CHIMIOTACTISME: QU'EST-CE QUE C'EST, EXEMPLES - LA BIOLOGIE - 2025

La chimiotaxie est un processus biologique dans lequel se produit le mouvement ou le déplacement de certaines cellules pour être attirées vers les agents chimiotactiques (produits chimiques). Les cellules peuvent être procaryotes ou eucaryotes; par exemple, les bactéries et les leucocytes.

Ce phénomène se produit dans les organismes unicellulaires et multicellulaires, qui ont des organes de locomotion qui leur permettent de se déplacer. C'est extrêmement important pour tous les êtres vivants. Elle est requise à partir du moment où un nouvel être est engendré, et il est important qu'elle soit réalisée au cours des différentes phases du développement embryonnaire et fœtal.

Source: Gabriel Bolívar

Le chimiotactisme est essentiel pour réaliser les fonctions normales des organismes multicellulaires; par exemple, la nutrition et la défense du corps.

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

La manière dont la réponse chimiotactique se produit ou les caractéristiques du mouvement varient selon les organes de locomotion que possèdent les organismes.

Qu'est-ce que le chimiotactisme?

Le chimiotactisme est une réponse présentée par des cellules procaryotes ou eucaryotes, des organismes unicellulaires ou multicellulaires mobiles. Le gradient ou 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 tourner les flagelles dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. A certains intervalles, il y a un changement de direction des flagelles; qui se manifeste par des mouvements de bactéries tels que sauter ou sauter.

En général, les signaux chimiotactiques du milieu influencent le mouvement des bactéries. Lorsque la bactérie s'approche d'un attractif, elle nage en ligne droite plus longtemps, montrant parfois des sauts; alors 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 chimiokinèse, le produit chimique produit le mouvement non orienté ou aléatoire d'un organisme.

Les types

Compte tenu du sens ou de la direction du mouvement des cellules par rapport au facteur attractif, l'existence de deux types de chimiotactisme est décrite: positive et négative.

Chimiotactisme positif

Le mouvement de l'organisme se produit vers une concentration plus élevée de la substance chimique trouvée dans son environnement.

Par exemple: lorsque les bactéries se déplacent ou nagent attirées vers les endroits où il y a une plus grande concentration de carbone sous forme de glucose.

Ce type de chimiotactisme est représenté dans l'image. L'organisme se déplace vers les régions où il y a une plus grande concentration de la substance bénéfique pour lui; tandis que dans le chimiotactisme négatif, le contraire se produit: rien vers la région où la concentration de la substance nocive est la plus faible.

Chimiotactisme négatif

Il se produit lorsque le mouvement d'un organisme se produit dans la direction opposée du site où il y a une plus grande concentration d'un produit chimique diffusible.

Un exemple de ce type de chimiotactisme négatif se produit lorsque les bactéries peuvent s'éloigner de certains produits chimiques qui leur sont nocifs. Ils se retirent, fuient les lieux où se trouvent des substances, comme le phénol, qui est un poison pour eux.

En plus de la chimiotaxie décrite, il existe une autre classification du mouvement qui est générée en réponse au type de modification qui se produit dans l'environnement:

-Aérotaxie, qui est le mouvement des cellules vers le site où il y a une concentration optimale d'oxygène.

-Phototaxie, ou le mouvement des bactéries vers des endroits où il y a une plus grande quantité de lumière.

-Le taxi. Ce dernier consiste en le mouvement des bactéries vers des endroits où il y a des accepteurs d'électrons; par exemple, l'ion nitrate (NO ₃ ^-).

Exemples

-Chemotacticisme 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 les récepteurs spécifiques de cette substance situés sur la membrane bactérienne.

La méthylation et la déméthylation de protéines membranaires spécifiques médiées par la guanosine monophosphate cyclique (GMPc) ont été décrites comme l'un des mécanismes qui amènent les bactéries à réaliser différents types de chimiotactisme.

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

-En fécondation et développement embryonnaire

Le chimiotactisme est responsable de la fécondation. Dans ce cas, le gradient de concentration est dû à la progestérone libérée par les cellules glomérulaires (qui entourent la zona pellucida de l'ovocyte). Cela provoque le voyage des spermatozoïdes vers l'ovule dans la trompe de Fallope.

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

-Chemotacticisme dans l'inflammation

Facteurs produits par les micro-organismes

Dans les réactions inflammatoires produites en réponse à une infection, les mêmes micro-organismes, tels que les bactéries, produisent des substances chimiotactiques. Ils induisent un chimiotactisme, la migration rapide ou l'arrivée de leucocytes polymorpho-nucléaires vers le site où se produit l'infection.

Les peptides bactériens commencent avec la N-formyl-méthionine, qui sont des agents chimio-attractifs pour de nombreuses cellules hôtes phagocytaires.

Facteur chimiotactique généré par le complément

Le complément est un ensemble de protéines sériques qui ont une fonction de défense dans le corps et sont activées par une série de réactions protéolytiques de manière séquentielle ou en cascade.

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

La fonction principale du fragment du complément C5a est la chimiotaxie, par laquelle il attire les leucocytes et monocytes neutrophiles. Ces cellules par diapédèse traversent l'endothélium vasculaire et atteignent le tissu ou la muqueuse infecté pour effectuer la phagocytose ou l'ingestion d'agents 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 diverses interleukines. Les lymphocytes B et T libèrent également des cytokines chimiotactiques, dont les effets renforcent les réactions immunitaires.

-Altération du chimiotactisme 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 dans des maladies inflammatoires telles que l'arthrite, les métastases tumorales, l'empoisonnement à l'amiante, entre autres conditions.

Références

1. Examens annuels. (1975). Chimiotaxie chez les bactéries. Récupéré de: nemenmanlab.org
2. Brooks, G.; Butel, J. et Morse S. (2005). Microbiologie médicale Jawetz, Melnick et Adelberg. (18e éd.) Mexico: The Modern Manual
3. Chimiotaxie des spermatozoïdes. Chimiotaxie des spermatozoïdes de l'oursin. Récupéré de: embryology.med.unsw.edu.au
4. Wikipédia. (2018). Chimiotaxie. Récupéré de: en.wikipedia.org
5. Williams et Wilkins (1994). Microbiologie Mécanismes des maladies infectieuses. (2e éd.) Buenos Aires: Panamericana