Apoptos (grekiska: apoptos - lövfall) är en process av programmerad celldöd, det är ett helt naturligt fenomen som låter dig ta bort onormala, skadade och använda celler från kroppen. Det är värt att ta reda på exakt vad det är, om apoptos är ett skadligt fenomen, när det inträffar och vilka processer som leder till det.
Innehåll:
- Initierar apoptos
- Apoptosförlopp
- Apoptoskontroll
- Apoptos och sjukdom
Apoptosär en fysiologisk, naturlig process som löper kontinuerligt i varje frisk organism, den är avgörande för att organismen ska fungera korrekt. Tack vare apoptos har kroppen förmågan att kontrollera antalet och kvaliteten på celler. Denna process, känd som programmerad celldöd, leder till eliminering av skadade, infekterade eller onödiga celler, vilket säkerställer en balans mellan bildandet av nya celler och förstörelsen av gamla celler.
Störningar under apoptos har en mycket negativ effekt, det finns sjukdomar vars förebyggande och behandling är mycket svåra - cancer, autoimmuna sjukdomar. Kanske kommer nya behandlingsmetoder som möjliggör apoptosprocessen i cancerceller att bli en effektiv behandling.
Det totala antalet celler i kroppen är strikt bestämt och konstant, varje längre varaktig förändring av deras antal kan ha en negativ inverkan på vår hälsa, därför strävar kroppen efter att upprätthålla en balans mellan förstörelse av celler och bildandet av nya. Celldödsprocessen kan ske på flera sätt, av vilka de viktigaste är:
- Nekros (nekros)- orsakas av yttre faktorer: kemiska, mekaniska, fysikaliska. Det är en patologisk, onormal process som kroppen inte har någon kontroll över. Under dess förlopp förstörs hela grupper av celler, och konsekvensen av denna skada är utvecklingen av den inflammatoriska processen.
- Apoptos (programmerad celldöd)är helt annorlunda, processen är helt normal, fysiologisk, encellig och väsentlig i en norm alt fungerande organism.
- Autofagi- består i att smälta cellen med sina egna enzymer.
Trotsnegativ överton, apoptos är ett norm alt fenomen, som sker regelbundet, det är inriktat på hela organismens bästa, vilket gör det möjligt att ersätta ineffektiva, utslitna celler med nya. De avlägsnade cellerna är huvudsakligen de som kan bli farliga för värden, t.ex. cancer eller neoplastiska.
Apoptos gör att du kan upprätthålla homeostas, d.v.s. balansen i kroppen. Processen med programmerad celldöd är ett mycket komplext fenomen, som involverar dussintals enzymer och proteiner. Tidpunkten för dess uppkomst är inte heller oavsiktlig, den bestäms av många signalvägar som aktiveras som ett resultat av cellskador: dess organeller eller genetiskt material.
Initierar apoptos
Aktiveringen av apoptos är associerad med aktivering eller hämning av verkan av vissa proteiner (pro och anti-apoptotiska) som ständigt finns i cellen. Hur processen sker beror på vilken typ och stimulans som utlöser apoptos. Initiering är den första, inledande fasen, under vilken signalvägarna som leder till utvecklingen av processen med programmerad död aktiveras.
Den viktigaste av dem är den så kallade interna vägen, där den dominerande rollen spelas av mitokondrier och den externa, dess utlösare är signaler utanför cellen:
- brist på tillväxtfaktorer, hormoner
- ökning av koncentrationen av vissa cytokiner (molekyler som produceras av lymfocyter)
- interaktioner från intilliggande celler
- fysiska faktorer
- näringsbrist.
När det gäller den yttre vägen påverkar miljöstimuli receptorer som finns i cellmembranet (de så kallade dödsreceptorerna), som utlöser en kaskad av intracellulära signaler som leder till apoptos.
Mitokondrier spelar en nyckelroll i den endogena vägen. När de skadas av olika faktorer, uttrycks pro-apoptotiska proteiner i dessa organeller, vilket i sin tur skadar funktionen hos mitokondrierna, vilket förhindrar energiproduktion.
Dessutom orsakar denna skada frisättning av ett protein från mitokondrien - cytokrom, vilket bidrar till en ökning av koncentrationen av kalciumjoner i cellen. Ökningen av mängden av denna jon är en utlösande faktor för apoptos.
Apoptosförlopp
En cells övergång till apoptos kan kännas igen på dess separation från andra, och är det första steget i denna process. Det beror på elektrolytförskjutningar, uttorkning av cellen och förändringar i dess form. Då fragmenteras cellkärnan och de så kallade apoptoriska kropparna bildas, det är resterna av cellen som kommer att absorberasav intilliggande celler eller "äts" av makrofager. Ett sådant förlopp av apoptos gör att cellen tas bort "tyst", det orsakar inte utvecklingen av en allmän reaktion - inflammation.
Som nämnts är olika enzymer involverade i denna process: kaspaser som smälter proteiner som finns i kärnan och cytoplasman, transglutaminaser och endonukleolytiska enzymer som är ansvariga för att skära DNA. Förloppet av hela destruktionsprocessen (utförande av apoptos) kan delas in i flera steg:
1. Kontroll-beslutsfasen- den består i att överföra information till kärnan om aktiveringen av reparationsmekanismer eller att de överges och påbörjandet av cellnedbrytningsprocessen. Kaspaser, BID- och BAX-proteiner deltar i denna process och T-lymfocyter frisätter granzymer inuti cellerna, som bland annat frigör kalciumjoner för att stimulera apoptos.
2. Verkställande fas- i detta skede utvecklar kaspaser sin fulla funktion - de förstör cellulära proteiner - strukturella och enzymatiska:
- DNA-polymeras och DNA-kinas, förhindrar reparation av nukleinsyror
- laminer som skadar kärnmembranet
I denna fas sker uttorkning av cellen, ytterligare förändringar i form och storlek, DNA-fragmentering (genom endonukleas), sedan cellfragmentering och bildandet av apoptotiska kroppar. Dessa kaspaser är intracellulära enzymer som skär proteiner på specifika platser - en given sekvens av aminosyror. Deras aktivering sker på ett lavinliknande sätt - den aktiverade kaspasen aktiverar en annan.
Intressant nog, trots nedbrytningen av många cellulära proteiner, förblir cellulära organeller intakta och letar sig helt in i de apoptoriska kropparna.
3. Reningsfasenbestår av fagocytos, det vill säga absorption av cellrester, oftast av fantomcellerna - makrofager.
Apoptoskontroll
Apoptos är en strikt reglerad process - både dess initiering och dess förlopp. Kontrollen är i första hand Bcl-2-familjen av proteiner, inklusive anti-apoptotiska proteiner - de motverkar utvecklingen av apoptos (t.ex. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) och pro-apoptotiska - främjar dess förekomst genom att skada mitokondrierna membran (Bid, Bak, Bad).
Uttryck eller aktivitet av dessa proteiner beror på de förhållanden under vilka cellen är närvarande, såväl som dess tillstånd - om skadan är stor eller de yttre förhållandena inte är gynnsamma, aktiveras pro-apoptotiska proteiner.
Under normala förhållanden dominerar anti-apoptotiska proteiner och hämmar processen med programmerad celldöd. Dessutom har det bevisats att apoptos också styrs av gener, en av dem är p53-genen, den tillhör faktorernapro-apoptotisk. Dess produkt, p53-proteinet, utlöser processen med självmordscelldöd om skadorna på det genetiska materialet är så allvarliga att DNA inte kan repareras.
Därför kallas detta protein ibland för "genomets väktare" eftersom det avgör om en cell kommer att stoppa celldelning för att reparera skada som har uppstått, eller om den kommer att apoptos.
Apoptos och sjukdom
Det har bevisats att obalansen mellan bildandet av nya celler och eliminering av gamla celler är orsaken till många sjukdomar, därför är cellulär kontroll av apoptos extremt viktig, och dess störning kan få mycket allvarliga konsekvenser.
Om celler är resistenta mot dödsfall genom apoptos, kan de utveckla cancer eller en autoimmun sjukdom (som reumatoid artrit). I båda dessa fall genomgår inte sjuka celler processen med apoptos, de är "resistenta" mot det på grund av genetiska mutationer eller onormal aktivitet av pro- och anti-apoptotiska proteiner. Å andra sidan kan överdriven följsamhet och eliminering av för många celler leda till degenerativa sjukdomar och organskador
För närvarande testade, de senaste onkologiska läkemedlen verkar i apoptosstadiet - verkningsmekanismen är att främja närvaron av pro-apoptotiska proteiner - främja förekomsten av apoptos i tumörceller. Strålbehandling och "standard" kemoterapi fungerar på liknande sätt för att inducera apoptos. Båda dessa behandlingar orsakar cellulär stress som dödar tumörcellerna. Tyvärr är sådan terapi inte alltid effektiv, eftersom aktiviteten hos faktorer som hämmar apoptos ofta ökar i tumörceller, vilket inte bara gör det svårt att bekämpa dem, utan också leder till okontrollerad tillväxt och förökning.
Om författaren
Rosett. Maciej GrymuzaEn examen från medicinska fakulteten vid Medical University of K. Marcinkowski i Poznań. Han tog examen från universitetet med ett alltför bra resultat. För närvarande är han doktor inom kardiologiområdet och doktorand. Han är särskilt intresserad av invasiv kardiologi och implanterbara apparater (stimulatorer).