Hemolysin
हेमोलिसिन या हेमोलिसिन लिपिड और प्रोटीन होते हैं जो कोशिका झिल्ली को बाधित करके लाल रक्त कोशिकाओं के लिसिस का कारण बनते हैं। यद्यपि लाल रक्त कोशिकाओं पर कुछ सूक्ष्मजीव-व्युत्पन्न हेमोलिसिन की लाइटिक गतिविधि पोषक तत्वों के अधिग्रहण के लिए बहुत महत्वपूर्ण हो सकती है, रोगजनकों द्वारा उत्पादित कई हेमोलिसिन संक्रमण के दौरान लाल रक्त कोशिकाओं के महत्वपूर्ण विनाश का कारण नहीं बनते हैं। हालांकि, हेमोलिसिन अक्सर लाल रक्त कोशिकाओं को इन विट्रो में लाइज़ करने में सक्षम होते हैं। जबकि अधिकांश हेमोलिसिन प्रोटीन यौगिक होते हैं, कुछ लिपिड बायोसर्फैक्टेंट होते हैं। गुण कई बैक्टीरिया हेमोलिसिन का उत्पादन करते हैं जिनका प्रयोगशाला में पता लगाया जा सकता है। अब यह माना जाता है कि कई चिकित्सकीय रूप से प्रासंगिक कवक भी हेमोलिसिन का उत्पादन करते हैं। हेमोलिसिन की पहचान विट्रो में लाल रक्त कोशिकाओं को नष्ट करने की उनकी क्षमता से की जा सकती है। एरिथ्रोसाइट्स न केवल हेमोलिसिन से प्रभावित होते हैं, बल्कि अन्य रक्त कोशिकाओं, जैसे कि ल्यूकोसाइट्स (श्वेत रक्त कोशिकाएं) के बीच भी कुछ प्रभाव होते हैं। एस्चेरिचिया कोलाई हेमोलिसिन संभावित रूप से मोनोसाइट्स, लिम्फोसाइट्स और मैक्रोफेज के लिए साइटोटॉक्सिक है, जिससे वे ऑटोलिसिस और मृत्यु की ओर ले जाते हैं। अगर प्लेटों में लाल रक्त कोशिकाओं के हेमोलिसिस (यूकेः हेमोलिसिस) का दृश्य स्ट्रेप्टोकोकस के वर्गीकरण की सुविधा प्रदान करता है। तंत्र एक तरह से हेमोलिसिन लाइसेस एरिथ्रोसाइट्स फॉस्फोलिपिड द्विस्तरीय में छिद्रों का निर्माण है। अन्य हेमोलिसिन द्विस्तरीय में फॉस्फोलिपिड्स को हाइड्रोलाइज़ करके एरिथ्रोसाइट्स को नष्ट कर देते हैं। छिद्र निर्माण कई हेमोलिसिन छिद्र बनाने वाले विषाक्त पदार्थ (पी. एफ. टी.) होते हैं, जो साइटोप्लाज्मिक झिल्ली पर छिद्रों का उत्पादन करके एरिथ्रोसाइट्स, ल्यूकोसाइट्स और प्लेटलेट्स के लिसिस का कारण बन सकते हैं। हेमोलिसिन आमतौर पर बैक्टीरिया द्वारा पानी में घुलनशील तरीके से स्रावित होता है। ये मोनोमर्स लक्षित कोशिकाओं में फैलते हैं और विशिष्ट प्राप्तकर्ताओं द्वारा उनसे जुड़े होते हैं। ऐसा करने के बाद, वे रिंग के आकार के हेप्टामर परिसरों का निर्माण करते हुए ऑलिगोमेराइज़ हो जाते हैं। हेमोलिसिन को कई अलग-अलग प्रकार के बैक्टीरिया जैसे स्टैफिलोकोकस ऑरियस, एस्चेरिचिया कोलाई या विब्रियो पैराहेमोलिटिकस द्वारा स्रावित किया जा सकता है। हम जीवाणु स्टैफिलोकोकस ऑरियस को छिद्र बनाने वाले हेमोलिसिन उत्पादन के एक विशिष्ट उदाहरण के रूप में देख सकते हैं। स्टेफिलोकोकस ऑरियस एक रोगजनक है जो निमोनिया और सेप्सिस जैसी कई संक्रामक बीमारियों का कारण बनता है। यह एक वलय के आकार का परिसर उत्पन्न करता है जिसे स्टैफिलोकोकल अल्फा-हेमोलिसिन छिद्र कहा जाता है। प्रकृति में, स्टैफिलोकोकस ऑरियस अल्फा-हेमोलिसिन मोनोमर्स को स्रावित करता है जो अतिसंवेदनशील कोशिकाओं की बाहरी झिल्ली से जुड़ते हैं। बांधने पर, मोनोमर्स एक पानी से भरे ट्रांसमेम्ब्रेन चैनल बनाने के लिए ऑलिगोमेराइज़ होते हैं जो पानी, आयनों और छोटे कार्बनिक अणुओं के अनियंत्रित पारगमन की सुविधा प्रदान करता है। ए. टी. पी. जैसे महत्वपूर्ण अणुओं का तेजी से निर्वहन, झिल्ली क्षमता और आयन प्रवणता का अपव्यय, और अपरिवर्तनीय परासरण सूजन जो कोशिका भित्ति टूटने (लिसिस) का कारण बनती है, मेजबान कोशिका की मृत्यु का कारण बन सकती है। इस छिद्र में सात अल्फा-हेमोलिसिन उप-इकाइयाँ होती हैं, जो इस तरह के जीवाणु द्वारा मुक्त होने वाले प्रमुख साइटोटॉक्सिक एजेंट का प्रतिनिधित्व करती हैं। ये उप-इकाइयाँ लक्ष्य कोशिकाओं से पहले वर्णित तरीके से जुड़ती हैं, और छिद्र संरचनाओं को बनाते हुए लिपिड द्वि-परत का विस्तार करती हैं। कोशिकीय झिल्ली में ये छिद्र अंततः कोशिका मृत्यु का कारण बनेंगे, क्योंकि यह मोनोवेलेंट आयनों के आदान-प्रदान की अनुमति देता है जो डी. एन. ए. विखंडन का कारण बनता है। एंजाइमेटिक कुछ हेमोलिसिन झिल्ली में फॉस्फोलिपिड्स को विभाजित करके एरिथ्रोसाइट झिल्ली को नुकसान पहुंचाते हैं। स्टेफिलोकोकस ऑरियस द्वारा स्रावित स्टेफिलोकोकस ऑरियस हेमोलिसिन α-हेमोलिसिन, यह विष बाहरी झिल्ली के साथ जुड़ता है, जिसके बाद विष मोनोमर्स के ओलिगोमेराइजेशन से पानी से भरे चैनल बनते हैं। ये परासरण संबंधी घटनाओं, कोशिका विध्रुवीकरण और महत्वपूर्ण अणुओं के नुकसान के लिए जिम्मेदार हैं। ए. टी. पी.), कोशिका मृत्यु की ओर ले जाता है। β-हेमोलिसिन β-हेमोलिसिन (एचएलबी;) एस. ऑरियस द्वारा स्रावित एक फॉस्फोलाइपेज सी विष है। भेड़ के एरिथ्रोसाइट्स की जांच करने पर, इसके विषाक्त तंत्र को एक विशिष्ट झिल्ली लिपिड, स्फिंगोमाइलिन का हाइड्रोलिसिस पाया गया, जो कोशिका की झिल्ली का 50 प्रतिशत है। इस क्षरण के बाद स्फिंगोमाइलिन से कार्बनिक फास्फोरस के निकलने के कारण फॉस्फोरिल-कोलीन में उल्लेखनीय वृद्धि हुई और अंततः कोशिका लिसिस का कारण बना। γ-हीमोलिसिन γ-हीमोलिसिन, α-हीमोलिसिन के समान परिवार में छिद्र बनाने वाले विषाक्त पदार्थ हैं। वे इस मायने में अद्वितीय हैं कि वे दो घटकों में आते हैं, और इसलिए उन्हें द्वि-घटक विष के रूप में संदर्भित किया जाता है। बीटा-हेमोलिसिन की तुलना में, इसमें छोटी संतृप्त एसाइल श्रृंखलाओं वाले फॉस्फोकोलाइन के लिए उच्च आत्मीयता होती है, विशेष रूप से यदि उनका एक शंक्वाकार रूप होता है, जबकि बेलनाकार लिपिड (जैसे, स्फिंगोमाइलिन) इसकी गतिविधि में बाधा डालते हैं। लाइटिक प्रक्रिया, जो आमतौर पर ल्यूकोसाइट्स में देखी जाती है, एक ऑलिगोमेराइज्ड ऑक्टेमर द्वारा प्रेरित छिद्र निर्माण के कारण होती है जो एक रिंग संरचना में व्यवस्थित होती है। एक बार जब प्रीपोर बन जाता है, तो एक अधिक स्थिर होता है, जिसे β-बैरल कहा जाता है। इस अंतिम भाग में, ऑक्टेमर फॉस्फेटिडिल्कोलिन के साथ जुड़ जाता है। संरचना कई हेमोलिसिन की संरचना को घुलनशील और छिद्र-निर्माण संरचनाओं में एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी द्वारा हल किया गया है। उदाहरण के लिए, स्टैफिलोकोकस ऑरियस का α-हेमोलिसिन जैविक झिल्ली में एक होमो-हेप्टामेरिक β-बैरल बनाता है। विब्रियो हैजा साइटोलिसिन भी एक हेप्टामेरिक छिद्र बनाता है, हालांकि स्टैफिलोकोकस ऑरियस γ-हेमोलिसिन एक छिद्र बनाता है जो ऑक्टामेरिक है। स्टैफिलोकोकस ऑरियस से α-हेमोलिसिन के हेप्टामर का आकार मशरूम जैसा होता है और इसका व्यास 100 Å और ऊंचाई 100 Å तक होती है। एक झिल्ली-फैलाव, विलायक-सुलभ चैनल सात गुना अक्ष के साथ चलता है और व्यास में 14 Å से 46 Å तक होता है। 14-स्ट्रैंड एंटीपैरलल β बैरल के बाहरी हिस्से में लगभग 30 Å चौड़ाई का एक हाइड्रोफोबिक बेल्ट होता है जो लिपिड द्विस्तरीय के गैर-ध्रुवीय हिस्से के लिए एक पूरक सतह प्रदान करता है। इंटरफेस नमक-लिंक और हाइड्रोजन बॉन्ड दोनों के साथ-साथ हाइड्रोफोबिक इंटरैक्शन से बने होते हैं, और ये संपर्क 65 डिग्री सेल्सियस तक एसडीएस समाधान में हेप्टामर के लिए एक आणविक स्थिरता प्रदान करते हैं। संक्रमण के दौरान भूमिका हेमोलिसिन को मेजबान कोशिकाओं में कई घटनाओं के लिए जिम्मेदार माना जाता है। उदाहरण के लिए, विभिन्न रोगजनक बैक्टीरिया के विकास में लोहा एक सीमित कारक हो सकता है। चूँकि मुक्त लोहा हानिकारक मुक्त कण उत्पन्न कर सकता है, इसलिए मुक्त लोहा आमतौर पर शरीर के भीतर कम सांद्रता पर बनाए रखा जाता है। लाल रक्त कोशिकाएँ आयरन युक्त हीम से भरपूर होती हैं। इन कोशिकाओं का लिसिस आसपास के वातावरण में हीम छोड़ता है, जिससे बैक्टीरिया मुक्त आयरन को ग्रहण कर सकते हैं। लेकिन हेमोलिसिन न केवल इस तरह से बल्कि कुछ अन्य में भी बैक्टीरिया से संबंधित है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, हेमोलिसिन सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित एक संभावित विषाणु कारक है, जो मनुष्य के स्वास्थ्य को खतरे में डाल सकता है। कुछ गंभीर विकृति पैदा करने के बावजूद, हेमोलिसिस के कई मामले स्वास्थ्य के लिए खतरा नहीं मानते हैं। लेकिन यह तथ्य कि हेमोलिसिन (संक्रमण के दौरान रोगजनक सूक्ष्मजीवों द्वारा उत्पादित) अन्य विषाणु कारकों के साथ संयुक्त होते हैं, मनुष्य के जीवन को अधिक हद तक खतरे में डाल सकते हैं। हेमोलिसिस का मुख्य परिणाम हेमोलिटिक एनीमिया है, ऐसी स्थिति जिसमें सामान्य स्थिति में अपेक्षा से पहले एरिथ्रोसाइट्स का विनाश और रक्तप्रवाह से उन्हें बाद में निकालना शामिल है। चूंकि अस्थि मज्जा शरीर की जरूरतों को पूरा करने के लिए पर्याप्त तेजी से एरिथ्रोसाइट्स नहीं बना सकता है, इसलिए शरीर के ऊतकों में ऑक्सीजन ठीक से नहीं पहुंचती है। नतीजतन, कुछ लक्षण दिखाई दे सकते हैं, जैसे कि थकान, दर्द, अतालता, दिल का बढ़ना या यहां तक कि दिल की विफलता भी। हेमोलिसिन के प्रकार और इसे उत्पन्न करने वाले सूक्ष्मजीव के आधार पर, लक्षणों और बीमारियों की अभिव्यक्ति एक मामले से दूसरे मामले में भिन्न हो सकती हैः यूरोपैथोजेनिक ई. कोलाई से अल्फा-हेमोलिसिन अतिरिक्त-आंत्र संक्रमण पैदा करता है और सिस्टिटिस, पायलोनेफ्राइटिस और सेप्सिस का कारण बन सकता है। स्टैफिलोकोकस ऑरियस से अल्फा-हेमोलिसिन निमोनिया जैसी गंभीर बीमारियों का कारण बन सकता है। एरोमोनास सोब्रिया से एरोलिसिन आंतों के मार्ग को संक्रमित करता है, लेकिन यह सेप्सिस और मेनिन्जाइटिस का कारण भी बन सकता है। लिस्टेरिया मोनोसाइटोजेन्स (एक संकलक अंतःकोशिकीय जीवाणु जो मेजबान कोशिकाओं, मुख्य रूप से मैक्रोफेज और मोनोसाइट्स के भीतर पनपता है) से लिस्टेरियोलिसिन फागोसोम झिल्ली के क्षरण का कारण बनता है, लेकिन वे कोशिका की प्लाज्माटिक झिल्ली के लिए संभावित खतरा नहीं हैं। एरोलिसिन और अल्फा-हेमोलिसिन दोनों को बाह्य कोशिकीय बैक्टीरिया द्वारा संश्लेषित किया जाता है, जो विशिष्ट ऊतक सतहों को संक्रमित करते हैं। स्टैफिलोकोकस ऑरियस की गतिविधि के माध्यम से हेमोलिसिन महत्वपूर्ण अंगों के लिए एक हानिकारक कारक साबित हुआ है। S.aureus एक खतरनाक रोगजनक है जो कोशिकाओं को नेक्रोटाइजिंग संक्रमणों की ओर ले जा सकता है जो आमतौर पर एक बड़े पैमाने पर सूजन प्रतिक्रिया द्वारा पहचाने जाते हैं जिससे ऊतक क्षति या ऊतक विनाश भी हो सकता है। इसका एक स्पष्ट उदाहरण हैः S.aureus द्वारा उत्पादित निमोनिया। इस मामले में, यह साबित हो गया है कि अल्फा-हेमोलिसिन एन. एल. आर. पी. 3 सूजन के उपयोग से नेक्रोटिक फुफ्फुसीय चोट को प्रेरित करने में भाग लेता है, जो सूजन प्रक्रियाओं और पायरोप्टोसिस के लिए जिम्मेदार है। S.aureus के कारण होने वाला निमोनिया कुछ क्षेत्रों में एक आम बीमारी है, जो प्रतिरक्षा विज्ञान के क्षेत्र में कई अध्ययनों का कारण है जिसका उद्देश्य इस तरह के निमोनिया को आसानी से ठीक करने या रोकने के लिए नए फार्मैक विकसित करना है। इस समय, एपिग्निन और बीटा-साइक्लोडेक्सट्रिन को S.aureus निमोनिया को कम करने के लिए माना जाता है, जबकि एंटी अल्फा-हेमिलिसिन के एंटीबॉडी को सुरक्षा देने के लिए माना जाता है। आगे के निष्कर्ष बताते हैं कि एस. ऑरियस का मुख्य विषाणु कारक, छिद्र बनाने वाला विष α-हेमोलिसिन (एचएलए), एक वैकल्पिक ऑटोफैगिक मार्ग के सक्रियण के लिए जिम्मेदार स्रावित कारक है। यह प्रदर्शित किया गया है कि यह ऑटोफैगिक प्रतिक्रिया सीएएमपी के इंट्रासेल्युलर स्तरों को कृत्रिम रूप से ऊपर उठाने से बाधित होती है। इस प्रक्रिया की मध्यस्थता आर. ए. पी. जी. ई. एफ. 3 और आर. ए. पी. 2. बी. विनिमय कारकों द्वारा भी की जाती है। एक और दिलचस्प बात यह है कि अल्फा-हेमोलिसिन की खुराक के साथ ल्यूकोसाइट्स का पूर्व उपचार, जिस पर लगभग 80 प्रतिशत कोशिकाएं बच गईं, कोशिकाओं की बैक्टीरिया और कणों को फागोसाइटाइज़ करने और कीमोटैक्सिस से गुजरने की क्षमता में कमी आई। ल्यूकोसाइट्स का समय से पहले सक्रिय होना और अल्फा-हेमोलिसिन द्वारा फागोसाइटोसिस और कीमोटैक्सिस का निषेध, यदि वे विवो में होते हैं, तो ई. कोलाई हमले के उत्तरजीविता में बहुत वृद्धि होगी। कुछ हेमोलिसिन, जैसे कि लिस्टेरियोलिसिन ओ, बैक्टीरिया को फागोसोम से बचकर प्रतिरक्षा प्रणाली से बचने की अनुमति देते हैं। हेमोलिसिन मेजबान कोशिकाओं से बैक्टीरिया के पलायन में भी मध्यस्थता कर सकते हैं। जीन अभिव्यक्ति का विनियमन हेमोलिसिन (जैसे स्ट्रेप्टोलिसिन एस) की जीन अभिव्यक्ति का विनियमन लोहे की उपस्थिति में दमित एक प्रणाली है। यह सुनिश्चित करता है कि आवश्यकता पड़ने पर ही हेमोलिसिन का उत्पादन होता है। S.aureus (हेमोलिसिन की अभिव्यक्ति) में हेमोलिसिन के उत्पादन का विनियमन अब इन-विट्रो उत्परिवर्तन के कारण संभव है जो सेरीन/थ्रेओनिन किनेज और फॉस्फेट से संबंधित हैं। उपचार चूंकि हेमोलिसिन रोगजनक जीवों द्वारा उत्पादित होते हैं, मुख्य उपचार रोगजनक के लिए विशिष्ट एंटीबायोटिक दवाओं का सेवन है जो संक्रमण का कारण बनते हैं। इसके अलावा, कुछ हेमोलिसिन को एंटी-हेमोलिसिन एंटीबॉडी की क्रिया से बेअसर किया जा सकता है, जो शरीर के भीतर हेमोलिसिस के लंबे और अधिक खतरनाक प्रभाव को रोकता है। जब रक्त कोशिकाएं बहुत तेजी से नष्ट हो रही होती हैं, तो अतिरिक्त फोलिक एसिड और आयरन की खुराक दी जा सकती है या आपात स्थिति में रक्त आधान किया जा सकता है। दुर्लभ मामलों में, प्लीहा को हटा दिया जाना चाहिए क्योंकि यह रक्त को फ़िल्टर करता है और रक्तप्रवाह से मृत या क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को हटा देता है, जिससे एरिथ्रोसाइट्स की कमी बढ़ जाती है। विब्रियो पैराहेमोलिटिकस द्वारा उत्पादित अनुप्रयोग चिकित्सा थर्मोस्टेबल डायरेक्ट हेमोलिसिन (टी. डी. एच.) का अब ऑन्कोलॉजी के क्षेत्र में अध्ययन किया जा रहा है। यह बृहदान्त्र कैंसर कोशिकाओं में कोशिका प्रसार को नियंत्रित करता है। टी. डी. एच. प्रोटीन काइनेज सी फॉस्फोराइलेशन के साथ एक बाह्य कोशिकीय वातावरण से सी. ए. 2 + प्रवाह को प्रेरित करता है। सक्रिय प्रोटीन काइनेज सी एपिडर्मल ग्रोथ फैक्टर रिसेप्टर (ई. जी. एफ. आर.) की टायरोसिन काइनेज गतिविधि को रोकता है, जो एंटी-कोलोरेक्टल कैंसर थेरेपी का तर्कसंगत लक्ष्य है। हेमोलिसिस (सूक्ष्म जीव विज्ञान) छिद्र बनाने वाले विषाक्त पदार्थ स्टैफिलोकोकस ऑरियस संदर्भ बाहरी लिंक जीवाणु विषाक्त पदार्थ ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन डोमेन भी देखें।