Apoptoza

We własnym ciele Apoptoza ciało inicjuje śmierć komórkową poszczególnych komórek ciała. Proces ten zachodzi w każdym organizmie, aby pozbyć się z organizmu chorych, niebezpiecznych i niepotrzebnych już komórek.Zaburzenia własnej apoptozy organizmu mogą prowadzić do różnych chorób, takich jak rak czy choroby autoimmunologiczne.

Co to jest apoptoza?

Zaprogramowana śmierć komórek ciała jest znana jako własna apoptoza organizmu. W tym procesie komórki ciała obumierają, których organizm już nie potrzebuje lub które mogą być dla niego niebezpieczne.

W każdej komórce znajdują się nieaktywne czynniki samobójcze, które są aktywowane, gdy ma zostać zainicjowana apoptoza. Jednak w przeciwieństwie do nekrozy apoptoza jest zaprogramowaną śmiercią komórki. Podczas tego procesu żadne składniki komórki nie uciekają.

Przed rozpoczęciem apoptozy, odpowiednie komórki są najpierw oddzielane od struktury komórkowej tkanki. Następnie rozpoczyna się wewnętrzny rozpad chromatyny, białek i organelli komórkowych, w wyniku czego komórka się kurczy.

Na zewnątrz błona komórkowa tworzy bąbelki. Pozostałe składniki komórki są natychmiast usuwane przez fagocyty. Cały proces własnej apoptozy organizmu pozwala tylko niektórym komórkom umrzeć. Zwykle nie dotyczy to sąsiedniej tkanki.

Funkcja i zadanie

Własna apoptoza organizmu jest procesem absolutnie niezbędnym dla organizmu. Zapewnia niezakłócone funkcjonowanie zdrowych i funkcjonalnych komórek. Apoptoza zachodzi przez całe życie. Należy zagwarantować stałą selekcję komórek organizmu, zwłaszcza w okresie rozwoju organizmu. Różnicowanie narządów ciała nie mogłoby funkcjonować dokładnie bez jednoczesnej apoptozy. Jednak zawsze musi istnieć pewien związek między tworzeniem się a śmiercią komórek.

W organizmie dorosłym tworzenie i rozpad komórek są w równowadze. Stare komórki są zastępowane młodymi komórkami. Nowe komórki są tworzone tylko przez podział komórek. Gdyby nie było apoptozy, liczba komórek wzrastałaby. Dlatego konieczne jest, aby komórki stale umierały w ukierunkowany sposób.

W fazie wzrostu apoptoza zapewnia namnażanie się tylko tych komórek, które są przydatne dla organizmu. Program samobójstwa jest aktywowany w chorych, starych i mniej efektywnych komórkach. Na przykład, aby zapewnić prawidłowe połączenia w mózgu, do 50 procent wszystkich komórek nerwowych umiera ponownie przed urodzeniem. W organizmie dorosłym apoptozę stosuje się między innymi do kontrolowania liczby komórek i wielkości narządów, rozbijania szkodliwych i niepotrzebnych komórek układu odpornościowego, odmładzania niektórych tkanek, eliminacji komórek zdegenerowanych czy selekcji komórek rozrodczych.

Jak dotąd odkryto dwa sposoby wywoływania apoptozy. Rozróżnia się apoptozę typu I i typu II. W apoptozie typu I, znanej również jako droga zewnętrzna, proces jest inicjowany zewnętrznie przez związanie liganda z receptorem z rodziny receptorów TNF. Druga ścieżka (wewnętrzna ścieżka) zaczyna się w komórce i jest wyzwalana między innymi przez uszkodzenie DNA. W obu przypadkach inicjowana jest kaskada enzymów (kaspaz), które są odpowiedzialne za rozkład organelli, białek i chromatyny organizmu.

W przeciwieństwie do usuwania komórek nekrotycznych, późniejsza eliminacja składników komórki przez komórki wymiatające (fagocyty) odbywa się bez procesów zapalnych.

Równowaga między kontrolowaną śmiercią komórki, trwałą odnową komórkową i usuwaniem składników martwych komórek ma kluczowe znaczenie dla organizmu. Zakłócenie tej równowagi może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych.

Choroby i dolegliwości

Zaburzenia własnej apoptozy organizmu odgrywają rolę w wielu chorobach, takich jak nowotwory, choroby autoimmunologiczne czy choroby wirusowe. Na przykład, jeśli komórka w organizmie jest zakażona wirusem, natychmiast zaczyna wytwarzać kolejne wirusy w wyniku włączenia genomu wirusa do DNA. Zakażone komórki zwykle reagują apoptozą.

Aby temu zapobiec, wiele wirusów opracowało strategię przeciwdziałania. Często przeprogramowują komórkę, aby wytwarzała substancje hamujące apoptozę. Komórka nie umiera i produkuje coraz więcej wirusów, które z kolei infekują inne komórki. Właśnie w tym momencie agenci antywirusowi powinni interweniować w mechanizm.

Czasami eliminowane są nie tylko komórki zakażone wirusem, ale także sąsiednia tkanka. Ten nadmierny efekt jest między innymi wyjaśnieniem rozległego uszkodzenia wątroby spowodowanego przez wirusy hepatidae, chociaż tylko kilka komórek wątroby jest zakażonych wirusami.

Z drugiej strony, w chorobach autoimmunologicznych komórki odpornościowe atakują własne komórki organizmu i niszczą je. Pewną rolę odgrywają również wadliwe procesy apoptozy. Grasica jest organem kontrolnym dla komórek odpornościowych. Wszystkie limfocyty mają specjalne receptory, które reagują tylko na określone antygeny. W grasicy sprawdza się, z jakimi antygenami wiążą się receptory. Jeśli reagują z własnymi antygenami organizmu, odpowiednia komórka jest sortowana i zmuszana do śmierci w wyniku apoptozy. Jeśli proces selekcji nie przebiega prawidłowo, przedostanie się zbyt wiele autoagresywnych komórek odpornościowych, które później spowodują chorobę autoimmunologiczną.

W innym mechanizmie odkryto, że martwe komórki są usuwane zbyt wolno przez fagocyty. Komórki odpornościowe, które reagują w międzyczasie, również atakują zdrowe komórki. Z drugiej strony w raku apoptoza jest zmniejszona, tak że tylko odnowa komórek ma miejsce bez zaprogramowanej śmierci komórki.