Апоптоза или програмирана ћелијска смрт. Како иде?

Апоптоза (грчка апоптоза - опадање лишћа) је процес програмиране ћелијске смрти, то је потпуно природан феномен који омогућава уклањање абнормалних, оштећених и коришћених ћелија из тела. Вреди сазнати шта је тачно то, да ли је апоптоза штетна, када се јавља и који процеси до ње воде.

Преглед садржаја:

1. Покретање апоптозе
2. Ток апоптозе
3. Контрола апоптозе
4. Апоптоза и болести

Апоптоза је физиолошки и природни процес који се непрекидно одвија у сваком здравом организму, од суштинске је важности за правилно функционисање организма. Захваљујући апоптози, тело има способност да контролише број и квалитет ћелија. Овај процес, познат као програмирана ћелијска смрт, доводи до уклањања оштећених, заражених или непотребних ћелија, што обезбеђује равнотежу између стварања нових и уништавања старих ћелија.

Поремећаји у току апоптозе имају врло негативан ефекат, постоје болести чија је превенција и лечење веома тешка - рак, аутоимуне болести. Можда ће нове методе лечења које омогућавају процес апоптозе у ћелијама карцинома постати ефикасна метода лечења.

Укупан број ћелија у телу је строго одређен и константан, свака дуготрајнија промена њиховог броја може негативно утицати на наше здравље, стога тело тежи да одржи равнотежу између уништавања ћелија и стварања нових. Процес ћелијске смрти може се догодити на неколико начина, од којих су најважнији:

• Некроза (некроза) - узрокују је спољни фактори: хемијски, механички, физички. То је патолошки, ненормални процес над којим тело нема контролу. У његовом току уништавају се читаве групе ћелија, а последица ове штете је развој запаљеног процеса.

• Апоптоза (програмирана ћелијска смрт) је веома различита, процес је потпуно нормалан, физиолошки, једноћелијски и неопходан у нормално функционишућем организму.

• Аутофагија - укључује ћелију која се пробавља сопственим ензимима.

Упркос негативном утицају, апоптоза је нормална, редовна појава, усмерена је на добро целог организма, омогућавајући замену неефикасних, истрошених ћелија новим. Уклоњене ћелије су углавном оне које могу постати опасне по домаћина, нпр. Канцерогене или неопластичне.

Дакле, апоптоза помаже у одржавању хомеостазе, тј. Равнотеже организма. Процес програмиране ћелијске смрти врло је сложен феномен који укључује десетине ензима и протеина. Време његовог настанка такође није случајно, одређују га многи сигнални путеви који се активирају као резултат оштећења ћелија: његових органела или генетског материјала.

Такође прочитајте: Мартвица - шта је то? Врсте некрозе

Покретање апоптозе

Активација апоптозе повезана је са активацијом или инхибицијом деловања одређених протеина (про и анти-апоптотичних) који су стално присутни у ћелији. Начин на који се процес одвија зависи од врсте и стимулуса који покрећу апоптозу. Иницијација је прва, почетна фаза, током које се активирају сигнални путеви који воде развоју процеса програмиране смрти.

Најважнији од њих је такозвани унутрашњи пут, у којем митохондрији играју доминантну улогу, а спољни пут, чији су покретачи сигнали изван ћелије:

• недостатак фактора раста, хормона
• повећање концентрације неких цитокина (молекули које производе лимфоцити)
• интеракције са суседним ћелијама
• физички фактори
• недостатак хранљивих састојака.

У случају екстринзичног пута, подстицаји из околине делују на рецепторе смештене у ћелијској мембрани (такозвани рецептори смрти), који покрећу каскаду унутарћелијских сигнала што доводи до апоптозе.

У случају унутрашњег пута, митохондрији играју кључну улогу. Након њиховог оштећења разним факторима, проапоптотични протеини се изражавају у овим органелама, што заузврат оштећује функцију митохондрија, спречавајући производњу енергије.

Поред тога, ова оштећења узрокују ослобађање протеина из митохондриона - цитокрома, што доприноси повећању концентрације јона калцијума у ​​ћелији. Повећавање количине овог јона је покретач апоптозе.

Ток апоптозе

Прелазак ћелије у апоптозу може се препознати по њеном одвајању од других и то је први корак у овом процесу. Резултат је померања електролита, дехидрације ћелије и промена у његовом облику. Тада се ћелијско језгро фрагментира и формирају се такозвана апопторска тела, то су остаци ћелија које ће апсорбовати суседне ћелије или их „појести“ макрофаги. Такав ток апоптозе доводи до тога да се ћелија „нечујно“ уклања и не изазива развој опште реакције - упале.

Као што је поменуто, у овај процес су укључени различити ензими: каспазе које варе протеине садржане у језгру и цитоплазми, трансглутаминазе и ендонуклеолитички ензими одговорни за сечење ДНК. Ток читавог процеса уништавања (извршење апоптозе) можемо поделити у неколико фаза:

1. Фаза контрола-одлучивање - састоји се у преношењу информација у ћелијско језгро о активирању механизама поправке или њиховом изостављању и почетку процеса распадања ћелија. Каспазе, БИД и БАКС протеини учествују у овом процесу, а Т лимфоцити ослобађају гранзиме унутар ћелија, који, између осталог, ослобађају јоне калцијума стимулишући апоптозу.

2. Извршна фаза - у овој фази каспазе развијају своју пуну функцију - уништавају ћелијске протеине - структурне и ензимске:

• ДНК полимераза и ДНК киназа, спречавајући обнављање нуклеинских киселина
• ламине, оштећујући нуклеарну мембрану.

У овој фази се одвија дехидратација ћелије, даље промене облика и величине, фрагментација ДНК (ендонуклеазом), затим фрагментација ћелија и стварање апоптотичких тела. Ове каспазе су унутарћелијски ензими који режу протеине на одређеним местима - датом низу аминокиселина. Њихово активирање се дешава на лавински начин - активирана каспаза активира следећу.

Занимљиво је да, упркос разградњи многих ћелијских протеина, ћелијске органеле остају неоштећене и улазе у апопторијска тела у потпуности.

3. Фаза чишћења заснива се на фагоцитози, односно апсорпцији ћелијских остатака, најчешће од стране фантомских ћелија - макрофага.

Контрола апоптозе

Апоптоза је строго регулисан процес - и његово покретање и ток. Контрола је првенствено Бцл-2 породица протеина, они укључују антиапоптотичне протеине - они се супротстављају развоју апоптозе (нпр. Бцл-2, Бцл-КСЛ, Бцл-в) и проапоптотични - промовишући његову појаву оштећујући митохондријску мембрану (Бид, Бак, Лоше).

Изражавање или активност ових протеина зависи од услова у којима је ћелија присутна, као и од њеног стања - ако је оштећење велико или спољни услови нису повољни, активирају се про-апоптотични протеини.

У нормалним условима, анти-апоптотски протеини доминирају и инхибирају процес програмиране ћелијске смрти. Штавише, доказано је да апоптозу контролишу и гени, од којих је један ген п53, који припада про-апоптотичким факторима. Његов производ, протеин п53, покреће процес самоубилачке смрти ћелија ако је оштећење генетског материјала толико озбиљно да је поправљање ДНК немогуће.

Због тога се овај протеин понекад назива „чуваром генома“, јер одређује да ли ћелија зауставити дељење ћелија да би поправила насталу штету или апоптозу.

Апоптоза и болести

Доказано је да је неравнотежа између стварања нових ћелија и уклањања старих ћелија узрок многих болести, стога је ћелијска контрола апоптозе изузетно важна, а њено нарушавање може имати врло озбиљне последице.

Ако су ћелије отпорне на смрт апоптозом, може се развити рак или аутоимуна болест (нпр. Реуматоидни артритис). У оба ова случаја, болесне ћелије не пролазе кроз апоптотички процес, оне су му „отпорне“ због генетских мутација или абнормалне активности про и анти-апоптотичних протеина. С друге стране, прекомерно усклађивање и уклањање превише ћелија може довести до дегенеративних болести и оштећења органа.

Тренутно тестирани, најновији онколошки лекови делују у фази апоптозе - механизам деловања је промовисање присуства про-апоптотичних протеина - промовишући појаву апоптозе у ћелијама тумора. Радиотерапија и „стандардна“ хемотерапија делују на сличан начин да изазову апоптозу. Оба ова третмана узрокују ћелијски стрес који доводи до смрти туморских ћелија. Нажалост, таква терапија није увек ефикасна, јер се активност фактора који инхибирају апоптозу ретко повећава у ћелијама тумора, што не само да отежава борбу с њима, већ доводи и до неконтролисаног раста и размножавања.

Такође прочитајте: Развој рака или како настаје рак

Препоручени чланак:

Развој тумора - како рак ствара о аутору

Лук. Мациеј Гримуза Дипломирао је на Медицинском факултету Медицинског универзитета у Београду К. Марцинковског у Познању. Дипломирао је са претерано добрим резултатом. Тренутно је доктор у области кардиологије и докторант. Посебно га занима инвазивна кардиологија и имплантабилни уређаји (стимулатори).