Apoptose (gresk: apoptose - bladfall) er en prosess med programmert celledød, det er et helt naturlig fenomen som lar deg fjerne unormale, skadede og brukte celler fra kroppen. Det er verdt å finne ut nøyaktig hva det er, om apoptose er et skadelig fenomen, når det oppstår og hvilke prosesser som fører til det.
Innhold:
- Initierer apoptose
- Apoptoseforløp
- Apoptosekontroll
- Apoptose og sykdom
Apoptoseer en fysiologisk, naturlig prosess som går kontinuerlig i enhver sunn organisme, den er avgjørende for at organismen skal fungere korrekt. Takket være apoptose har kroppen evnen til å kontrollere antallet og kvaliteten på celler. Denne prosessen, kjent som programmert celledød, fører til eliminering av skadede, infiserte eller unødvendige celler, noe som sikrer en balanse mellom dannelsen av nye celler og ødeleggelsen av gamle celler
Lidelser i forløpet av apoptose har en svært negativ effekt, det er sykdommer hvis forebygging og behandling er svært vanskelig - kreft, autoimmune sykdommer. Kanskje vil nye behandlingsmetoder som muliggjør prosessen med apoptose i kreftceller bli en effektiv behandling
Det totale antallet celler i kroppen er strengt bestemt og konstant, enhver lengre varig endring i antallet kan ha en negativ innvirkning på helsen vår, derfor streber kroppen etter å opprettholde en balanse mellom ødeleggelse av celler og dannelsen av nye. Celledødsprosessen kan skje på flere måter, hvorav de viktigste er:
- Nekrose (nekrose)- er forårsaket av eksterne faktorer: kjemiske, mekaniske, fysiske. Det er en patologisk, unormal prosess som kroppen ikke har kontroll over. I løpet av forløpet blir hele grupper av celler ødelagt, og konsekvensen av denne skaden er utviklingen av den inflammatoriske prosessen
- Apoptose (programmert celledød)er helt annerledes, prosessen er helt normal, fysiologisk, encellet og essensiell i en norm alt fungerende organisme
- Autofagi- består i å fordøye cellen ved hjelp av dens egne enzymer
Til trossnegativ overtone, apoptose er et norm alt fenomen, som finner sted regelmessig, det er rettet mot det beste for hele organismen, og tillater erstatning av ineffektive, utslitte celler med nye. De fjernede cellene er hovedsakelig de som kan bli farlige for verten, for eksempel kreft eller neoplastiske.
Apoptose lar deg opprettholde homeostase, dvs. balansen i kroppen. Prosessen med programmert celledød er et veldig komplekst fenomen, som involverer dusinvis av enzymer og proteiner. Tidspunktet for dets forekomst er heller ikke tilfeldig, det bestemmes av mange signalveier som aktiveres som følge av celleskade: organeller eller genetisk materiale.
Initierer apoptose
Aktiveringen av apoptose er assosiert med aktivering eller hemming av virkningen av visse proteiner (pro og anti-apoptotiske) som er konstant tilstede i cellen. Måten prosessen skjer på avhenger av typen og stimulansen som utløser apoptose. Initiering er den første, innledende fasen, der signalveiene som fører til utviklingen av prosessen med programmert død aktiveres.
Den viktigste av dem er den såk alte interne banen, der den dominerende rollen spilles av mitokondrier og den eksterne, dens utløsere er signaler fra utenfor cellen:
- mangel på vekstfaktorer, hormoner
- økning i konsentrasjonen av enkelte cytokiner (molekyler produsert av lymfocytter)
- interaksjoner fra tilstøtende celler
- fysiske faktorer
- næringsmangel.
Når det gjelder den ytre banen, påvirker miljøstimuli reseptorer lokalisert i cellemembranen (de såk alte dødsreseptorene), som utløser en kaskade av intracellulære signaler som fører til apoptose.
Mitokondrier spiller en nøkkelrolle i den endogene banen. Når de er skadet av ulike faktorer, uttrykkes pro-apoptotiske proteiner i disse organellene, som igjen skader funksjonen til mitokondriene, og forhindrer energiproduksjon.
I tillegg forårsaker denne skaden frigjøring av et protein fra mitokondriet - cytokromet, som bidrar til en økning i konsentrasjonen av kalsiumioner i cellen. Økningen i mengden av dette ionet er en utløser av apoptose.
Apoptoseforløp
En celles overgang til apoptose kan gjenkjennes på dens separasjon fra andre, og er det første trinnet i denne prosessen. Det skyldes elektrolyttskift, dehydrering av cellen og endringer i formen. Da fragmenteres cellekjernen og de såk alte apoptoriske legemer dannes, dette er restene av cellen som skal absorberesav tilstøtende celler eller "spist" av makrofager. Et slikt apoptoseforløp fører til at cellen fjernes "stille", det forårsaker ikke utvikling av en generell reaksjon - betennelse
Som nevnt er forskjellige enzymer involvert i denne prosessen: kaspaser som fordøyer proteiner som finnes i kjernen og cytoplasma, transglutaminaser og endonukleolytiske enzymer som er ansvarlige for å kutte DNA. Forløpet av hele ødeleggelsesprosessen (utførelse av apoptose) kan deles inn i flere stadier:
1. Kontroll-beslutningsfasen- den består i å overføre informasjon til kjernen om aktivering av reparasjonsmekanismer eller forlatelse av dem og begynnelsen av celleforfallsprosessen. Caspaser, BID og BAX-proteiner deltar i denne prosessen, og T-lymfocytter frigjør granzymer inne i cellene, som blant annet frigjør kalsiumioner for å stimulere apoptose.
2. Executive fase- i dette stadiet utvikler kaspasene sin fulle funksjon - de ødelegger cellulære proteiner - strukturelle og enzymatiske:
- DNA-polymerase og DNA-kinase, forhindrer reparasjon av nukleinsyrer
- laminer som skader kjernefysisk membran
I denne fasen skjer dehydrering av cellen, ytterligere endringer i form og størrelse, DNA-fragmentering (ved endonuklease), deretter cellefragmentering og dannelse av apoptotiske legemer. Disse kaspasene er intracellulære enzymer som kutter proteiner på bestemte steder - en gitt sekvens av aminosyrer. Aktiveringen deres skjer på en skredlignende måte - den aktiverte caspasen aktiverer en annen.
Interessant nok, til tross for nedbrytningen av mange cellulære proteiner, forblir cellulære organeller intakte og finner veien helt inn i de apoptoriske kroppene.
3.oppryddingsfasen består av fagocytose, dvs. absorpsjon av celleavfall, oftest av fantomcellene - makrofager.
Apoptosekontroll
Apoptose er en strengt regulert prosess - både dens initiering og dens forløp. Kontrollen er først og fremst Bcl-2-familien av proteiner, inkludert anti-apoptotiske proteiner - de motvirker utviklingen av apoptose (f.eks. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) og pro-apoptotisk - fremmer forekomsten ved å skade mitokondrie membran (Bid, Bak, Bad).
Uttrykk eller aktivitet av disse proteinene avhenger av forholdene der cellen er tilstede, samt dens tilstand - hvis skaden er stor eller de ytre forholdene ikke er gunstige, aktiveres pro-apoptotiske proteiner
Under normale forhold dominerer anti-apoptotiske proteiner og hemmer prosessen med programmert celledød. Dessuten er det bevist at apoptose også kontrolleres av gener, en av dem er p53-genet, det tilhører faktorenepro-apoptotisk. Produktet, p53-proteinet, utløser prosessen med selvmordscelledød hvis skaden på arvestoffet er så alvorlig at DNA ikke kan repareres.
Derfor blir dette proteinet noen ganger referert til som "vokteren av genomet" fordi det bestemmer om en celle vil stoppe celledeling for å reparere skader som har oppstått, eller om den vil apoptose.
Apoptose og sykdom
Det er bevist at ubalansen mellom dannelsen av nye celler og eliminering av gamle celler er årsaken til mange sykdommer, derfor er cellulær kontroll av apoptose ekstremt viktig, og dens forstyrrelse kan ha svært alvorlige konsekvenser.
Hvis celler er motstandsdyktige mot død av apoptose, kan de utvikle kreft eller en autoimmun sykdom (som revmatoid artritt). I begge disse tilfellene gjennomgår ikke syke celler prosessen med apoptose, de er "resistente" mot det på grunn av genetiske mutasjoner eller unormal aktivitet av pro- og anti-apoptotiske proteiner. På den annen side kan overdreven etterlevelse og eliminering av for mange celler føre til degenerative sykdommer og organskader
For tiden testet, de siste onkologiske legemidlene virker på stadiet av apoptose - virkningsmekanismen er å fremme tilstedeværelsen av pro-apoptotiske proteiner - fremmer forekomsten av apoptose i tumorceller. Strålebehandling og "standard" kjemoterapi virker på lignende måte for å indusere apoptose. Begge disse behandlingene forårsaker cellulært stress som dreper svulstcellene. Dessverre er slik terapi ikke alltid effektiv, fordi i tumorceller økes aktiviteten til faktorer som hemmer apoptose ofte, noe som ikke bare gjør det vanskelig å bekjempe dem, men også fører til ukontrollert vekst og formering.
Om forfatteren
Bue. Maciej Grymuza En utdannet ved Det medisinske fakultet ved Medical University of K. Marcinkowski i Poznań. Han ble uteksaminert fra universitetet med et altfor godt resultat. For tiden er han lege innen kardiologi og doktorgradsstudent. Han er spesielt interessert i invasiv kardiologi og implanterbare enheter (stimulatorer).