Apoptoz (Yunanca: apoptosis - yaprak dökümü) programlanmış hücre ölümü sürecidir, anormal, hasarlı ve kullanılmış hücrelerin vücuttan atılmasını sağlayan tamamen doğal bir olgudur. Tam olarak ne olduğunu, apoptozun zararlı bir fenomen olup olmadığını, ne zaman meydana geldiğini ve hangi süreçlerin buna yol açtığını bulmaya değer.
İçindekiler:
- Apoptozu başlatıyor
- Apoptozun seyri
- Apoptoz kontrolü
- Apoptoz ve hastalık
Apoptozher sağlıklı organizmada sürekli olarak işleyen fizyolojik, doğal bir süreçtir, organizmanın düzgün çalışması için gereklidir. Apoptoz sayesinde vücut hücre sayısını ve kalitesini kontrol etme yeteneğine sahiptir. Programlanmış hücre ölümü olarak bilinen bu süreç, yeni hücrelerin oluşumu ile eski hücrelerin yok edilmesi arasında bir denge sağlayan hasarlı, enfekte veya gereksiz hücrelerin ortadan kaldırılmasına yol açar.
Apoptoz sürecindeki bozuklukların çok olumsuz bir etkisi vardır, önlenmesi ve tedavisi çok zor olan hastalıklar vardır - kanser, otoimmün hastalıklar. Belki de kanser hücrelerinde apoptoz sürecini mümkün kılan yeni tedavi yöntemleri etkili bir tedavi haline gelecektir.
Vücuttaki toplam hücre sayısı kesin olarak belirlenir ve sabittir, sayılarında daha uzun süreli herhangi bir değişiklik sağlığımızı olumsuz etkileyebilir, bu nedenle vücut hücrelerin yok edilmesi ile hücre yıkımı arasında bir denge sağlamaya çalışır. yenilerinin oluşumu. Hücre ölümü süreci birkaç şekilde gerçekleşebilir, bunlardan en önemlileri:
- Nekroz (nekroz)- dış etkenlerden kaynaklanır: kimyasal, mekanik, fiziksel. Vücudun kontrolünün olmadığı patolojik, anormal bir süreçtir. Seyri sırasında tüm hücre grupları yok edilir ve bu hasarın sonucu iltihaplanma sürecinin gelişmesidir.
- Apoptoz (programlanmış hücre ölümü)tamamen farklıdır, süreç tamamen normal, fizyolojik, tek hücrelidir ve normal işleyen bir organizma için gereklidir.
- Otofaji- hücrenin kendi enzimleri tarafından sindirilmesinden oluşur.
RağmenNegatif aşırı ton, apoptoz düzenli olarak gerçekleşen normal bir fenomendir, verimsiz, yıpranmış hücrelerin yenileriyle değiştirilmesine izin vererek tüm organizmanın iyiliğini amaçlar. Çıkarılan hücreler esas olarak konakçı için tehlikeli olabilecek, örneğin kanserli veya neoplastik hücrelerdir.
Apoptoz, homeostazı yani vücudun dengesini korumanızı sağlar. Programlanmış hücre ölümü süreci, düzinelerce enzim ve protein içeren çok karmaşık bir olgudur. Oluşma zamanı da tesadüfi değildir, hücre hasarı sonucu aktive olan birçok sinyal yolu tarafından belirlenir: organelleri veya genetik materyali.
Apoptozu başlatıyor
Apoptozun aktivasyonu, hücrede sürekli olarak bulunan belirli proteinlerin (pro ve anti-apoptotik) etkisinin aktivasyonu veya inhibisyonu ile ilişkilidir. Sürecin gerçekleşme şekli, apoptozu tetikleyen türe ve uyarana bağlıdır. Başlatma, programlanmış ölüm sürecinin gelişmesine yol açan sinyal yollarının etkinleştirildiği ilk, ilk aşamadır.
Bunlardan en önemlisi, baskın rolü mitokondri ve dış tarafından oynadığı sözde iç yoldur, tetikleyicileri hücre dışından gelen sinyallerdir:
- büyüme faktörlerinin, hormonların eksikliği
- bazı sitokinlerin (lenfositler tarafından üretilen moleküller) konsantrasyonunda artış
- bitişik hücrelerden etkileşimler
- fiziksel faktörler
- besin eksikliği
Dışsal yol söz konusu olduğunda, çevresel uyaranlar hücre zarında bulunan reseptörleri etkiler (ölüm reseptörleri olarak adlandırılır), bu da apoptoza yol açan hücre içi sinyaller dizisini tetikler.
Mitokondri, endojen yolakta önemli bir rol oynar. Çeşitli faktörler tarafından hasar gördüğünde, bu organellerde proapoptotik proteinler eksprese edilir ve bu da mitokondrinin işlevine zarar vererek enerji üretimini engeller.
Ek olarak, bu hasar, hücredeki kalsiyum iyonlarının konsantrasyonunun artmasına katkıda bulunan sitokrom olan mitokondriden bir proteinin salınmasına neden olur. Bu iyon miktarındaki artış apoptozun tetikleyicisidir.
Apoptozun seyri
Bir hücrenin apoptoza geçişi diğerlerinden ayrılmasıyla anlaşılabilir ve bu süreçteki ilk adımdır. Elektrolit kaymalarından, hücrenin dehidrasyonundan ve şeklindeki değişikliklerden kaynaklanır. Daha sonra hücre çekirdeği parçalanır ve sözde apoptorik cisimler oluşur, bunlar emilecek hücrenin kalıntılarıdır.bitişik hücreler tarafından veya makrofajlar tarafından "yenilir". Böyle bir apoptoz seyri, hücrenin "sessizce" çıkarılmasına neden olur, genel bir reaksiyon - iltihaplanma gelişimine neden olmaz.
Belirtildiği gibi, bu süreçte çeşitli enzimler yer alır: çekirdekte ve sitoplazmada bulunan proteinleri sindiren kaspazlar, DNA'yı kesmekten sorumlu transglutaminazlar ve endonükleolitik enzimler. Tüm imha sürecinin (apoptozun yürütülmesi) seyri birkaç aşamaya ayrılabilir:
1. Kontrol-karar aşaması- onarım mekanizmalarının aktivasyonu veya bunların terk edilmesi ve hücre çürüme sürecinin başlaması hakkında çekirdeğe bilgi iletilmesinden oluşur. Kaspazlar, BID ve BAX proteinleri bu sürece katılır ve T lenfositleri, hücrelerin içinde diğer şeylerin yanı sıra apoptozu uyarmak için kalsiyum iyonlarını serbest bırakan granzimleri serbest bırakır.
2. Yürütme aşaması- bu aşamada kaspazlar tam işlevlerini geliştirir - hücresel proteinleri yok ederler - yapısal ve enzimatik:
- DNA polimeraz ve DNA kinaz, nükleik asitlerin onarımını engeller
- laminler, nükleer zara zarar verir.
Bu aşamada, hücrenin dehidrasyonu, şekil ve boyutta daha fazla değişiklik, DNA parçalanması (endonükleaz ile), ardından hücre parçalanması ve apoptotik cisimlerin oluşumu gerçekleşir. Bu kaspazlar, proteinleri belirli yerlerde - belirli bir amino asit dizisi - kesen hücre içi enzimlerdir. Aktivasyonları çığ benzeri bir şekilde gerçekleşir - aktive olan kaspaz bir diğerini aktive eder.
İlginç bir şekilde, birçok hücresel proteinin parçalanmasına rağmen, hücresel organeller bozulmadan kalır ve tamamen apoptorik bedenlere girer.
3.temizleme aşaması fagositozdan, yani hücre kalıntılarının çoğunlukla fantom hücreler - makrofajlar tarafından emilmesinden oluşur.
Apoptoz kontrolü
Apoptoz sıkı bir şekilde düzenlenmiş bir süreçtir - hem başlangıcı hem de seyri. Kontrol, öncelikle anti-apoptotik proteinler de dahil olmak üzere Bcl-2 protein ailesidir - bunlar apoptoz gelişimini (örn. membran (Teklif, Bak, Kötü).
Bu proteinlerin ekspresyonu veya aktivitesi, hücrenin bulunduğu koşullara ve ayrıca durumuna bağlıdır - hasar büyükse veya dış koşullar uygun değilse, pro-apoptotik proteinler aktive edilir.
Normal koşullar altında, anti-apoptotik proteinler programlanmış hücre ölümü sürecine hakimdir ve bunu engeller. Ayrıca apoptozun genler tarafından da kontrol edildiği kanıtlanmıştır, bunlardan biri p53 genidir, faktörlere aittir.proapoptotik. Ürünü olan p53 proteini, genetik materyaldeki hasar DNA'nın onarılamayacak kadar şiddetli olması durumunda hücre ölümü intihar sürecini tetikler.
Bu nedenle, bu protein bazen "genomun koruyucusu" olarak anılır, çünkü bir hücrenin meydana gelen hasarı onarmak için hücre bölünmesini durdurup durduramayacağını veya apoptoza gidip gitmeyeceğini belirler.
Apoptoz ve hastalık
Yeni hücrelerin oluşumu ile eski hücrelerin yok edilmesi arasındaki dengesizliğin birçok hastalığın nedeni olduğu kanıtlanmıştır, bu nedenle apoptozun hücresel kontrolü son derece önemlidir ve bozulması çok ciddi sonuçlara yol açabilir.
Hücreler apoptoz ile ölüme dirençliyse, kanser veya otoimmün bir hastalık (romatoid artrit gibi) geliştirebilirler. Bu vakaların her ikisinde de, hastalıklı hücreler apoptoz sürecinden geçmezler, genetik mutasyonlar veya pro ve anti-apoptotik proteinlerin anormal aktivitesi nedeniyle buna "dirençlidirler". Öte yandan aşırı uyum ve çok fazla hücrenin yok edilmesi dejeneratif hastalıklara ve organ hasarına yol açabilir.
Şu anda test edilen, en son onkolojik ilaçlar apoptoz aşamasında hareket eder - etki mekanizması pro-apoptotik proteinlerin varlığını teşvik etmektir - tümör hücrelerinde apoptoz oluşumunu teşvik eder. Radyoterapi ve "standart" kemoterapi, apoptozu indüklemek için benzer şekilde çalışır. Bu tedavilerin her ikisi de tümör hücrelerini öldüren hücresel strese neden olur. Ne yazık ki, bu tür bir tedavi her zaman etkili değildir, çünkü tümör hücrelerinde apoptozu inhibe eden faktörlerin aktivitesi sıklıkla artar, bu da sadece onlarla savaşmayı zorlaştırmakla kalmaz, aynı zamanda kontrolsüz büyüme ve çoğalmaya da yol açar.
Yazar hakkında
Yay. Maciej GrymuzaTıp Üniversitesi Tıp Fakültesi mezunu Poznan'da K. Marcinkowski. Üniversiteden çok iyi bir sonuçla mezun oldu. Halen kardiyoloji alanında doktor ve doktora öğrencisidir. Özellikle invaziv kardiyoloji ve implante edilebilir cihazlar (stimülatörler) ile ilgilenmektedir.