Apoptoza (grčka apoptoza - opadanje lišća) proces je programirane smrti stanica, potpuno je prirodan fenomen koji vam omogućuje uklanjanje abnormalnih, oštećenih i korištenih stanica iz tijela. Vrijedno je saznati što je točno, je li apoptoza štetna, kada se javlja i koji procesi do nje vode.
Sadržaj:
- Pokretanje apoptoze
- Tijek apoptoze
- Kontrola apoptoze
- Apoptoza i bolesti
Apoptoza je fiziološki i prirodni proces koji se kontinuirano odvija u svakom zdravom organizmu, a neophodan je za pravilno funkcioniranje organizma. Zahvaljujući apoptozi, tijelo je u stanju kontrolirati broj i kvalitetu stanica. Ovaj postupak, poznat kao programirana stanična smrt, dovodi do uklanjanja oštećenih, zaraženih ili nepotrebnih stanica, osiguravajući ravnotežu između stvaranja novih stanica i uništavanja starih stanica.
Poremećaji u toku apoptoze imaju vrlo negativan učinak, postoje bolesti čija je prevencija i liječenje vrlo teška - karcinom, autoimune bolesti. Možda će nove metode liječenja koje omogućuju proces apoptoze u stanicama raka postati učinkovita metoda liječenja.
Ukupan broj stanica u tijelu strogo je određen i stalan, svaka dugotrajnija promjena njihovog broja može imati negativan utjecaj na naše zdravlje, stoga tijelo nastoji održati ravnotežu između uništavanja stanica i stvaranja novih. Proces stanične smrti može se dogoditi na nekoliko načina, a najvažniji su:
- Nekroza (nekroza) - uzrokuju je vanjski čimbenici: kemijski, mehanički, fizički. To je patološki, abnormalan proces nad kojim tijelo nema kontrolu. U svom tijeku uništavaju se cijele skupine stanica, a posljedica te štete je razvoj upalnog procesa.
- Apoptoza (programirana stanična smrt) je vrlo različita, proces je potpuno normalan, fiziološki, jednoćelijski i neophodan za normalno funkcionirajući organizam.
- Autofagija - uključuje stanicu koja se probavlja vlastitim enzimima.
Unatoč negativnom utjecaju, apoptoza je normalna, redovita pojava, usmjerena je na dobrobit cijelog organizma, omogućujući zamjenu neučinkovitih, istrošenih stanica novim. Uklonjene stanice su uglavnom one koje bi mogle postati opasne za domaćina, npr. Kancerogene ili neoplastične.
Dakle, apoptoza pomaže u održavanju homeostaze, tj. Ravnoteže organizma. Proces programirane stanične smrti vrlo je složen fenomen koji uključuje desetke enzima i proteina. Vrijeme njegovog nastanka također nije slučajno, određeno je mnogim signalnim putovima koji se aktiviraju kao rezultat oštećenja stanica: njegovih organela ili genetskog materijala.
Pročitajte također: Martwica - što je to? Vrste nekroza
Pokretanje apoptoze
Aktivacija apoptoze povezana je s aktivacijom ili inhibicijom djelovanja određenih proteina (pro i anti-apoptotičnih) koji su stalno prisutni u stanici. Način na koji se proces odvija ovisi o vrsti i podražaju koji pokreću apoptozu. Inicijacija je prva, početna faza, tijekom koje se aktiviraju signalni putovi koji vode razvoju procesa programirane smrti.
Najvažniji od njih je takozvani unutarnji put, u kojem mitohondriji imaju dominantnu ulogu, a vanjski put, čiji su okidači signali izvan stanice:
- nedostatak čimbenika rasta, hormona
- povećanje koncentracije nekih citokina (molekula koje proizvode limfociti)
- interakcije sa susjednim stanicama
- fizički čimbenici
- nedostatak hranjivih sastojaka.
U slučaju vanjskog puta, podražaji iz okoline djeluju na receptore smještene u staničnoj membrani (takozvani receptori smrti), koji pokreću kaskadu unutarstaničnih signala što dovodi do apoptoze.
U slučaju unutarnjeg puta, mitohondriji igraju ključnu ulogu. Nakon njihovog oštećenja raznim čimbenicima, proapoptotski proteini se izražavaju u tim organelama, što zauzvrat oštećuje funkciju mitohondrija, sprečavajući proizvodnju energije.
Uz to, ova šteta uzrokuje oslobađanje proteina iz mitohondriona - citokroma, što pridonosi povećanju koncentracije kalcijevih iona u stanici. Povećavanje količine ovog iona okidač je apoptoze.
Tijek apoptoze
Prijelaz stanice u apoptozu može se prepoznati po njezinoj odvojenosti od drugih, što je prvi korak u ovom procesu. Rezultat je pomaka elektrolita, dehidracije stanica i promjena njegovog oblika. Tada se stanična jezgra fragmentira i nastaju takozvana apoptorska tijela, to su ostaci stanica koje će apsorbirati susjedne stanice ili ih "pojesti" makrofagi. Takav tijek apoptoze uzrokuje "tiho" uklanjanje stanice i ne uzrokuje razvoj opće reakcije - upale.
Kao što je spomenuto, u ovaj su proces uključeni različiti enzimi: kaspaze koje probavljaju proteine sadržane u jezgri i citoplazmi, transglutaminaze i endonukleolitički enzimi odgovorni za rezanje DNA. Tijek cjelokupnog postupka uništavanja (izvršenja apoptoze) možemo podijeliti u nekoliko faza:
1. Faza kontrola-odluka - sastoji se u prenošenju informacija staničnoj jezgri o aktiviranju mehanizama popravka ili njihovom izostavljanju i početku procesa raspadanja stanice. Kaspaze, BID i BAX proteini sudjeluju u ovom procesu, a T limfociti oslobađaju granzime unutar stanica, koji, između ostalog, oslobađaju kalcijeve ione stimulirajući apoptozu.
2. Izvršna faza - u ovoj fazi kaspaze razvijaju svoju punu funkciju - uništavaju stanične proteine - strukturne i enzimske:
- DNA polimeraza i DNA kinaza, sprečavajući popravak nukleinskih kiselina
- lamine, oštećujući nuklearnu membranu.
U ovoj fazi dolazi do dehidracije stanice, daljnjih promjena oblika i veličine, fragmentacije DNA (endonukleazom), zatim fragmentacije stanica i stvaranja apoptotičkih tijela. Te su kaspaze unutarćelijski enzimi koji režu proteine na određenim mjestima - danom slijedu aminokiselina. Njihova se aktivacija događa na lavinski način - aktivirana kaspaza aktivira sljedeću.
Zanimljivo je da, unatoč razgradnji mnogih staničnih proteina, stanične organele ostaju neoštećene i u potpunosti prodiru u apoptorična tijela.
3. Faza čišćenja temelji se na fagocitozi, odnosno apsorpciji staničnih ostataka, najčešće od strane fantomskih stanica - makrofaga.
Kontrola apoptoze
Apoptoza je strogo reguliran proces - i njegovo pokretanje i tok. Kontrola je prvenstveno Bcl-2 obitelj proteina, oni uključuju antiapoptotične proteine - oni suzbijaju razvoj apoptoze (npr. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) i proapoptotični - promičući njegovu pojavu oštećujući mitohondrijsku membranu (Bid, Bak, Loše).
Izražavanje ili aktivnost ovih proteina ovisi o uvjetima u kojima je stanica prisutna, kao i njenom stanju - ako je oštećenje veliko ili vanjski uvjeti nisu povoljni, aktiviraju se pro-apoptotski proteini.
U normalnim uvjetima antiapoptotski proteini dominiraju i inhibiraju proces programirane stanične smrti. Štoviše, dokazano je da apoptozu kontroliraju i geni, od kojih je jedan gen p53, koji pripada pro-apoptotskim čimbenicima. Njegov proizvod, protein p53, pokreće proces samoubilačke smrti stanica ako je oštećenje genetskog materijala toliko ozbiljno da je popravak DNK nemoguć.
Zbog toga se ovaj protein ponekad naziva i "čuvarom genoma", jer određuje hoće li stanica zaustaviti staničnu diobu kako bi popravila nastalu štetu ili će apoptozirati.
Apoptoza i bolesti
Dokazano je da je neravnoteža između stvaranja novih stanica i uklanjanja starih stanica uzrok mnogih bolesti, stoga je stanična kontrola apoptoze izuzetno važna, a njezino narušavanje može imati vrlo ozbiljne posljedice.
Ako su stanice otporne na smrt apoptozom, može se razviti karcinom ili autoimuna bolest (npr. Reumatoidni artritis). U oba ova slučaja, bolesne stanice ne prolaze kroz apoptotički proces, one su na njega "otporne" zbog genetskih mutacija ili abnormalne aktivnosti pro i anti-apoptotičnih proteina. S druge strane, pretjerano poštivanje i uklanjanje previše stanica može dovesti do degenerativnih bolesti i oštećenja organa.
Trenutno testirani, najnoviji onkološki lijekovi djeluju u fazi apoptoze - mehanizam djelovanja je promicanje prisutnosti pro-apoptotičnih proteina - promičući pojavu apoptoze u tumorskim stanicama. Radiacijska terapija i "standardna" kemoterapija djeluju na sličan način da izazovu apoptozu. Oba ova tretmana uzrokuju stanični stres koji dovodi do smrti tumorskih stanica. Nažalost, takva terapija nije uvijek učinkovita, jer se aktivnost čimbenika koji inhibiraju apoptozu nerijetko povećava u stanicama tumora, što ne samo da otežava borbu s njima, već dovodi i do nekontroliranog rasta i razmnožavanja.
Također pročitajte: Razvoj raka ili kako nastaje rak
Preporučeni članak:
Razvoj tumora - kako rak stvara o autoru
