Az apoptózis (görög apoptózis - levélhullás) a programozott sejthalál folyamata, teljesen természetes jelenség, amely lehetővé teszi a kóros, sérült és használt sejtek eltávolítását a testből. Érdemes megtudni, mi is ez pontosan, hogy az apoptózis káros-e, mikor következik be és milyen folyamatok vezetnek hozzá.
Tartalomjegyzék:
- Apoptózis megindítása
- Az apoptózis lefolyása
- Apoptózis-szabályozás
- Apoptózis és betegségek
Az apoptózis egy fiziológiai és természetes folyamat, amely minden egészséges szervezetben folyamatosan zajlik, elengedhetetlen a szervezet megfelelő működéséhez. Az apoptózisnak köszönhetően a test képes szabályozni a sejtek számát és minőségét. Ez a programozott sejthalál néven ismert folyamat a sérült, fertőzött vagy felesleges sejtek megszüntetéséhez vezet, egyensúlyt biztosítva az új sejtek képződése és a régi sejtek megsemmisítése között.
Az apoptózis során fellépő rendellenességeknek nagyon negatív hatása van, vannak olyan betegségek, amelyek megelőzése és kezelése nagyon nehéz - rák, autoimmun betegségek. Talán olyan új kezelési módszerek válnak hatékony kezelési módszerré, amelyek lehetővé teszik az apoptózis folyamatát a rákos sejtekben.
A sejtek teljes száma a testben szigorúan meghatározott és állandó, számuk bármilyen tartósabb változása negatív hatással lehet egészségünkre, ezért a test arra törekszik, hogy fenntartsa az egyensúlyt a sejtek pusztulása és újak képződése között. A sejthalálfolyamat többféle módon fordulhat elő, amelyek közül a legfontosabbak:
- Nekrózis (nekrózis) - külső tényezők okozzák: kémiai, mechanikai, fizikai. Ez egy kóros, kóros folyamat, amely felett a testnek nincs kontrollja. Ennek során egész sejtcsoportok pusztulnak el, és ennek a károsodásnak a következménye a gyulladásos folyamat kialakulása.
- Az apoptózis (programozott sejthalál) nagyon különböző, a folyamat teljesen normális, fiziológiai, egysejtű és nélkülözhetetlen egy normálisan működő organizmusban.
- Autofágia - magában foglalja a sejt emésztését saját enzimjeivel.
Negatív hatása ellenére az apoptózis normális, rendszeres jelenség, az egész szervezet javára irányul, lehetővé téve az nem hatékony, elhasználódott sejtek újakkal való helyettesítését. Az eltávolított sejtek főleg azok, amelyek veszélyesek lehetnek a gazdára, például rákosak vagy neoplasztikusak.
Így az apoptózis elősegíti a homeosztázis, vagyis a szervezet egyensúlyának fenntartását. A programozott sejthalál folyamata nagyon összetett jelenség, enzimek és fehérjék tucatjait vonja maga után. Előfordulásának ideje szintén nem véletlen, sok jelátviteli út határozza meg, amelyek a sejt károsodása következtében aktiválódnak: organellái vagy genetikai anyaga.
Olvassa el még: Martwica - mi ez? A nekrózis típusai
Apoptózis megindítása
Az apoptózis aktiválása bizonyos, a sejtben folyamatosan jelen lévő fehérjék (pro és anti-apoptotikus) működésének aktiválásával vagy gátlásával jár. A folyamat kialakulásának módja az apoptózist kiváltó típustól és ingertől függ. A beavatás az első, kezdeti fázis, amelynek során aktiválódnak a programozott halál folyamatának kialakulásához vezető jelátviteli utak.
Közülük a legfontosabb az úgynevezett belső út, amelyben a mitokondriumok domináns szerepet játszanak, és a külső út, annak kiváltói a sejten kívülről érkező jelek:
- növekedési faktorok, hormonok hiánya
- egyes citokinek (limfociták által termelt molekulák) koncentrációjának növekedése
- kölcsönhatások a szomszédos sejtekkel
- fizikai tényezők
- tápanyaghiány.
Az extrinsic útvonal esetében a környezeti ingerek a sejtmembránban elhelyezkedő receptorokra (úgynevezett halálreceptorokra) hatnak, amelyek kiváltják az apoptózishoz vezető intracelluláris jelek kaszkádját.
Az intrinsic út esetében a mitokondriumoknak kulcsszerepük van. Különböző tényezők által okozott károsodásuk után pro-apoptotikus fehérjék fejeződnek ki ezekben az organellákban, amelyek viszont károsítják a mitokondrium működését, megakadályozva az energiatermelést.
Ezenkívül ez a károsodás egy fehérje felszabadulását okozza a mitokondriumból - a citokrómból, ami hozzájárul a kalciumionok koncentrációjának növekedéséhez a sejtben. Ezen ion mennyiségének növelése az apoptózis kiváltó oka.
Az apoptózis lefolyása
Egy sejt apoptózissá való átmenetét felismerhetjük, ha megfigyeljük annak elkülönülését másoktól, ez a folyamat első lépése. Az elektrolit eltolódásából, a sejtek kiszáradásából és alakjának megváltozásából adódik. Ezután a sejtmag széttöredezik, és kialakulnak az úgynevezett apoptikus testek, ezek olyan sejttörmelék, amelyet a szomszédos sejtek elnyelnek, vagy a makrofágok "megeszik". Az apoptózis ilyen folyamata a sejt "csendes" eltávolítását okozza, és nem okoz általános reakció - gyulladás - kialakulását.
Mint említettük, ebben a folyamatban különféle enzimek vesznek részt: a sejtmagban és a citoplazmában található fehérjéket emésztő kaszpázok, transzglutaminázok és a DNS kivágásáért felelős endonukleolitikus enzimek. A teljes megsemmisítési folyamat (apoptózis végrehajtás) folyamata több szakaszra osztható:
1. A kontroll-döntési szakasz - abban áll, hogy információt továbbítanak a sejtmagba a javítási mechanizmusok aktiválódásáról vagy azok kihagyásáról és a sejt szétesési folyamatának megkezdéséről. A kaszpázok, a BID és a BAX fehérjék részt vesznek ebben a folyamatban, és a T-limfociták granzimokat szabadítanak fel a sejtek belsejében, amelyek többek között felszabadítják az apoptózist stimuláló kalciumionokat.
2. Végrehajtási szakasz - ebben a szakaszban a kaszpázok kifejlesztik teljes működésüket - elpusztítják a sejtfehérjéket - strukturális és enzimatikus:
- DNS-polimeráz és DNS-kináz, megakadályozva a nukleinsavak javulását
- laminák, károsítják a maghártyát.
Ebben a fázisban végbemegy a sejt dehidratációja, további alak- és méretváltozások, DNS-fragmentáció (endonukleáz által), majd a sejtek fragmentációja és apoptotikus testek képződése. Ezek a kaszpázok intracelluláris enzimek, amelyek meghatározott helyeken vágják le a fehérjéket - egy adott aminosav-szekvencia. Aktiválásuk lavinaszerűen történik - az aktivált kaszpáz aktiválja a következőt.
Érdekes módon sok sejtfehérje lebomlása ellenére a sejt organellái sértetlenek maradnak és teljesen behatolnak az apoptikus testekbe.
3. A tisztítási fázis fagocitózisban, vagyis a sejttörmelék felszívódásában áll, leggyakrabban a fagocita sejtek - makrofágok által.
Apoptózis-szabályozás
Az apoptózis szigorúan szabályozott folyamat - mind a megindítása, mind a lefolyása. A kontrollt elsősorban a Bcl-2 fehérjecsalád végzi, ezek tartalmaznak anti-apoptotikus fehérjéket - ellensúlyozzák az apoptózis (pl. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) és pro-apoptotikus kialakulását - elősegítik annak előfordulását a mitokondriális membrán károsodásával (Bid, Bak, Rossz).
Ezeknek a fehérjéknek az expressziója vagy aktivitása a sejt jelenlétének körülményeitől és állapotától függ - ha a károsodás nagy, vagy a külső körülmények nem kedvezőek, akkor pro-apoptotikus fehérjék aktiválódnak.
Normál körülmények között az anti-apoptotikus fehérjék dominálnak és gátolják a programozott sejthalál folyamatát. Sőt, bebizonyosodott, hogy az apoptózist gének is szabályozzák, az egyik a p53 gén, amely a pro-apoptotikus faktorokhoz tartozik. Terméke, a p53 fehérje beindítja az öngyilkos sejtpusztulás folyamatát, ha a genetikai anyag károsodása olyan súlyos, hogy a DNS nem képes helyrehozni.
Ezért ezt a fehérjét néha "a genom őrzőjeként" emlegetik, mert meghatározza, hogy a sejt leállítja-e a sejtosztódást a bekövetkezett károk helyrehozása érdekében, vagy apoptózissá válik-e.
Apoptózis és betegségek
Bebizonyosodott, hogy az új sejtek képződése és a régi sejtek eliminációja közötti egyensúlyhiány számos betegség oka, ezért az apoptózis sejtszabályozása rendkívül fontos, megzavarása pedig nagyon súlyos következményekkel járhat.
Ha a sejtek rezisztensek az apoptózis által okozott halálra, rák vagy autoimmun betegség (pl. Rheumatoid arthritis) alakulhat ki. Mindkét esetben a beteg sejtek nem mennek keresztül az apoptózis folyamatán, genetikai mutációk vagy pro- és anti-apoptotikus fehérjék abnormális aktivitása miatt "rezisztensek" vele szemben. Másrészt a túl sok sejt túlzott megfelelés és elimináció degeneratív betegségekhez és szervkárosodáshoz vezethet.
A jelenleg tesztelt legújabb onkológiai gyógyszerek az apoptózis szakaszában hatnak - a hatásmechanizmus a pro-apoptotikus fehérjék jelenlétének elősegítése - elősegíti az apoptózis előfordulását a tumorsejtekben. A sugárkezelés és a "szokásos" kemoterápia hasonló módon működik az apoptózis kiváltásában. Mindkét kezelés sejtes stresszt okoz, amely tumorsejtek pusztulásához vezet. Sajnos az ilyen terápia nem mindig hatékony, mert az apoptózist gátló tényezők aktivitása nem ritkán növekszik a tumorsejtekben, ami nemcsak megnehezíti a harcot velük szemben, hanem kontrollálatlan növekedéshez és szaporodáshoz is vezet.
Olvassa el még: A rák kialakulása, vagy a rák kialakulása
Ajánlott cikk:
Daganatfejlődés - Hogyan alakul ki a rák a szerzőről
