alleen positieve effecten op het lichaam. Kankercellen maken ook gebruik van dit proces. Ze gebruiken chemotaxis om bloedvaten te benaderen. Als ze een bloedvat hebben bereikt, kunnen ze erin groeien en hun cellen via de bloedbaan in het lichaam verdelen. Dit op chemotaxis gebaseerde proces staat bekend als metastase.

Veel infecties en ontstekingen zijn ook gebaseerd op chemotaxis. Er zijn verschillende ziekten waarbij verminderde chemotaxis de belangrijkste oorzakelijke factor is. Een voorbeeld van een dergelijke ziekte is het Chediak-Higashi-syndroom. Dit syndroom is een zeldzame erfelijke ziekte die de normale celmigratie negatief beïnvloedt. Als gevolg hiervan ontwikkelen zich terugkerende etterende infecties van de luchtwegen en de huid.

Een andere ziekte met verminderde chemotaxis is het Kartagener-syndroom. Deze ziekte is ook aangeboren. De oorzaak van de ziekte is een ontbrekende subeenheid van het motoreiwit dyneïne. Dit is verantwoordelijk voor de chemotaxis van de microtubuli in de cellen. Door het gebrek aan mobiliteit van de microtubuli zijn de trilharen in het epitheel van de ademhalingsorganen beschadigd. Dit belemmert het transport van slijm en de ademhalingsorganen kunnen niet voldoende worden gereinigd. Dit leidt tot chronische ontstekingen in de luchtwegen.

Chemotaxis is de oorzaak van deze twee ziekten. Bij veel andere ziekten speelt het echter een belangrijke rol in het verloop van de ziekte. Terwijl de chemotaxis toeneemt bij ontstekingen, gaan de infectieziekten AIDS en brucellose hand in hand met een verminderde chemotaxis. Brucellose is een infectieziekte die wordt veroorzaakt door de aërobe staafbacterie Brucella. Bij ziekten zoals arteriosclerose of artritis wordt de chemotaxis negatief beïnvloed door de pathologische processen.

Parodontitis, psoriasis en uitgezaaide tumoren worden ook in verband gebracht met verhoogde chemotaxis. Daarentegen is chemotaxis eerder verminderd bij multiple sclerose. Multiple sclerose is een chronische ontstekingsziekte van het zenuwstelsel. Het is een auto-immuunziekte waarbij het lichaam de myeline-omhulsels van zenuwcellen aanvalt. Dit veroorzaakt schade aan de myeline-laag. Dit gaat gepaard met symptomen zoals verlamming of abnormale gewaarwordingen.

De ziekte van Hodgkin vertoont ook een verminderde chemotaxis. De ziekte van Hodgkin is een kwaadaardige ziekte van het lymfestelsel die zich manifesteert als pijnloze zwelling van de lymfeklieren en wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van Sternberg-Reed-cellen.

Een verminderde chemotaxis kan ook worden aangetoond bij mannelijke onvruchtbaarheid. Het is echter nog niet mogelijk geweest om sluitend duidelijk te maken waarom hier een verminderde chemotaxis is.

Chemotaxis wordt ook aangetast door intoxicatie en intoxicatie. Asbest- en benzopyreenvergiftigingen leiden tot verhoogde chemotaxis. Benzpyreen wordt aangetroffen in uitlaatgassen van auto's en industrieën. Benzpyreen wordt ook gevormd bij het roken van sigaretten. Asbestose ontstaat door ingeademd asbeststof. Longfibrose komt eerst voor en later, in de meeste gevallen, longkanker.

Aan de andere kant wordt vergiftiging met ozon geassocieerd met verminderde chemotaxis. Ozon heeft een oxiderende werking en irriteert de luchtwegen bij mensen en leidt tot ernstige tempelhoofdpijn. Er is ook een verhoogde chemotaxis in het geval van intoxicatie met chroom en kwikzouten.