Apoptozė (graikiškai apoptozė - lapų kritimas) yra užprogramuoto ląstelių mirties procesas, tai yra visiškai natūralus reiškinys, leidžiantis pašalinti iš organizmo nenormalias, pažeistas ir naudojamas ląsteles. Verta išsiaiškinti, kas tai tiksliai, ar apoptozė yra kenksminga, kada ji atsiranda ir kokie procesai ją veda.
Turinys:
- Apoptozės inicijavimas
- Apoptozės eiga
- Apoptozės kontrolė
- Apoptozė ir ligos
Apoptozė yra fiziologinis, natūralus procesas, kuris nuolat vyksta kiekviename sveikame organizme, jis yra būtinas tinkamam organizmo funkcionavimui. Apoptozės dėka kūnas gali kontroliuoti ląstelių skaičių ir kokybę. Šis procesas, žinomas kaip užprogramuota ląstelių mirtis, lemia pažeistų, užkrėstų ar nereikalingų ląstelių pašalinimą, o tai užtikrina pusiausvyrą tarp naujų ląstelių susidarymo ir senų ląstelių sunaikinimo.
Sutrikimai apoptozės eigoje turi labai neigiamą poveikį, yra ligų, kurių prevencija ir gydymas yra labai sunkūs - vėžys, autoimuninės ligos. Galbūt nauji gydymo metodai, leidžiantys apoptozės procesą vėžinėse ląstelėse, taps veiksmingu gydymo metodu.
Bendras ląstelių skaičius organizme yra griežtai nustatytas ir pastovus, bet koks ilgalaikis jų skaičiaus pokytis gali turėti neigiamos įtakos mūsų sveikatai, todėl organizmas stengiasi išlaikyti pusiausvyrą tarp ląstelių sunaikinimo ir naujų susidarymo. Ląstelės mirties procesas gali vykti keliais būdais, iš kurių svarbiausi yra:
- Nekrozė (nekrozė) - sukelia išoriniai veiksniai: cheminiai, mechaniniai, fiziniai. Tai yra patologinis, nenormalus procesas, kurio organizmas negali kontroliuoti. Jo metu sunaikinamos visos ląstelių grupės, o šios žalos pasekmė yra uždegiminio proceso vystymasis.
- Apoptozė (užprogramuota ląstelių mirtis) yra labai skirtinga, procesas yra visiškai normalus, fiziologinis, vienos ląstelės ir būtinas normaliai veikiančiam organizmui.
- Autofagija - apima ląstelę, kuri pati virškina savo fermentais.
Nepaisant neigiamo poveikio, apoptozė yra įprastas, reguliarus reiškinys, jis yra skirtas viso organizmo labui, leidžiant neefektyvias, susidėvėjusias ląsteles pakeisti naujomis. Pašalintos ląstelės yra daugiausia tos, kurios gali tapti pavojingos šeimininkui, pvz., Vėžinės ar neoplastinės.
Taigi apoptozė padeda palaikyti homeostazę, t. Y. Organizmo pusiausvyrą. Užprogramuoto ląstelių mirties procesas yra labai sudėtingas reiškinys, apimantis dešimtis fermentų ir baltymų. Jo atsiradimo laikas taip pat nėra atsitiktinis, jį lemia daugybė signalizacijos kelių, kurie suaktyvėja dėl ląstelių pažeidimo: jo organeliai ar genetinė medžiaga.
Taip pat skaitykite: „Martwica“ - kas tai? Nekrozės tipai
Apoptozės inicijavimas
Apoptozės suaktyvėjimas yra susijęs su tam tikrų ląstelėje nuolat esančių baltymų (pro ir anti-apoptozės) aktyvavimu arba slopinimu. Proceso vykdymo būdas priklauso nuo tipo ir stimulo, kuris sukelia apoptozę. Iniciacija yra pirmoji pradinė fazė, kurios metu suaktyvinami signalizacijos keliai, vedantys į užprogramuoto mirties proceso vystymąsi.
Svarbiausias iš jų yra vadinamasis vidinis kelias, kuriame mitochondrijos vaidina dominuojantį vaidmenį, o išorinis kelias, jo sukėlėjai yra signalai iš ląstelės išorės:
- augimo faktorių, hormonų trūkumas
- kai kurių citokinų (limfocitų gaminamų molekulių) koncentracijos padidėjimas
- sąveika su kaimyninėmis ląstelėmis
- fiziniai veiksniai
- maistinių medžiagų trūkumas.
Išorinio kelio atveju aplinkos stimulai veikia ląstelės membranoje esančius receptorius (vadinamuosius mirties receptorius), kurie sukelia ląstelių vidinių signalų kaskadą, vedančią į apoptozę.
Esminio kelio atveju mitochondrijos vaidina pagrindinį vaidmenį. Po įvairių veiksnių padarytos žalos šiuose organeliuose yra ekspresuojami proapoptotiniai baltymai, kurie savo ruožtu pažeidžia mitochondrijų funkciją, užkerta kelią energijos gamybai.
Be to, ši žala sukelia baltymo išsiskyrimą iš mitochondrijos - citochromo, kuris prisideda prie kalcio jonų koncentracijos padidėjimo ląstelėje. Padidėjęs šio jono kiekis yra apoptozės sukėlėjas.
Apoptozės eiga
Ląstelės perėjimą į apoptozę galima atpažinti stebint jos atskyrimą nuo kitų, tai yra pirmasis šio proceso žingsnis. Tai atsiranda dėl elektrolitų kaitos, ląstelės dehidratacijos ir formos pokyčių. Tada ląstelės branduolys suskaidomas ir susidaro vadinamieji apoptoriniai kūnai, tai yra ląstelių liekanos, kurias sugers kaimyninės ląstelės arba „suvalgys“ makrofagai. Dėl tokios apoptozės eigos ląstelė „tyliai“ pašalinama ir nesukelia bendros reakcijos - uždegimo - išsivystymo.
Kaip minėta, šiame procese dalyvauja įvairūs fermentai: kaspazės, virškinančios branduolyje ir citoplazmoje esančius baltymus, transglutaminazės ir endonukleolitiniai fermentai, atsakingi už DNR pjovimą. Viso sunaikinimo proceso (apoptozės vykdymo) eigą galima suskirstyti į kelis etapus:
1. Kontrolinio sprendimo fazė - ją sudaro informacijos perdavimas į ląstelės branduolį apie remonto mechanizmų įsijungimą ar jų atsisakymą ir ląstelių suirimo proceso pradžią. Šiame procese dalyvauja kaspazės, BID ir BAX baltymai, o T limfocitai ląstelių viduje išskiria granzimus, kurie, be kitų, išskiria apoptozę stimuliuojančius kalcio jonus.
2. Vykdomoji fazė - šiame etape kaspazės vysto visą savo funkciją - jos sunaikina ląstelių baltymus - struktūrinius ir fermentinius:
- DNR polimerazė ir DNR kinazė, neleidžiančios nukleorūgščių atstatyti
- laminatai, pažeidžiantys branduolio membraną.
Šioje fazėje vyksta ląstelės dehidratacija, tolesni formos ir dydžio pokyčiai, DNR fragmentacija (endonukleazės būdu), vėliau ląstelės fragmentacija ir apoptozinių kūnų susidarymas. Šios kaspazės yra tarpląsteliniai fermentai, pjaunantys baltymus tam tikrose vietose - tam tikroje aminorūgščių sekoje. Jų suaktyvėjimas vyksta panašiai į laviną - suaktyvinta kaspazė suaktyvina kitą.
Įdomu tai, kad nepaisant daugelio ląstelinių baltymų irimo, ląstelių organeliai lieka nepažeisti ir visiškai patenka į apoptorinius kūnus.
3. Valymo fazė remiasi fagocitoze, tai yra ląstelių šiukšlių absorbcija, dažniausiai fantominių ląstelių - makrofagų.
Apoptozės kontrolė
Apoptozė yra griežtai reguliuojamas procesas - tiek jo inicijavimas, tiek jo eiga. Kontrolę pirmiausia atlieka Bcl-2 baltymų šeima, jie apima anti-apoptozinius baltymus - jie neutralizuoja apoptozės (pvz., Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) ir pro-apoptozės vystymąsi - skatina jos atsiradimą, pažeidžiant mitochondrijų membraną (Bid, Bak, Blogas).
Šių baltymų raiška ar aktyvumas priklauso nuo ląstelės buvimo sąlygų, taip pat nuo jos būklės - jei pažeidimas yra didelis arba išorinės sąlygos nėra palankios, aktyvuojami proapoptotiniai baltymai.
Normaliomis sąlygomis anti-apoptoziniai baltymai dominuoja ir slopina užprogramuoto ląstelių mirties procesą. Be to, įrodyta, kad apoptozę taip pat kontroliuoja genai, vienas iš jų yra p53 genas, priklausantis proapoptotiniams veiksniams. Jo produktas, p53 baltymas, sukelia savižudiškų ląstelių žūties procesą, jei genetinės medžiagos pažeidimai yra tokie stiprūs, kad DNR negali būti atstatyta.
Todėl šis baltymas kartais vadinamas „genomo saugotoju“, nes jis nustato, ar ląstelė sustabdys ląstelių dalijimąsi, kad atitaisytų įvykusius pažeidimus, ar apoptozės.
Apoptozė ir ligos
Įrodyta, kad disbalansas tarp naujų ląstelių susidarymo ir senų ląstelių pašalinimo yra daugelio ligų priežastis, todėl ląstelių apoptozės kontrolė yra nepaprastai svarbi, o jos sutrikimas gali sukelti labai rimtų pasekmių.
Jei ląstelės yra atsparios mirčiai dėl apoptozės, gali išsivystyti vėžys ar autoimuninė liga (pvz., Reumatoidinis artritas). Abiem šiais atvejais sergančioms ląstelėms netaikomas apoptozės procesas, jos yra „atsparios“ dėl genetinių mutacijų ar nenormalaus pro ir antiapoptozinių baltymų aktyvumo. Kita vertus, per didelis atitiktis ir per daug ląstelių pašalinimas gali sukelti degeneracines ligas ir organų pažeidimus.
Šiuo metu išbandyti naujausi onkologiniai vaistai veikia apoptozės stadijoje - veikimo mechanizmas yra skatinti proapoptozinių baltymų buvimą - skatinti apoptozės atsiradimą naviko ląstelėse. Spindulinė terapija ir „standartinė“ chemoterapija veikia panašiai, kaip sukelti apoptozę. Abu šie gydymo būdai sukelia ląstelių stresą, dėl kurio žūsta naviko ląstelės. Deja, tokia terapija ne visada yra veiksminga, nes naviko ląstelėse apoptozę slopinančių veiksnių aktyvumas neretai padidėja, o tai ne tik apsunkina kovą su jomis, bet ir lemia nekontroliuojamą augimą ir dauginimąsi.
Taip pat skaitykite: Vėžio vystymasis arba kaip vėžys atsiranda
Rekomenduojamas straipsnis:
Naviko raida - kaip vėžys formuojasi apie autorių
