Apoptose (gresk apoptose - bladfall) er en prosess med programmert celledød, det er et helt naturlig fenomen som tillater fjerning av unormale, skadede og brukte celler fra kroppen. Det er verdt å finne ut hva det er, om apoptose er skadelig, når det oppstår og hvilke prosesser som fører til det.
Innholdsfortegnelse:
- Initiering av apoptose
- Forløpet av apoptose
- Apoptosekontroll
- Apoptose og sykdommer
Apoptose er en fysiologisk og naturlig prosess som løper kontinuerlig i hver sunn organisme, den er viktig for at organismen skal fungere riktig. Takket være apoptose har kroppen evnen til å kontrollere antall og kvalitet på celler. Denne prosessen, kjent som programmert celledød, fører til eliminering av skadede, infiserte eller unødvendige celler, som sikrer en balanse mellom dannelsen av nye celler og ødeleggelsen av gamle celler.
Forstyrrelser i løpet av apoptose har en veldig negativ effekt, det er sykdommer der forebygging og behandling er veldig vanskelig - kreft, autoimmune sykdommer. Kanskje nye behandlingsmetoder som muliggjør prosessen med apoptose i kreftceller, vil bli en effektiv behandlingsmetode.
Det totale antallet celler i kroppen er strengt bestemt og konstant, enhver lengre endring i antallet kan ha en negativ innvirkning på helsen vår, derfor prøver kroppen å opprettholde en balanse mellom ødeleggelsen av celler og dannelsen av nye. Celledødsprosessen kan forekomme på flere måter, hvorav de viktigste er:
- Nekrose (nekrose) - er forårsaket av eksterne faktorer: kjemisk, mekanisk, fysisk. Det er en patologisk, unormal prosess som kroppen ikke har kontroll over. I løpet av dette ødelegges hele grupper av celler, og konsekvensen av denne skaden er utviklingen av den inflammatoriske prosessen.
- Apoptose (programmert celledød) er veldig annerledes, prosessen er helt normal, fysiologisk, enkeltcelle og viktig i en normalt fungerende organisme.
- Autophagy - innebærer at cellen fordøyer seg selv av sine egne enzymer.
Til tross for sin negative innvirkning er apoptose et normalt, regelmessig fenomen, det er rettet mot hele organismen, slik at erstatning av ineffektive, utslitte celler kan erstattes med nye. Cellene som fjernes er hovedsakelig de som kan bli farlige for verten, for eksempel kreft eller neoplastisk.
Dermed hjelper apoptose med å opprettholde homeostase, dvs. balansen i organismen. Prosessen med programmert celledød er et veldig komplekst fenomen som involverer dusinvis av enzymer og proteiner. Tidspunktet for forekomsten er heller ikke tilfeldig, det bestemmes av mange signalveier som aktiveres som et resultat av celleskade: dets organeller eller genetisk materiale.
Les også: Martwica - hva er det? Typer av nekrose
Initiering av apoptose
Aktivering av apoptose er assosiert med aktivering eller inhibering av virkningen av visse proteiner (pro og anti-apoptotiske) som konstant er til stede i cellen. Måten prosessen skjer avhenger av typen og stimulansen som utløser apoptose. Initiasjon er den første, innledende fasen, der signalveiene som fører til utviklingen av prosessen med programmert død aktiveres.
Den viktigste av dem er den såkalte interne banen, der mitokondriene og den ytre spiller en dominerende rolle, dens utløsere er signaler utenfor cellen:
- mangel på vekstfaktorer, hormoner
- økning i konsentrasjonen av noen cytokiner (molekyler produsert av lymfocytter)
- interaksjoner med naboceller
- fysiske faktorer
- næringsmangel.
Når det gjelder den ytre banen, virker miljøstimuli på reseptorer i cellemembranen (de såkalte dødsreseptorene), som utløser en kaskade av intracellulære signaler som fører til apoptose.
Når det gjelder den indre banen, spiller mitokondrier en nøkkelrolle. Etter deres skade av forskjellige faktorer, uttrykkes pro-apoptotiske proteiner i disse organellene, som igjen skader mitokondriene, og forhindrer energiproduksjon.
I tillegg forårsaker denne skaden frigjøring av et protein fra mitokondrion - cytokrom, noe som bidrar til en økning i konsentrasjonen av kalsiumioner i cellen. Å øke mengden av dette ionet er en utløser for apoptose.
Forløpet av apoptose
Overgangen fra en celle til apoptose kan gjenkjennes ved å observere dens separasjon fra andre, det er det første trinnet i denne prosessen. Det skyldes elektrolyttforskyvninger, celle dehydrering og endringer i formen. Da blir cellekjernen fragmentert og de såkalte apoptoriske legemene dannes, dette er celleavfall som vil bli absorbert av naboceller eller "spist" av makrofager. Et slikt løpet av apoptose fører til at cellen fjernes "stille", det forårsaker ikke utviklingen av en generell reaksjon - betennelse.
Som nevnt er forskjellige enzymer involvert i denne prosessen: caspaser som fordøyer proteiner som finnes i kjernen og cytoplasmaet, transglutaminaser og endonukleolytiske enzymer som er ansvarlige for å kutte DNA. Forløpet av hele ødeleggelsesprosessen (utførelse av apoptose) kan deles inn i flere trinn:
1. Kontrollbeslutningsfasen - den består i å overføre informasjon til cellekjernen om aktivering av reparasjonsmekanismer eller oppgivelse av dem og begynnelsen av celleoppløsningen. Caspases, BID og BAX proteiner deltar i denne prosessen, og T-lymfocytter frigjør granzymer inne i cellene, som blant annet frigjør kalsiumioner som stimulerer apoptose.
2. Utøvende fase - på dette stadiet utvikler caspaser sin fulle funksjon - de ødelegger cellulære proteiner - strukturelle og enzymatiske:
- DNA-polymerase og DNA-kinase, som forhindrer reparasjon av nukleinsyrer
- laminer, som ødelegger kjernemembranen.
I denne fasen foregår dehydrering av cellen, ytterligere endringer i form og størrelse, DNA-fragmentering (ved endonuklease), deretter cellefragmentering og dannelse av apoptotiske legemer. Disse caspaser er intracellulære enzymer som kutter proteiner på bestemte steder - en gitt sekvens av aminosyrer. Aktivering av dem skjer på en skredlignende måte - den aktiverte caspase aktiverer den neste.
Interessant, til tross for nedbrytningen av mange cellulære proteiner, forblir cellulære organeller uskadet og kommer helt inn i apoptoriske legemer.
3. Oppryddingsfasen består i fagocytose, det vil si absorpsjon av celleavfallet, ofte av fagocytiske celler - makrofager.
Apoptosekontroll
Apoptose er en strengt regulert prosess - både dens innledning og forløp. Kontrollen utføres primært av Bcl-2-familien av proteiner, de inkluderer anti-apoptotiske proteiner - de motvirker utviklingen av apoptose (f.eks. Dårlig).
Uttrykket eller aktiviteten til disse proteinene avhenger av forholdene der cellen er til stede, så vel som dens tilstand - hvis skaden er stor eller de ytre forholdene ikke er gunstige, aktiveres pro-apoptotiske proteiner.
Under normale forhold dominerer og hindrer anti-apoptotiske proteiner prosessen med programmert celledød. Videre er det bevist at apoptose også kontrolleres av gener, hvorav den ene er p53-genet, som tilhører de pro-apoptotiske faktorene. Produktet, p53-proteinet, utløser prosessen med selvmordscelledød hvis skaden på genetisk materiale er så alvorlig at DNA ikke kan repareres.
Derfor blir dette protein noen ganger referert til som "genomets vokter" fordi det avgjør om en celle vil stoppe celledeling for å reparere skader som har oppstått, eller om det vil apoptose.
Apoptose og sykdommer
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 forstyrrelsen kan ha svært alvorlige konsekvenser.
Hvis celler er motstandsdyktige mot døden av apoptose, kan kreft eller en autoimmun sykdom (f.eks. Revmatoid artritt) utvikle seg. I begge disse tilfellene gjennomgår ikke syke celler den apoptotiske prosessen, de er "motstandsdyktige" mot den 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.
Foreløpig testet virker de nyeste onkologiske medikamentene på apoptose-stadiet - virkningsmekanismen er å fremme tilstedeværelsen av pro-apoptotiske proteiner - og fremme forekomsten av apoptose i tumorceller. Strålebehandling og "standard" cellegift virker på en lignende måte for å indusere apoptose. Begge disse behandlingene forårsaker cellulært stress som fører til tumorcelledød. Dessverre er slik behandling ikke alltid effektiv, fordi aktiviteten til faktorer som hemmer apoptose ikke øker sjelden i tumorceller, noe som ikke bare gjør det vanskelig å bekjempe dem, men også fører til ukontrollert vekst og multiplikasjon.
Les også: Kreftutvikling, eller hvordan kreft oppstår
Anbefalt artikkel:
Svulstutvikling - Hvordan kreft dannes om forfatteren
.jpg)
