भी साथ कुल अनुपस्थिति जीवाणु संक्रमणघावों और आघात से सेप्सिस जैसी एक भड़काऊ प्रतिक्रिया हो सकती है। जैसा कि यह निकला, इसके कारण माइटोकॉन्ड्रिया के विकासवादी अतीत में हैं - सेल ऑर्गेनेल सहजीवी बैक्टीरिया से उतरे हैं। आघात में, नष्ट माइटोकॉन्ड्रिया के घटक, जीवाणु कोशिकाओं (mtDNA और फॉर्मिल पेप्टाइड्स) के घटकों की संरचना के समान, रक्त में प्रवेश करते हैं, और प्रतिरक्षा प्रणाली उनके प्रति प्रतिक्रिया करती है जैसे कि वे एक संक्रमण थे।
इससे सांस द्वारा प्रदान की जाने वाली ऊर्जा सांस लेती है। श्वसन एक जीवित जीव और के बीच गैस विनिमय की प्रक्रिया है पर्यावरण. ऑक्सीजन का अधिक जैविक शब्दकोश, जिसका उपयोग पूरी तरह से सेलुलर स्थितियों में किया जा सकता है। साथ ही जहरीली ऑक्सीजन की समस्या गायब हो गई।
प्रकृति में होने वाले सूक्ष्म सूक्ष्मजीवों के साथ बड़े जीवों के कई सहजीवन के अवलोकन से कई सूचनात्मक निष्कर्ष दिए गए हैं। कुछ समुद्री मछलीमछली जो जलीय कशेरुक में बदल जाती है। मछली कशेरुकियों का सबसे बड़ा समूह है। वे सभी के आधे से अधिक का प्रतिनिधित्व करते हैं आधुनिक प्रजातिकशेरुक। अधिक जैविक शब्दकोश उनके शरीर के अंदर रहने वाले ल्यूमिनेसेंट बैक्टीरिया के माध्यम से दृश्यमान प्रकाश का उत्सर्जन कर सकता है। वही बैक्टीरिया धीरे-धीरे अंदर रहते हैं समुद्र का पानी, लेकिन तब वे कोई प्रकाश उत्पन्न नहीं करते हैं।
गंभीर चोटें अक्सर तथाकथित "प्रणालीगत भड़काऊ प्रतिक्रिया सिंड्रोम" (एसआईआरएस) का कारण बनती हैं, जो चिकित्सकीय रूप से सेप्सिस के समान होती है, लेकिन रक्त में रोगजनक बैक्टीरिया के प्रवेश से जरूरी नहीं है। ऐसा माना जाता था कि एसआईआरएस का कारण अभी भी बैक्टीरिया है, संभवतः आंत से रक्त में घुसना गंभीर तनाव. लेकिन इस धारणा की पुष्टि नहीं हुई और संक्रमण के अभाव में SIRS के कारण कब काअस्पष्ट रहा।
सहजीवन का एक अन्य प्रकार, उदाहरण के लिए, एक कवक और एक साइनोबैक्टीरियम, एक शैवाल या एक पौधे, या एक जीवाणु और एक स्तनपायी के बीच संबंध है। अधिक साहित्यिक पात्रों का शब्दकोश - हाई स्कूल और सायनोसिस - साथ में वे एक लाइकेन जीव बनाते हैं जो अंदर रह सकता है चरम स्थितियां, जिसकी कमी के कारण कवक सामना नहीं कर सकता पोषक तत्त्व, सायनोसिस या शैवाल। सहजीवी बैक्टीरिया त्वचा की सतह, श्लेष्म झिल्ली और स्तनधारियों पर रहते हैं, रोगजनक बैक्टीरिया के तनाव से रक्षा करते हैं, पीएच को ठीक करते हैं और कुछ विटामिन का उत्पादन करते हैं।
अमेरिकी और ब्रिटिश वैज्ञानिक इस पहेली को हल करने में कामयाब रहे, जैसा कि उन्होंने पत्रिका के नवीनतम अंक में बताया। प्रकृति. लेखकों ने दिखाया कि प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया नष्ट माइटोकॉन्ड्रिया के घटकों के कारण होती है, जो घावों, जलने और अन्य चोटों के दौरान बड़ी मात्रा में रक्त में प्रवेश करती हैं।
यह ज्ञात है कि कोशिकाओं के माइटोकॉन्ड्रिया ("ऊर्जा स्टेशन") के लिए जिम्मेदार हैं ऑक्सीजन श्वसन) इंट्रासेल्युलर सहजीवी बैक्टीरिया के वंशज हैं (देखें: यूकेरियोट्स की उत्पत्ति)। माइटोकॉन्ड्रिया संरक्षित पूरी लाइनविशिष्ट जीवाणु लक्षण, सहित सूक्ष्म स्तर. विशेष रूप से, माइटोकॉन्ड्रिया में अनुवाद (प्रोटीन संश्लेषण), जैसा कि बैक्टीरिया में होता है, हमेशा एक विशेष संशोधित अमीनो एसिड, एन-फॉर्मिलमेथियोनाइन से शुरू होता है। आर्किया और यूकेरियोट्स के साइटोप्लाज्म में, प्रोटीन संश्लेषण में इस एमिनो एसिड का उपयोग नहीं किया जाता है। इसलिए, एक प्रोटीन अणु के अंत में (या छोटे अणुओं के सिरों पर - बैक्टीरिया प्रोटीन के टूटने के दौरान गठित फॉर्मिल पेप्टाइड्स) एन-फॉर्मिलमेथियोनिन की उपस्थिति बैक्टीरिया की उपस्थिति का एक विश्वसनीय संकेतक है।
परिवर्तन परिवर्तन जीवाणु कोशिकासब्सट्रेट से सीधे अनुवांशिक सामग्री का टुकड़ा। इस प्रकार, सेल को नए कार्य प्राप्त होते हैं। हालाँकि, जीवों के लिए सहजीवन की जैविक शब्दावली अभी भी इतनी बड़ी छलांग है कि ऊपर के उदाहरणों से तुलना करना मुश्किल है। हालाँकि, हमें याद रखना चाहिए कि परिवर्तन क्या है, अगर यह वास्तव में हुआ है, तो यह लाखों साल पहले हुआ था। यह संदिग्ध है कि क्या हमारे लोग, जिनका अस्तित्व विकासवादी घड़ी में एक कड़ी से अधिक समय तक रहता है, वातावरण में ऑक्सीजन की उपस्थिति के रूप में इस तरह के कैलिबर के वातावरण में परिवर्तन का अनुभव कर सकते हैं।
माइटोकॉन्ड्रिया की एक अन्य महत्वपूर्ण "जीवाणु" विशेषता एक दूसरे के करीब स्थित सी और जी न्यूक्लियोटाइड युक्त अनमेथिलेटेड क्षेत्रों के माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए (एमटीडीएनए) में उपस्थिति है (देखें सीपीजी_साइट)। स्तनधारी परमाणु जीनोम में, ऐसे डीएनए क्षेत्र आमतौर पर मेथिलिकरण से गुजरते हैं, लेकिन बैक्टीरिया और माइटोकॉन्ड्रिया में ऐसा नहीं होता है।
ये आणविक हस्ताक्षर बैक्टीरिया के संक्रमण का पता लगाने के लिए प्रतिरक्षा प्रणाली द्वारा उपयोग किए जाते हैं। उनकी मान्यता के लिए जिम्मेदार पॉलीमॉर्फोन्यूक्लियर न्यूट्रोफिल (पॉलीमॉर्फोन्यूक्लियर न्यूट्रोफिल, पीएमएन) हैं - सफेद रक्त कोशिकाओं की किस्मों में से एक जो सिस्टम बनाती है सहज मुक्ति. पीएमएन की सतह पर, विशेष रिसेप्टर्स हैं जो बैक्टीरियल डीएनए (उन्हें टीएलआर 9 कहा जाता है) और बैक्टीरियल फॉर्मिल पेप्टाइड्स (एफपीआर 1 रिसेप्टर्स इसके लिए जिम्मेदार हैं) को पहचानते हैं।
लेखकों ने सुझाव दिया कि आघात में भड़काऊ प्रतिक्रिया इस तथ्य के कारण हो सकती है कि रक्त में बड़ी संख्या मेंनष्ट माइटोकॉन्ड्रिया से प्रोटीन और डीएनए, और कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं प्रतिरक्षा तंत्रगलती से इन अणुओं को बैक्टीरिया के लिए ले लो।
सबसे पहले, लेखकों ने जाँच की कि क्या नष्ट माइटोकॉन्ड्रिया से बहुत सारी सामग्री वास्तव में चोटों के दौरान रक्त में प्रवेश करती है। ऐसा करने के लिए, हमने गंभीर चोटों वाले 15 रोगियों में रक्त प्लाज्मा में mtDNA के स्तर को मापा, लेकिन बिना खुले घावोंऔर क्षति जठरांत्र पथ. उनका mtDNA स्तर सामान्य से हजारों गुना अधिक निकला और चोट के बाद दिन के दौरान बढ़ना जारी रहा। सर्जरी के दौर से गुजर रहे मरीजों में भी यही देखा गया है।
उसके बाद, लेखकों ने खंडित माइटोकॉन्ड्रिया और उनके व्यक्तिगत घटकों: माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए और फॉर्मिल पेप्टाइड्स के लिए पीएमएन की प्रतिक्रिया का विस्तार से अध्ययन किया। यह पता चला कि ये अणु पॉलीमॉर्फोन्यूक्लियर न्यूट्रोफिल में समान जीवाणु पदार्थों के समान प्रतिक्रिया का कारण बनते हैं। न्यूट्रोफिल के साइटोप्लाज्म में, कैल्शियम की सांद्रता तेजी से बढ़ जाती है, वे इंटरल्यूकिन IL-8 (इंटरल्यूकिन -8) का स्राव करना शुरू कर देते हैं और क्रॉल करते हैं जहां नष्ट माइटोकॉन्ड्रिया से निकलने वाले पदार्थों की सांद्रता अधिक होती है।
विशेष प्रयोगों से पता चला है कि माइटोकॉन्ड्रियल डीएनए को टीएलआर 9 रिसेप्टर द्वारा मान्यता प्राप्त है, और एफपीआर 1 रिसेप्टर द्वारा फॉर्मिल पेप्टाइड्स (जैसी अपेक्षा की जाती है, इन माइटोकॉन्ड्रियल पदार्थों की बैक्टीरिया एनालॉग्स की समानता के आधार पर)। सक्रिय न्यूट्रोफिल एमएमपी -8 एंजाइम का स्राव करते हैं, जो कोलेजन को तोड़ता है और न्यूट्रोफिल को ऊतकों में गहराई से प्रवेश करने की अनुमति देता है। बहुत अधिक सक्रिय न्यूट्रोफिल के साथ, यह नेक्रोसिस, यानी ऊतक मृत्यु का कारण बन सकता है। एक वास्तविक जीवाणु संक्रमण के मामले में, प्रतिरक्षा प्रणाली के ऐसे कार्य अभी भी समझ में आ सकते हैं, क्योंकि, ऊतकों में खुदाई करके, श्वेत रक्त कोशिकाएं रोगाणुओं का शिकार करती हैं। लेकिन अगर कोई संक्रमण नहीं है, तो इस गतिविधि से शरीर अधिक नुकसानसे बेहतर। इसके अलावा, प्रयोगों से पता चला है कि माइटोकॉन्ड्रिया को "गंध" देने वाले न्यूट्रोफिल वास्तविक खतरे के संकेतों - बैक्टीरियल फॉर्माइल पेप्टाइड्स पर प्रतिक्रिया करने की क्षमता खो देते हैं। नतीजतन, वास्तविक पोस्ट-ट्रॉमैटिक संक्रमण का खतरा बढ़ जाता है।
चूहों पर किए गए प्रयोगों ने पुष्टि की है कि नष्ट माइटोकॉन्ड्रिया के घटकों से गंभीर भड़काऊ प्रतिक्रियाएं हो सकती हैं। अंतःशिरा प्रशासनमाइटोकॉन्ड्रियल पदार्थों ने प्रायोगिक चूहों में फेफड़ों की सूजन और यकृत ऊतक के परिगलन का कारण बना - यह सब एक जीवाणु संक्रमण की अनुपस्थिति में। इन क्रूर प्रयोगों को इस तथ्य से उचित ठहराया जाता है कि वे चोटों के बाद होने वाली गंभीर भड़काऊ प्रतिक्रियाओं से अधिक प्रभावी ढंग से निपटने में मदद करेंगे। अब यह पूरी तरह से स्पष्ट हो गया है कि हर सेप्सिस का इलाज एंटीबायोटिक दवाओं से नहीं किया जा सकता है: समान लक्षणसंक्रमण की पूर्ण अनुपस्थिति में भी विकसित हो सकते हैं, जिस स्थिति में उन्हें पूरी तरह से अलग उपचार की आवश्यकता होती है।
अध्ययन से पता चला है कि स्तनधारी सहज प्रतिरक्षा प्रणाली अपने स्वयं के माइटोकॉन्ड्रिया के साथ भ्रमित करती है रोगजनक जीवाणु. माइटोकॉन्ड्रिया के विकासवादी अतीत, उनके जीवाणु मूल ने एक अप्रत्याशित को जन्म दिया है प्रभावगंभीर चोट लगने वाले लोगों के लिए बहुत अप्रिय। यह जीवों की संरचना की अपूर्णता का एक ज्वलंत उदाहरण है, जिसे उनके विकासवादी इतिहास द्वारा समझाया गया है।
क्यों, विकास के क्रम में, न्यूट्रोफिल कुछ और विकसित नहीं हुए सटीक तरीकेबैक्टीरिया की पहचान, उन्होंने उन्हें अपने स्वयं के माइटोकॉन्ड्रिया से अलग करना क्यों नहीं सीखा? शायद मुद्दा यह है कि फॉर्माइल पेप्टाइड्स और बैक्टीरियल डीएनए के संरचनात्मक विवरण बहुत सुविधाजनक और बहुमुखी आणविक मार्कर हैं जिनके द्वारा किसी भी जीवाणु को जल्दी से पहचाना जा सकता है। कुछ कम सार्वभौमिक लक्षणों के पक्ष में इन मार्करों को अस्वीकार करने से फिटनेस में कमी आएगी, खासकर जब से गंभीर चोटें अभी भी जंगली जानवरों को ठीक होने की बहुत कम संभावना देती हैं।