Respiratory burst
শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণ (বা জারণমূলক বিস্ফোরণ) হল বিভিন্ন ধরনের কোষ থেকে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি (আরওএস), সুপারঅক্সাইড অ্যানায়ন () এবং হাইড্রোজেন পারক্সাইড ()-এর দ্রুত নিঃসরণ। এটি সাধারণত স্তন্যপায়ীদের ইমিউনোলজিকাল প্রতিরক্ষার জন্য ব্যবহৃত হয়, তবে কোষ সংকেত দেওয়ার ক্ষেত্রেও ভূমিকা পালন করে। নিষিক্তকরণের পরে প্রাণীদের ডিম্বাশয়ে শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণও জড়িত। এটি উদ্ভিদ কোষেও ঘটতে পারে। ইমিউনিটি ইমিউন কোষগুলি মায়েলয়েড কোষ এবং লিম্ফয়েড কোষে বিভক্ত করা যেতে পারে। ম্যাক্রোফেজ এবং নিউট্রোফিল সহ মায়েলয়েড কোষগুলি বিশেষত শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণে জড়িত। এগুলি ফাগোসাইটিক এবং অভ্যন্তরীণ ব্যাকটেরিয়া বা অন্যান্য প্যাথোজেনগুলির পরবর্তী অবক্ষয়ের জন্য শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণ অত্যাবশ্যক। এটি সহজাত অনাক্রম্যতার একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক। শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণের জন্য এনএডিপিএইচ অক্সিডেস (মানুষের মধ্যে এনওএক্স 2) ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে অক্সিজেন গ্রহণের পরিমাণ 10 থেকে 20 গুণ বৃদ্ধি প্রয়োজন। এন. এ. ডি. পি. এইচ হল এন. ও. এক্স 2-এর মূল স্তর, এবং শক্তি হ্রাস করে। এন. এ. ডি. পি. এইচ উৎপাদনের জন্য গ্লাইকোজেন ভাঙ্গন অত্যাবশ্যক। এটি পেন্টোজ ফসফেট পথের মাধ্যমে ঘটে। এনওএক্স2 উৎসেচক ফ্যাগোলাইসোসোম ঝিল্লিতে আবদ্ধ থাকে। ব্যাকটেরিয়াল ফাগোসাইটোসিসের পরে, এটি সক্রিয় হয়, তার রেডক্স কেন্দ্রের মাধ্যমে সুপারঅক্সাইড তৈরি করে, যা ফাগোসোমে সাইটোসোলিক এনএডিপিএইচ থেকে ও2-এ ইলেকট্রন স্থানান্তর করে। 2O2 + NADPH-> 2O2 •-+ NADP + + H + সুপারঅক্সাইড তখন স্বতঃস্ফূর্তভাবে বা উৎসেচকভাবে অন্যান্য অণুর সাথে বিক্রিয়া করে অন্যান্য আরওএস তৈরি করতে পারে। উৎপন্ন প্রতিক্রিয়াশীল মুক্ত র্যাডিকেলের বহিঃকোষীয় পরিবেশের সংস্পর্শে সীমাবদ্ধ করার জন্য ফাগোসাইটিক ঝিল্লি পুনর্বিবেচনা করে। প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতি উৎপাদনের পথ কার্যকর কোষে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতি বা প্রতিক্রিয়াশীল নাইট্রোজেন প্রজাতি (আর. এন. এস) উৎপাদনের জন্য 3টি প্রধান পথ রয়েছেঃ সুপারঅক্সাইড ডিসমুটেজ (বা বিকল্পভাবে, মায়েলোপেরক্সিডেস) সুপারঅক্সাইড থেকে হাইড্রোজেন পারক্সাইড উৎপন্ন করে। হাইড্রক্সিল র্যাডিকেলগুলি তারপর হ্যাবার-ওয়েইস বিক্রিয়া বা ফেন্টন বিক্রিয়ার মাধ্যমে উৎপন্ন হয়, যার মধ্যে উভয়ই ফে2 + দ্বারা অনুঘটকিত হয়। O2 •-+ H2O2-> OH + OH-+ O2 হ্যালাইড আয়নগুলির উপস্থিতিতে, বিশিষ্টভাবে ক্লোরাইড আয়নগুলির উপস্থিতিতে, মায়েলোপেরক্সিডেস হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড তৈরি করতে হাইড্রোজেন পারক্সাইড ব্যবহার করে। এইচ2ও2 + সিএল −-> সিএলও − + এইচ2ও নাইট্রিক অক্সাইড সিনথেস (ইমিউনিটিতে ইন্ডুসিবল আইসোফর্ম, আইএনওএস) এল-আর্জিনিন থেকে নাইট্রিক অক্সাইড উৎপাদনের অনুঘটক। 2L-আর্জিনিন + 3NADPH + 3H + + 4O2-> 2সিট্রুলিন + 2NO • + 4H2O + 3NADP + নাইট্রিক অক্সাইড সুপারঅক্সাইড অ্যানায়নের সাথে বিক্রিয়া করে পারঅক্সিনাইট্রাইট অ্যানায়ন তৈরি করতে পারে। O2 • − + NO • → ONO2-রোগজীবাণুগুলির বিরুদ্ধে প্রতিরক্ষা শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণে এই প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতির সংস্পর্শে আসার ফলে প্যাথলজি হয়। এটি আক্রান্ত ব্যাকটেরিয়ার জারণগত ক্ষতির কারণে হয়। উল্লেখযোগ্যভাবে, পেরোক্সিনাইট্রাইট একটি খুব শক্তিশালী জারণকারী এজেন্ট যা লিপিড পারঅক্সিডেশন, প্রোটিন জারণ, প্রোটিন নাইট্রেশন ঘটাতে পারে, যা এর ব্যাকটেরিসাইডাল প্রভাবের জন্য দায়ী। এটি ফেন্টন বিক্রিয়ার জন্য ফে 2 + মুক্ত করে ফেইএস-এর মতো রূপান্তর ধাতব কেন্দ্রযুক্ত প্রোটিনের সাথে সরাসরি প্রতিক্রিয়া করতে পারে। পেরোক্সিনাইট্রাইট পেপটাইড শৃঙ্খলের বিভিন্ন অ্যামিনো অ্যাসিডের সাথেও প্রতিক্রিয়া করতে পারে, যার ফলে প্রোটিনের কাঠামো এবং পরবর্তীকালে প্রোটিনের কার্যকারিতা পরিবর্তিত হয়। এটি সাধারণত সিস্টিনকে জারিত করে এবং পরোক্ষভাবে অন্যান্য উৎপাদিত আর. এন. এস-এর মাধ্যমে টাইরোসিন নাইট্রেশনকে প্ররোচিত করতে পারে। পরিবর্তিত প্রোটিন ফাংশনের মধ্যে রয়েছে এনজাইম অনুঘটক ক্রিয়াকলাপ, সাইটোস্কেলিটাল অর্গানাইজেশন এবং সেল সিগন্যাল ট্রান্সডাকশন। হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড ডিএনএ, লিপিড এবং প্রোটিন সহ বিভিন্ন জৈব অণুর সাথে বিক্রিয়া করে। এইচ. সি. এল. ও যথাক্রমে তাদের সালফহাইড্রিল গ্রুপ এবং সালফার গ্রুপের মাধ্যমে সিস্টিন এবং মেথিওনাইনগুলিকে জারিত করতে পারে। প্রথমটি ডাইসালফাইড বন্ধন গঠনের দিকে পরিচালিত করে, যা প্রোটিন ক্রসলিংকিংকে প্ররোচিত করে। উভয় জারণের ফলে প্রোটিন একত্রীকরণ হয় এবং শেষ পর্যন্ত কোষের মৃত্যু হয়। সালফহাইড্রিল গ্রুপগুলি তিনটি এইচ. সি. এল. ও অণু দ্বারা তিনগুণ পর্যন্ত জারিত হতে পারে, যা সালফেনিক অ্যাসিড, সালফিনিক অ্যাসিড এবং আর-এস. ও. 3. এইচ গঠন করে, যা ক্রমবর্ধমান অপরিবর্তনীয় এবং জীবাণুনাশক। এদিকে, মেথিওনাইনের জারণ বিপরীতমুখী। এইচ. ও. সি. এল প্রাথমিক বা গৌণ অ্যামাইনের সাথেও প্রতিক্রিয়া করতে পারে, যা ক্লোরোঅ্যামাইন তৈরি করে যা ব্যাকটেরিয়ার জন্য বিষাক্ত। প্রোটিন ক্রস লিঙ্কিং এবং একত্রীকরণও ঘটতে পারে, পাশাপাশি এফ. ই. এস গোষ্ঠীগুলির ব্যাঘাত ঘটতে পারে। হাইপোক্লোরাস অ্যাসিড গঠনের অবিচ্ছেদ্য হল মায়েলোপেরক্সিডেস। নিউট্রোফিলগুলিতে মায়েলোপেরক্সিডেজ প্রচুর পরিমাণে থাকে, যেখানে ফাগোসাইটোসিসের সাথে ডিগ্রেনুলেশন হয়। এটি ফ্যাগোলাইসোসোমের সাথে গ্রানুলের সংমিশ্রণ, যা মায়েলোপেরক্সিডেজ সহ তাদের বিষয়বস্তু মুক্ত করে। যেহেতু শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণের সময় অনেক মাইক্রোবাইসাইডাল পণ্য তৈরি হয়, আক্রমণকারী প্যাথোজেনগুলিকে হত্যা করার ক্ষেত্রে পৃথক অণুগুলির গুরুত্ব সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না। আরওএস সহ উৎপাদিত অ্যান্টিমাইক্রোবিয়াল পণ্যগুলির উচ্চ বিষাক্ততার কারণে, নিউট্রোফিলগুলির প্রদাহের সময় হোস্ট টিস্যুর ক্ষতি সীমিত করার জন্য একটি সংক্ষিপ্ত জীবনকাল থাকে। দীর্ঘস্থায়ী গ্রানুলোম্যাটাস রোগ হল মানব নিউট্রোফিলের একটি উত্তরাধিকারসূত্রে প্রাপ্ত রোগ, যেখানে এনওএক্স2 ত্রুটিপূর্ণ। ফাগোসাইটোসিস এখনও ঘটতে পারে, কিন্তু সঠিক কার্যকারিতা ছাড়া NOX2, কোন সুপারঅক্সাইড উৎপাদন হয় না, এবং তাই কোন শ্বাসযন্ত্রের বিস্ফোরণ হয় না। ব্যাকটেরিয়ার সংক্রমণ পরিষ্কার হয় না। কোষীয় সংকেত অ-ফাগোসাইটিক কোষ অ-ফাগোসাইটিক কোষে, অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণ পণ্যগুলি আন্তঃকোষীয় সংকেত পথে ব্যবহৃত হয়। উৎপন্ন আরওএস কোষের রেডক্স অবস্থা পরিবর্তনের মাধ্যমে এটি অর্জন করে। এটি অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইম গ্লুটাথিয়নের সাথে তার জারিত পণ্য গ্লুটাথিয়োন ডাইসালফাইডের (জি. এস. এইচঃ জি. এস. এস. জি) অনুপাত দ্বারা পর্যবেক্ষণ করা যেতে পারে। অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইমগুলি জড়িত অণু, বিশেষত সুপারঅক্সাইড অ্যানায়ন এবং নাইট্রিক অক্সাইডকে নির্মূল করে রেডক্স সিগন্যালিংকে ভারসাম্যহীন করে। রেডক্স সিগন্যালিং সাধারণ প্রক্রিয়াগুলির জন্য যেমন বিস্তার, পৃথকীকরণ, পাশাপাশি ভাস্কুলার ফাংশন এবং নিউরোট্রান্সমিশনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এটি ক্যান্সারের মতো রোগের অবস্থার সঙ্গেও জড়িত। এনএডিপিএইচ অক্সিডেস আইসোফর্ম এনওএক্স1 বৃদ্ধি ফ্যাক্টরের প্রতিক্রিয়ায় ক্ষণস্থায়ীভাবে সুপারঅক্সাইডের বিস্ফোরণ ঘটায় (যেমন। ই. জি. এফ) সংশ্লিষ্ট রিসেপ্টরগুলির উদ্দীপনা। সুপারঅক্সাইড বিস্তার-সীমিত হারের কাছাকাছি হারে হাইড্রোজেন পারঅক্সাইড-এ বিচ্ছিন্ন হয়। সুপারঅক্সাইডের ডিসম্যুটেশনের জন্য এই স্থানিক সীমাবদ্ধতা রেডক্স সিগন্যালিংয়ের নির্দিষ্টতার অনুমতি দেয়। কোষের প্লাজমা ঝিল্লিতে নির্দিষ্ট মাইক্রোডোমেইনে এনওএক্স1 স্থানীয়করণের মাধ্যমেও সুনির্দিষ্টতা নিশ্চিত করা হয়। অ্যাকোয়াপোরিন বা বিচ্ছুরণের মতো চ্যানেলের মাধ্যমে হাইড্রোজেন পারক্সাইড সাইটোসোলে প্রবেশ করে। সেখানে, এটি রেডক্স-সংবেদনশীল প্রোটিনের সিস্টিন গোষ্ঠীগুলিকে জারিত করে, যা তারপর সংকেত প্রেরণ করতে পারে। ফাগোসাইটগুলিতে ম্যাক্রোফেজ অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণ সাধারণত ব্যাকটেরিয়া হত্যার সাথে যুক্ত। যাইহোক, ম্যাক্রোফেজ, বিশেষ করে অ্যালভিওলার ম্যাক্রোফেজ, সাধারণত নিউট্রোফিলের তুলনায় অনেক কম মাত্রায় আরওএস তৈরি করে এবং তাদের জীবাণুনাশক বৈশিষ্ট্যের জন্য সক্রিয়করণের প্রয়োজন হতে পারে। পরিবর্তে, তাদের ক্ষণস্থায়ী অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণ রেডক্স সিগন্যালিংয়ের জন্য সাইটোকাইন সংশ্লেষণকে প্ররোচিত করে প্রদাহজনক প্রতিক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করে, যার ফলে নিউট্রোফিল এবং সক্রিয় ম্যাক্রোফেজের প্রবাহ ঘটে। ক্যান্সার কোষগুলি আরওএস-এর অতিরিক্ত মাত্রা তৈরি করে কোষ সংকেতকে পরিচালনা করতে পারে, যার ফলে তাদের কোষীয় বৃদ্ধি এবং বিস্তারকে উন্নীত করার জন্য গঠনমূলকভাবে পথগুলি সক্রিয় করে। নিহিত পথগুলির মধ্যে রয়েছে এন. এফ-কে. বি, পি. আই. 3. কে, এইচ. আই. এফ এবং এম. এ. পি. কে। মানুষের মধ্যে, অনকোজেনিক কে. আর. এ. এস কোষে মাইটোজেনিক পথ উদ্দীপনার জন্য অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণে মুক্ত মাইটোকন্ড্রিয়াল আর. ও. এস-এর পাশাপাশি প্রয়োজন হয়। যাইহোক, অনকোজেনিক ক্রাস ইঁদুরের ফাইব্রোব্লাস্টে, এনএডিপিএইচ অক্সিডেস ইনহিবিটারগুলি এই বৃদ্ধি ফ্যাক্টর পথগুলিকে অবরুদ্ধ করার জন্য যথেষ্ট বলে প্রমাণিত হয়েছে। টিউমোরিজেনিক কোষগুলি একই সাথে ক্যান্সার কোষের মৃত্যু থেকে রক্ষা করার জন্য উচ্চ মাত্রার অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট বজায় রাখে। নিষিক্তকরণ সবচেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে, নিষিক্তকরণের পরে জারণকারী বিস্ফোরণ সমুদ্রের অর্চিনের ডিমে দেখা যায়। এটি নিউট্রোফিলের থেকে বিবর্তনীয়ভাবে ভিন্ন বলে মনে করা হয়। অক্সিজেন খরচ বৃদ্ধির পরে ডিমের অক্সিডেস ক্রিয়াকলাপ দ্বারা হাইড্রোজেন পারক্সাইড উত্পাদিত হয়। মারাত্মক পলিস্পার্মি প্রতিরোধের জন্য ডিম্বাশয় প্রোটিনের আন্তঃসংযোগের জন্য এটি অপরিহার্য। হাইড্রোজেন পারক্সাইড নিজেই শুক্রাণুনাশক। তবে, নিষিক্ত ডিমকে জারণজনিত ক্ষতি থেকে রক্ষা করার জন্য উৎপাদিত প্রতিক্রিয়াশীল প্রজাতিগুলি অনাক্রম্যতার তুলনায় নিম্ন স্তরে বজায় রাখা হয়। এটি প্রাথমিকভাবে একই ডিমের অক্সিডেসের দ্বৈত ক্রিয়াকলাপের মাধ্যমে হাইড্রোজেন পারক্সাইড নির্মূলের মাধ্যমে এবং দ্বিতীয়ত ক্যাটালেজ এবং গ্লুটাথিওনের মতো সাইটোপ্লাজমিক আরওএস স্ক্যাভেঞ্জারদের মাধ্যমে অর্জন করা হয়। উদ্ভিদে অক্সিডেটিভ বিস্ফোরণ উদ্ভিদের প্যাথোজেন সংক্রমণের প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা হিসাবে কাজ করে। এটি পিএএমপি সনাক্তকরণের পরে কোষ-পৃষ্ঠে অবস্থিত রিসেপ্টর দ্বারা দেখা যায় (যেমন। এফএলএস2 বা ইএফআর)। প্রাণীদের মতো, উদ্ভিদে প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির উৎপাদন এনএডিপিএইচ অক্সিডেস দ্বারা মধ্যস্থতা করা হয়। উদ্ভিদের অনাক্রম্যতায়, এন. এ. ডি. পি. এইচ অক্সিডেস সাবইউনিট আর. বি. ও. এইচ. ডি এবং আর. বি. ও. এফ-এর ওভারল্যাপিং ফাংশন রয়েছে যা বিভিন্ন টিস্যুতে এবং বিভিন্ন স্তরে প্রকাশিত হয়। যাইহোক, প্রাণী ফাগোসাইটের বিপরীতে, যেখানে উত্পাদিত আরওএস সিল করা ফ্যাগোলাইসোসোমে থাকে, উদ্ভিদে জারণকারী বিস্ফোরণ থাকে না। ফলস্বরূপ, উৎপাদিত আরওএস প্যাথোজেন বিষাক্ততার পাশাপাশি অতিরিক্ত প্রভাব বহন করে। হাইড্রোজেন পারক্সাইড উদ্ভিদের কোষ প্রাচীর গ্লাইকোপ্রোটিনগুলির অক্সিডেটিভ ক্রস-লিঙ্ককে প্ররোচিত করে। এটি প্যাথোজেন দ্বারা এনজাইম্যাটিক অবক্ষয়ের সংবেদনশীলতা হ্রাস করে। পদ্ধতিগত অর্জিত প্রতিরোধ, যা প্রাণীদের মধ্যে সহজাত অনাক্রম্যতার অনুরূপ, উন্মুক্ত উদ্ভিদ কোষেও প্ররোচিত হয়। হাইড্রোজেন পারক্সাইড এক্সপোজারের ফলে অতি সংবেদনশীল প্রতিক্রিয়াও হতে পারে, যা প্যাথোজেনিক সংক্রমণ সীমিত করার উদ্দেশ্যে সংক্রমণের জায়গায় অল্প সংখ্যক হোস্ট কোষের মৃত্যু। উদ্ভিদগুলিতে আরওএস উৎপাদনকে লুমিনোল-পেরোক্সিডেজ ভিত্তিক পরীক্ষার মাধ্যমে সফল প্যাথোজেন শনাক্তকরণের জন্য একটি রিডআউট হিসাবে ব্যবহার করা যেতে পারে। তথ্যসূত্র বহিঃসংযোগ ইমিউন সিস্টেম লিউকোসাইট