Respiratory burst
சுவாச வெடிப்பு (அல்லது ஆக்சிஜனேற்ற வெடிப்பு) என்பது வெவ்வேறு உயிரணு வகைகளிலிருந்து எதிர்வினை ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் (ஆர்ஓஎஸ்), சூப்பர் ஆக்சைடு எதிர்மின் அயனி () மற்றும் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு () ஆகியவற்றின் விரைவான வெளியீடு ஆகும். இது பொதுவாக பாலூட்டிகளின் நோயெதிர்ப்பு பாதுகாப்புக்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது, ஆனால் செல் சமிக்ஞையிலும் பங்கு வகிக்கிறது. கருத்தரித்தலைத் தொடர்ந்து விலங்குகளின் கருப்பையிலும் சுவாச வெடிப்பு ஏற்படுகிறது. இது தாவர உயிரணுக்களிலும் ஏற்படலாம். நோய் எதிர்ப்பு சக்தி நோயெதிர்ப்பு செல்களை மைலாய்டு செல்கள் மற்றும் நிணநீர் செல்கள் என பிரிக்கலாம். மேக்ரோபேஜ்கள் மற்றும் நியூட்ரோஃபில்கள் உள்ளிட்ட மைலாய்டு செல்கள் குறிப்பாக சுவாச வெடிப்பில் ஈடுபடுத்தப்படுகின்றன. அவை பாகோசைடிக் ஆகும், மேலும் சுவாச வெடிப்பு உட்புற பாக்டீரியா அல்லது பிற நோய்க்கிருமிகளின் அடுத்தடுத்த சீரழிவுக்கு இன்றியமையாதது. இது உள்ளார்ந்த நோய் எதிர்ப்பு சக்தியின் ஒரு முக்கிய அம்சமாகும். சுவாச வெடிப்புக்கு NADPH ஆக்சிடேஸ் (மனிதர்களில் NOX2) செயல்பாட்டின் மூலம் ஆக்ஸிஜன் நுகர்வு 10 முதல் 20 மடங்கு அதிகரிக்க வேண்டும். NADPH என்பது NOX2 இன் முக்கிய அடி மூலக்கூறு ஆகும், மேலும் இது ஆற்றலைக் குறைக்கிறது. கிளைகோஜன் முறிவு NADPH ஐ உற்பத்தி செய்ய இன்றியமையாதது. இது பெண்டோஸ் பாஸ்பேட் பாதை வழியாக நிகழ்கிறது. NOX2 நொதி பாகோலிசோசோம் சவ்வில் பிணைக்கப்பட்டுள்ளது. பாக்டீரியா பாகோசைட்டோசிஸுக்குப் பிறகு, இது செயல்படுத்தப்பட்டு, அதன் ரெடாக்ஸ் மையம் வழியாக சூப்பர் ஆக்சைடை உற்பத்தி செய்கிறது, இது சைட்டோசோலிக் என். ஏ. டி. பி. எச் இலிருந்து பாகோசோமில் உள்ள ஓ 2 க்கு எலக்ட்ரான்களை மாற்றுகிறது. 2O2 + NADPH-> 2O2 •-+ NADP + + H + சூப்பர் ஆக்சைடு பின்னர் மற்ற மூலக்கூறுகளுடன் தன்னிச்சையாகவோ அல்லது என்சைம் ரீதியாகவோ வினைபுரிந்து மற்ற ரோஸ்களை உருவாக்குகிறது. உருவாக்கப்பட்ட எதிர்வினை ஃப்ரீ ரேடிக்கல்களுக்கு செல்களுக்கு வெளியே உள்ள சூழலின் வெளிப்பாட்டைக் கட்டுப்படுத்த பாகோசைடிக் சவ்வு முத்திரையிடுகிறது. வினைபுரியும் உயிரணுக்களில் வினைபுரியும் ஆக்ஸிஜன் இனங்கள் அல்லது வினைபுரியும் நைட்ரஜன் இனங்கள் (ஆர்என்எஸ்) உருவாவதற்கு 3 முக்கிய வழிகள் உள்ளனஃ சூப்பர் ஆக்சைடு டிஸ்ம்யூடேஸ் (அல்லது மாற்றாக, மைலோபெராக்ஸிடேஸ்) சூப்பர் ஆக்சைடிலிருந்து ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை உருவாக்குகிறது. ஹைட்ராக்சில் ரேடிக்கல்கள் பின்னர் ஹேபர்-வெயிஸ் எதிர்வினை அல்லது ஃபெண்டன் எதிர்வினை மூலம் உருவாக்கப்படுகின்றன, அவற்றில் இரண்டும் Fe2 + ஆல் வினையூக்கப்படுகின்றன. ஆலைடு அயனிகளின் முன்னிலையில், முக்கியமாக குளோரைடு அயனிகள், மைலோபெராக்சிடேஸ் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடைப் பயன்படுத்தி ஹைபோகுளோரஸ் அமிலத்தை உற்பத்தி செய்கிறது. H2O2 + Cl−-> ClO− + H2O நைட்ரிக் ஆக்சைடு சிந்தேஸ் (தூண்டக்கூடிய ஐசோஃபார்ம், ஐ. என். ஓ. எஸ், நோய் எதிர்ப்பு சக்தியில்) எல்-அர்ஜினைனில் இருந்து நைட்ரிக் ஆக்சைடு உற்பத்தியை ஊக்குவிக்கிறது. 2L-அர்ஜினைன் + 3NADPH + 3H + + 4O2-> 2சிட்ருலின் + 2NO • + 4H2O + 3NADP + நைட்ரிக் ஆக்சைடு சூப்பர் ஆக்சைடு எதிர்மின் அயனிகளுடன் வினைபுரிந்து பெராக்ஸினைட்ரைட் எதிர்மின் அயனியை உருவாக்கலாம். O2-− + NO-→ ONO2-நோய்க்கிருமிகளுக்கு எதிரான பாதுகாப்பு சுவாச வெடிப்பில் இந்த எதிர்வினை இனங்களின் வெளிப்பாடு நோயியல் விளைவை ஏற்படுத்துகிறது. இது சூழப்பட்ட பாக்டீரியாவுக்கு ஆக்ஸிஜனேற்ற சேதம் ஏற்படுவதால் ஏற்படுகிறது. குறிப்பிடத்தக்க வகையில், பெராக்ஸினைட்ரைட் என்பது மிகவும் வலுவான ஆக்சிஜனேற்ற முகவர் ஆகும், இது கொழுப்பு பெராக்சிடேஷன், புரத ஆக்சிஜனேற்றம், புரத நைட்ரேஷன் ஆகியவற்றிற்கு வழிவகுக்கும், அவை அதன் பாக்டீரிசைடு விளைவுகளுக்கு காரணமாகின்றன. இது ஃபெண்டன் எதிர்வினைக்கு ஃபெண்டன் + ஐ வெளியிடும் ஃபென்ஸ் போன்ற இடைநிலை உலோக மையங்களைக் கொண்ட புரதங்களுடன் நேரடியாக வினைபுரியும். பெராக்ஸினைட்ரைட் பெப்டைட் சங்கிலியில் உள்ள பல்வேறு அமினோ அமிலங்களுடன் வினைபுரியக்கூடும், இதன் மூலம் புரத அமைப்பு மற்றும் பின்னர் புரத செயல்பாட்டை மாற்றுகிறது. இது பொதுவாக சிஸ்டைனை ஆக்சிஜனேற்றுகிறது, மேலும் பிற உருவாக்கப்பட்ட ஆர்என்எஸ் மூலம் டைரோசின் நைட்ரேஷனை மறைமுகமாக தூண்டலாம். மாற்றப்பட்ட புரத செயல்பாட்டில் நொதி வினையூக்கி செயல்பாடு, சைட்டோஸ்கெலிட்டல் அமைப்பு மற்றும் செல் சமிக்ஞை கடத்தல் ஆகியவற்றில் ஏற்படும் மாற்றங்கள் அடங்கும். ஹைபோக்ளோரஸ் அமிலம் டிஎன்ஏ, கொழுப்புகள் மற்றும் புரதங்கள் உள்ளிட்ட பல உயிரணு மூலக்கூறுகளுடன் வினைபுரிகிறது. எச். சி. எல். ஓ சிஸ்டைன்கள் மற்றும் மெத்தியோனைன்களை முறையே அவற்றின் சல்ப்ஹைட்ரில் குழுக்கள் மற்றும் கந்தக குழுக்கள் வழியாக ஆக்சிஜனேற்றம் செய்யலாம். முந்தையது டைசல்பைடு பிணைப்புகளின் உருவாக்கத்திற்கு வழிவகுக்கிறது, இது புரத குறுக்கு இணைப்பைத் தூண்டுகிறது. இரண்டு ஆக்சிஜனேற்றங்களும் புரத திரட்டலிலும் இறுதியில் உயிரணு இறப்பிலும் விளைகின்றன. சல்ப்ஹைட்ரில் குழுக்கள் மூன்று எச். சி. எல். ஓ மூலக்கூறுகளால் மூன்று மடங்கு ஆக்சிஜனேற்றப்படலாம், சல்பெனிக் அமிலங்கள், சல்பினிக் அமிலங்கள் மற்றும் ஆர்-எஸ்ஓ 3 எச் ஆகியவற்றை உருவாக்குகின்றன, அவை பெருகிய முறையில் மீளமுடியாதவை மற்றும் பாக்டீரிசைடு ஆகும். இதற்கிடையில், மெத்தியோனின் ஆக்சிஜனேற்றம் மீளக்கூடியது. எச். ஓ. சி. எல் முதன்மை அல்லது இரண்டாம் நிலை அமீன்களுடன் வினைபுரிந்து, பாக்டீரியாவுக்கு நச்சுத்தன்மை கொண்ட குளோரோஅமைன்களை உற்பத்தி செய்கிறது. புரோட்டீன் குறுக்கு இணைப்பு மற்றும் திரட்டல் கூட ஏற்படலாம், அதே போல் FeS குழுக்களின் இடையூறும் ஏற்படலாம். ஹைபோகுளோரஸ் அமில உருவாக்கத்துடன் ஒருங்கிணைந்த மைலோபெராக்சிடேஸ் ஆகும். மைலோபெராக்ஸிடேஸ் நியூட்ரோஃபில்களில் மிகவும் ஏராளமாக உள்ளது, இதில் பாகோசைட்டோசிஸ் சிதைவுடன் சேர்ந்து வருகிறது. இது பாகோலிசோசோமுடன் துகள்களின் இணைவு ஆகும், இது மைலோபெராக்ஸிடேஸ் உள்ளிட்ட அவற்றின் உள்ளடக்கங்களை வெளியிடுகிறது. சுவாச வெடிப்பின் போது பல நுண்ணுயிர்க் கொல்லும் பொருட்கள் உருவாகுவதால், படையெடுக்கும் நோய்க்கிருமிகளைக் கொல்வதில் தனிப்பட்ட மூலக்கூறுகளின் முக்கியத்துவம் முழுமையாகப் புரிந்து கொள்ளப்படவில்லை. ஆர்ஓஎஸ் உள்ளிட்ட உருவாக்கப்பட்ட நுண்ணுயிர் எதிர்ப்பு பொருட்களின் அதிக நச்சுத்தன்மை காரணமாக, நியூட்ரோஃபில்கள் வீக்கத்தின் போது புரவலன் திசு சேதத்தைக் கட்டுப்படுத்த குறுகிய ஆயுட்காலம் கொண்டவை. நாள்பட்ட கிரானுலோமேட்டஸ் நோய் என்பது மனித நியூட்ரோஃபில்களின் பரம்பரை நோயாகும், இதில் NOX2 குறைபாடுடையது. ஃபாகோசைட்டோசிஸ் இன்னும் ஏற்படலாம், ஆனால் சரியான செயல்பாட்டு NOX2 இல்லாமல், சூப்பர் ஆக்சைடு உற்பத்தி இல்லை, எனவே சுவாச வெடிப்பு இல்லை. பாக்டீரியா தொற்று அகற்றப்படவில்லை. செல்லுலார் சிக்னலிங் ஃபாகோசைடிக் அல்லாத செல்கள் ஃபாகோசைடிக் அல்லாத செல்களில், ஆக்ஸிஜனேற்ற வெடிப்பு தயாரிப்புகள் ஊடுருவல் சிக்னலிங் பாதைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. உருவாக்கப்பட்ட ஆர்ஓஎஸ் செல் ரெடாக்ஸ் நிலையை மாற்றுவதன் மூலம் இதை அடைகிறது. இது குளுட்டாதயோன் என்ற ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதி மற்றும் அதன் ஆக்சிஜனேற்றப்பட்ட தயாரிப்பு குளுட்டாதயோன் டைசல்பைடு (ஜிஎஸ்ஹெச்ஃ ஜிஎஸ்எஸ்ஜி) ஆகியவற்றின் விகிதத்தால் கண்காணிக்கப்படலாம். ஆக்ஸிஜனேற்ற நொதிகள் சம்பந்தப்பட்ட மூலக்கூறுகளை, குறிப்பாக சூப்பர் ஆக்சைடு எதிர்மின் அயனி மற்றும் நைட்ரிக் ஆக்சைடு ஆகியவற்றை அகற்றுவதன் மூலம் ரெடாக்ஸ் சமிக்ஞையை சமநிலைப்படுத்துகின்றன. பெருக்கம், வேறுபாடு, வாஸ்குலர் செயல்பாடு மற்றும் நரம்பியக்கடத்தல் போன்ற சாதாரண செயல்முறைகளுக்கு ரெடாக்ஸ் சமிக்ஞை முக்கியமானது. இது புற்றுநோய் போன்ற நோய் நிலைகளிலும் ஈடுபட்டுள்ளது. NADPH ஆக்சிடேஸ் ஐசோஃபார்ம் NOX1 வளர்ச்சிக் காரணிக்கு பதிலளிக்கும் வகையில் தற்காலிகமாக சூப்பர் ஆக்சைடு வெடிப்பை உருவாக்குகிறது (எ. கா. ஈ. ஜி. எஃப்) அந்தந்த ஏற்பிகளின் தூண்டுதல். சூப்பர் ஆக்சைடு ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடாக பரவுதல்-வரையறுக்கப்பட்ட விகிதத்திற்கு நெருக்கமான விகிதத்தில் வெளியேற்றப்படுகிறது. சூப்பர் ஆக்சைடின் சிதைவுக்கான இந்த இடஞ்சார்ந்த கட்டுப்பாடு ரெடாக்ஸ் சமிக்ஞையின் குறிப்பிட்ட தன்மையை அனுமதிக்கிறது. உயிரணுவின் பிளாஸ்மா சவ்வில் உள்ள குறிப்பிட்ட மைக்ரோடோமைன்களில் NOX1 உள்ளூர்மயமாக்கல் மூலமும் குறிப்பிட்ட தன்மை உறுதி செய்யப்படுகிறது. அக்வாபோரின் அல்லது பரவல் போன்ற வழிகள் மூலம், ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு சைட்டோசோலுக்குள் நுழைகிறது. அங்கு, இது ரெடாக்ஸ்-உணர்திறன் புரதங்களின் சிஸ்டைன் குழுக்களை ஆக்சிஜனேற்றுகிறது, பின்னர் அவை சமிக்ஞைகளை கடத்தலாம். பாகோசைட்களில் உள்ள மேக்ரோபேஜ்கள் ஆக்சிஜனேற்ற வெடிப்பு பொதுவாக பாக்டீரியாவைக் கொல்வதோடு தொடர்புடையது. இருப்பினும், மேக்ரோபேஜ்கள், குறிப்பாக அல்வியோலார் மேக்ரோபேஜ்கள், பொதுவாக நியூட்ரோஃபில்களை விட மிகக் குறைந்த அளவிலான ஆர். ஓ. எஸ்ஸை உற்பத்தி செய்கின்றன, மேலும் அவற்றின் பாக்டீரிசைடு பண்புகளுக்கு செயல்பாடு தேவைப்படலாம். அதற்கு பதிலாக, அவற்றின் நிலையற்ற ஆக்சிஜனேற்ற வெடிப்பு ரெடாக்ஸ் சமிக்ஞைக்கு சைட்டோகைன் தொகுப்பைத் தூண்டுவதன் மூலம் அழற்சி பதிலை ஒழுங்குபடுத்துகிறது, இதன் விளைவாக நியூட்ரோஃபில்கள் மற்றும் செயல்படுத்தப்பட்ட மேக்ரோபேஜ்களின் வருகை ஏற்படுகிறது. புற்றுநோய் செல்கள் அதிகப்படியான ஆர்ஓஎஸ் அளவை உற்பத்தி செய்வதன் மூலம் செல் சமிக்ஞையை கையாள முடியும், இதன் மூலம் அவற்றின் செல்லுலார் வளர்ச்சி மற்றும் பெருக்கத்தை ஊக்குவிக்க பாதைகளை ஆக்கப்பூர்வமாக செயல்படுத்துகிறது. உட்பொதிக்கப்பட்ட பாதைகளில் NF-κB, PI3K, HIF கள் மற்றும் MAPK கள் அடங்கும். மனிதர்களில், ஆன்கோஜெனிக் KRAS உயிரணுக்களில் மைட்டோஜெனிக் பாதை தூண்டுதலுக்காக ஆக்ஸிஜனேற்ற வெடிப்பில் வெளியிடப்பட்டவற்றுடன் மைட்டோகாண்ட்ரியல் ROS தேவைப்படுகிறது. இருப்பினும், ஆன்கோஜெனிக் கிராஸ் எலிகளில் ஃபைப்ரோபிளாஸ்ட்களில், என். ஏ. டி. பி. எச் ஆக்சிடேஸ் தடுப்பான்கள் இந்த வளர்ச்சி காரணி பாதைகளைத் தடுக்க போதுமானதாக இருப்பதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது. ட்யூமரிஜெனிக் செல்கள் ஒரே நேரத்தில் புற்றுநோய் உயிரணு இறப்பிலிருந்து பாதுகாக்க அதிக அளவு ஆக்ஸிஜனேற்றங்களை பராமரிக்கின்றன. கருவுறுதல் மிகவும் குறிப்பிடத்தக்க வகையில், கருவுறுதலுக்குப் பிந்தைய ஆக்ஸிஜனேற்ற வெடிப்பு கடல் அர்ச்சின் முட்டையில் காணப்படுகிறது. இது நியூட்ரோஃபில்களில் இருந்து பரிணாம ரீதியாக வேறுபட்டதாக நம்பப்படுகிறது. ஆக்ஸிஜன் நுகர்வு அதிகரித்ததைத் தொடர்ந்து முட்டை ஆக்சிடேஸ் செயல்பாட்டால் ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. உயிருக்கு ஆபத்தான பாலிஸ்பெர்மியைத் தடுக்க கருப்பை புரதங்களின் குறுக்கு இணைப்புக்கு இது அவசியம். ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு கூட விந்தணுக் கொல்லியாகும். இருப்பினும், கருவுற்ற முட்டையை ஆக்சிஜனேற்ற சேதத்திலிருந்து பாதுகாக்க உருவாக்கப்பட்ட எதிர்வினை இனங்கள் நோய் எதிர்ப்பு சக்தியை விட குறைந்த அளவில் பராமரிக்கப்படுகின்றன. ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடை முதன்மையாக ஒரே முட்டை ஆக்சிடேஸின் இரட்டை செயல்பாட்டின் மூலம் அகற்றுவதன் மூலமும், இரண்டாவதாக கேடலேஸ் மற்றும் குளுதாதயோன் போன்ற சைட்டோபிளாஸ்மிக் ஆர்ஓஎஸ் தோட்டி மூலம் அகற்றுவதன் மூலமும் இது அடையப்படுகிறது. தாவரங்களில் ஆக்ஸிஜனேற்ற வெடிப்பு தாவரங்களில் நோய்க்கிருமி நோய்த்தொற்றுக்கு ஒரு பாதுகாப்பு பொறிமுறையாக செயல்படுகிறது. இது செல்-மேற்பரப்பில் அமைந்துள்ள ஏற்பிகளால் PAMPகளைக் கண்டறிந்த பிறகு காணப்படுகிறது (எ. கா. FLS2 அல்லது EFR). விலங்குகளைப் போலவே, தாவரங்களில் எதிர்வினையாற்றும் ஆக்ஸிஜன் இனங்களின் உற்பத்தியும் என். ஏ. டி. பி. எச் ஆக்சிடேஸ் மூலம் மத்தியஸ்தம் செய்யப்படுகிறது. தாவர நோய் எதிர்ப்பு சக்தியில், என். ஏ. டி. பி. எச் ஆக்சிடேஸ் துணை அலகுகள் ஆர். பி. ஓ. டி மற்றும் ஆர். பி. ஓ. எஃப் ஆகியவை ஒன்றுடன் ஒன்று செயல்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, அவை வெவ்வேறு திசுக்களிலும் வெவ்வேறு நிலைகளிலும் வெளிப்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், விலங்குகளின் பாகோசைட்டுகளுக்கு மாறாக, உருவாக்கப்பட்ட ஆர்ஓஎஸ் சீல் செய்யப்பட்ட பாகோலிசோசோமில் உள்ளது, தாவரங்களில் ஆக்ஸிஜனேற்ற வெடிப்பு இல்லை. இதன் விளைவாக, உருவாக்கப்பட்ட ஆர்ஓஎஸ் நோய்க்கிருமி நச்சுத்தன்மையுடன் கூடுதல் விளைவுகளை ஏற்படுத்துகிறது. ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு தாவரத்தின் செல் சுவர் கிளைகோபுரோட்டின்களின் ஆக்சிஜனேற்ற குறுக்கு இணைப்பைத் தூண்டுகிறது. இது நோய்க்கிருமிகளால் நொதி சீரழிவுக்கு ஆளாகக்கூடிய தன்மையை குறைக்கிறது. விலங்குகளில் உள்ள இயல்பான நோய் எதிர்ப்பு சக்திக்கு ஒத்ததாக இருக்கும் முறையான பெறப்பட்ட எதிர்ப்பு, வெளிப்படும் தாவர உயிரணுக்களிலும் தூண்டப்படுகிறது. ஹைட்ரஜன் பெராக்சைடு வெளிப்பாடு அதிகப்படியான உணர்திறன் பதிலை ஏற்படுத்தக்கூடும், இது நோய்க்கிருமி நோய்த்தொற்றைக் கட்டுப்படுத்தும் நோக்கத்திற்காக, நோய்த்தொற்று நடந்த இடத்தில் ஒரு சிறிய எண்ணிக்கையிலான புரவலன் உயிரணுக்களின் மரணம் ஆகும். தாவரங்களில் ஆர். ஓ. எஸ் உற்பத்தியை லுமினோல்-பெராக்ஸிடேஸ் அடிப்படையிலான மதிப்பீடு மூலம் வெற்றிகரமான நோய்க்கிருமி அங்கீகாரத்திற்கான வாசிப்பாகப் பயன்படுத்தலாம். குறிப்புகள் வெளிப்புற இணைப்புகள் நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு லுகோசைட்டுகள்