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Perché zinco Il Corpo Umano "Nasconde" da batteri Borrelia Durante la malattia di Lyme

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Zinco e manganese sono presenti a livelli ridotti localizzati in siti di infezione rispetto ai tessuti circostanti sani

Lo zinco è essenziale per la funzione del sistema immunitario e un risultato in lieve insufficienza compromessa immunità innata e adattativa. Tuttavia, La malattia di Lyme sembra causare zinco da sequestrato ('Nascosto' o memorizzati) dal corpo nel tentativo di ridurre la crescita e la proliferazione delle Malattia di Lyme batteri Borrelia burgdorferi (Kehl-Fie, et al, 2010).

Sequestro manganese è pensato anche importante per il controllo della crescita di patogeni come Borrelia evolutesi utilizzare questo metallo anziché ferro come la metalloproteina essenziale per la replicazione cellulare. Malattia di Lyme batteri hanno mostrato grande capacità di adattamento a sopravvivere nell'ambiente ospitante, quindi dovrebbe venire come nessuna sorpresa che Borrelia si è evoluto di utilizzare il secondo metallo di transizione più abbondante in ospiti vertebrati, compresi gli esseri umani. Il corpo ha anche adattato tuttavia e tenta di nascondere zinco al fine di inibire la crescita microbica quando infettati.

Distribuzione di zinco in tessuti corporei


Utilizzando tecniche di imaging in grado di rilevare i livelli di distribuzione del metallo in tessuti vertebrati, i ricercatori hanno esaminato le differenze tra tessuto sano, e tessuti infettati con zinco-dipendenti batteri. Hanno scoperto che i tessuti infetti da organismi (come Staphylococcus aureus) che lo zinco uso come metalloproteina (come i batteri della malattia di Lyme) mostrano bassi livelli di zinco che si tessuti circostanti sani. Efficacemente, la mancanza di zinco nutrienti nei ascessi è pensato per dimostrare una strategia sistema immunitario per inibire e controllare l'infezione. Sequestro di zinco extracellulare non è l'unica tattica impiegata in vertebrati di privare i batteri della malattia di Lyme di zinco.

Zinco trasportatori, alcuni dei quali (ZIP8, per esempio) sono espressi dalle cellule del sistema immunitario, come macrofagi e interferone gamma cellule T stimolate, sono utilizzati anche per diminuire la quantità di zinco in alcune cellule, e componenti cellulari, del corpo. ZIP8, per esempio, gioca un ruolo nel movimento di zinco dal lisosoma nel citoplasma di una cellula. Spostando il zinco intorno nelle cellule e dei tessuti in modo sembra essere un meccanismo progettato per disturbare i processi batterici zinco-dipendenti e ridurre la diffusione di infezioni da batteri come quelli che causano la malattia di Lyme.

Malattia di Lyme, Zinco, e immunità

Come questi meccanismi sono efficaci nell'inibire la diffusione dell'infezione malattia di Lyme Resta da vedere. Concentrazioni di zinco Altered anche influenzare la salute delle cellule del corpo stesso sistema immunitario e dei processi cellulari di altri tra cui T-cellule sviluppo, e l'attivazione delle cellule dendritiche e crescita, che rende difficile per gli scienziati di valutare l'impatto dei livelli di zinco abbassati sulla crescita batterica e la virulenza. Alcuni effetti si ritiene probabile tuttavia, come batteri sono stimati utilizzare zinco in giro 4-6% di tutte le proteine. I batteri tentare di combattere sequestro del corpo di zinco esprimendo trasportatori zinco ad alta affinità, come i sistemi di trasporto ZnuABC in Escherichia coli.


Inibire la crescita Borrelial

Sebbene tutta questa ricerca sulla necessità di zinco da batteri malattia di Lyme può sembrare accademico potrebbe fornire ai medici un modo di inibire la crescita e la diffusione dell'infezione ad un certo punto nel futuro. Per comprendere il modo in cui il corpo cerca di controllare l'infezione naturale, e modi che batteri come Borrelia cercano di superare queste strategie, può essere che queste zinco-acquisizione sistemi utilizzati dai batteri possono diventare un bersaglio per il trattamento. Sequenziamento del genoma di Borrelia burgdorferi ha trovato che i batteri della malattia di Lyme manca di geni che codificano per sistemi di acquisizione a caldo il che suggerisce che i batteri non possono richiedere ferro a prosperare, a differenza dei batteri convenzionali (Ouyang, et al, 2009). Un gene cromosomico, bb0219, presenti in batteri Borrelia sembra essere coinvolto nella diffusione di uno o più metalli di transizione tuttavia, come manganese e zinco, ricercatori e può essere in grado di utilizzare tale gene codifica per alterare la capacità dei batteri di infettare zecche e topi, e possibilmente umani.

Altri ricercatori stanno guardando peptide deformylase (PDF) come possibile bersaglio per lo sviluppo di agenti antibatterici, compresi trattamento di malattia di Lyme. PDF è un catalizzatore per la rimozione dei gruppi N-terminali formil nascenti da polipeptidi sintetizzati ribosomi; fondamentalmente, questo significa che PDF è necessario per le proteine ​​batteriche da effettuare e, quindi, per la sopravvivenza dei batteri. Sorpresa delle sorprese per i ricercatori, Borellial PDF sembrano scegliere di zinco su ferro quando entrambi sono ugualmente presenti, mentre altri batteri tendono a scegliere di ferro e solo contare su zinco, se i livelli di ferro sono bassi (Nguyen, et al, 2008). Alcuni operatori stanno studiando i potenziali collegamenti tra pyroluria, Malattia di Lyme e zinco, talvolta indicato come il fattore malva, anche se non chiara strategia di trattamento può essere messo a punto a causa della mancanza di prove e dei possibili rischi di alte dosi di zinco. La malattia di Lyme, zinco, manganese, e il rapporto tra le due grandezze appare molto più complesso di quanto alcuni praticanti e supplemento-venditori ambulanti vorrebbero farci credere.


Riferimenti

Ma Zhen, E Fede. Jacobsen, e David P. Giedroc, I trasportatori in metallo e sensori in metallo: Come Chimica Coordinamento Controlli Omeostasi batterica in metallo, Chem Rev. 2009 Ottobre; 109(10): 4644-4681.

Thomas E. Kehl-Fie e Eric P. Skaar, Immunità nutrizionale al di là di ferro: un ruolo per manganese e zinco, Curr Opin Chem Biol. 2010 Aprile; 14(2): 218-224.

Zhiming Ouyang, Lui Ming, Tara Oman, X. Frank Yang, e Michael V. Norgard, Un trasportatore di manganese, BB0219 (BMTA), è richiesto per la virulenza dalla spirocheta malattia di Lyme,Borrelia burgdorferi, Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Marzo 3; 106(9): 3449-3454.

Kiet T. Nguyen, Jen-Chieh Wu, Julie A. Boylan, Frank C. Gherardini, e Dehua Pei, Lo zinco è il cofattore di metallo di Borrelia burgdorferi Peptide Deformylase, Arch Biochem Biophys, 2007 Dicembre 15; 468(2): 217-225.