АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Биохимия апоптоза

Виды клеточной гибели:

1) Некроз – гибель клеток после повреждений.

На начальных стадиях некроза повреждаются клеточные мембраны. Осмотические явления приводят к увеличению размеров клетки.

Поврежденные лизосомальные мембраны освобождают содержимое лизосом в цитоплазму и происходит распад компонентов клетки.

Хроматин после короткого периода конденсации подвергается лизису и исчезает. Некроз заканчивается разрывом цитоплазматической мембраны и высвобождением продуктов клеточного распада в межклеточную среду.

Продукты распада вызывают отек и миграцию лейкоцитов (начальные этапы воспаления).

Фактической причиной гибели при некрозе считают резкое падение содержания АТФ в клетках до такого уровня, который не совместим с жизнью.

Длительное время некроз рассматривали лишь как вариант неспецифической гибели клетки. Но, при изучении программируемой гибели клетки установлен программируемый характер биохимических изменений, приводящих к некрозу.

В связи с этим, в современной классификации программированной смерти клетки (ПСК) апоптоз получил название «ПСК I типа», аутофагия «ПСК II типа», а некроз «ПСК III типа».

Установлено, что некроз может происходить не только в ситуации энергодефицита клетки, что было известно довольно давно, но и как самостоятельная танатогенная программа, ключевую роль в которой играют различные белки, протеазы, индукторы митохондриального окислительного стресса,.

Долгое время некроз рассматривался только как механизм клеточной смерти в отсутствии морфологических признаков апоптоза.

Однако теперь стало ясно, что некроз является регулируемым процессом и некротическая клеточная смерть играет заметную роль при многих физиологических и патологических состояниях.

Некроз участвует в патогенезе заболеваний, в том числе ишемического повреждения, нейродегенерации и вирусной инфекции.

2) Аутофагическая клеточная смерть

Термин аутофагия ввел в 1963 г. лауреат Нобелевской премии Христиан де Дюв. Аутофагия (аutophagy - от греческих слов: "auto", означающими само- и "phagein" означающее «поглощать») является эволюционно консервативным биологическим механизмом самостоятельного пищеварения в лизосомах, с помощью которого клетки перерабатывают долгоживущие белки, собственные компоненты, поврежденные органеллы.

Термин «аутофагическая клеточная смерть» был введен на основании морфологических признаков и широко используется для определения примеров клеточной смерти, которые сопровождались массивной цитоплазматической вакуолизацией. Аутофагическая клеточная смерть происходит в ответ на стресс, может быть индуцирована: ионизирующей радиацией, активными формами кислорода, некоторыми противоопухолевыми препаратами, прекращением действия факторов роста и особенно снижением содержания аминокислот и АТФ в цитозоле. Аутофагия запускается как компенсаторный механизм, поставляющий питание клетке из эндогенных источников, либо ее биологическая роль связана с удалением поврежденных структур клетки.

Эукариотические клетки часто подвергаются аутофагии, механизмом, посредством которого органеллы и часть цитоплазмы образуют пузырьки с двойной мембраной (аутофагосомы).

Формирование аутофагосомы начинается с образования и удлинения так называемого фагофора – фрагмента изолирующей мембраны, отделяющегося от эндоплазматического ретикулума. Края фагофора смыкаются с образованием аутофагосомы, которая впоследствии сливается с лизосомой с формированием ауто(фаго)лизосомы.

В конечном итоге содержимое просвета, а также внутренняя мембрана ауто(фаго)лизосомы (в комплексе называемые «аутофагическое тельце») расщепляются лизосомальными гидролазами. Конечные продукты высвобождаются в цитоплазму, где они могут повторно вступить в реакции анаболического и/или биоэнергетического метаболизма.

3) Нетоз

В ответ на некоторые стимулы нейтрофилы и эозинофилы могут высвобождать, так называемые, нейтрофильные внеклеточные ловушки (neutrophil extracellular traps, NETs) – структуры, состоящие из ядерного хроматина, гистонов и гранулярных антимикробных белков.

При воздействии колониестимулирующих факторов, компонентов системы комплемента NETs освобождаются живыми клетками. Однако при нефизиологическом агенте NET высвобождает нейтрофилы, погибающие нетозом. Нетозные клетки демонстрируют массивную вакуолизацию цитоплазмы, быструю деконденсацию хроматина и поломку ядерной и нейтрофильной мембран.

4) Корнификация

Эпидермальные кератиноциты претерпевают уникальную форму терминальной дифференцировки и запрограммированной гибели клеток.

Клетки базального слоя эпидермиса в результате повреждающего действия подвергаются апоптозу или некрозу.

Клетки внешнего слоя эпидермиса постоянно подвергаются физиологической клеточной смерти, названной «корнификацией». Слой погибших кератиноцитов состоит из смеси специфических белков, таких как кератин и другие, и липидов (жирных кислот и церамидов), которые обеспечивают структурную стабильность кожи, механическую резистентность, эластичность и гидрофобность.

Ороговение (кератинизация) рассматривается как программа терминальной дифференцировки и на молекулярном уровне происходит в результате действия механизма дифференцировки эпителиальных клеток, в ходе которой кератиноциты экспрессируют все ферменты и субстраты, катализирующие реакции ковалентной сшивки, необходимые для построения эпидермального барьера, позволяющего изолировать организм от окружающей среды (неапоптотическая каспаза 14 и трансглутаминазы).

Корнификация определяется как вариант клеточной смерти, который:

1) ограничен кератиноцитами;

2) функционально связан с образованием рогового эпителия;

3) может быть изменен ингибицией неапоптотической каспазы-14.

5) Митотическая катастрофа

Термин «митотическая катастрофа» обозначает клеточную смерть, происходящую только во время митоза.

Под митотической катастрофой принято понимать гибель клетки в результате грубых нарушений митоза, таких как отставание хромосом в мета- и анафазе, мультиполюсные и многогрупповые мета- и анафазы.

6) Энтоз

Термин «энтоз» для описания механизма клеточной смерти, связанной с фенотипом «клетка в клетке», который часто проявляют нефагоцитирующие клетки в клинических опухолевых образцах.

греч. entos — в, внутри] — неапоптотический процесс клеточной гибели, при котором одна клетка интернализируется внутри другой клетки.

Энтоз провоцируется утратой взаимодействия компонентов межклеточного матрикса, но не ведет за собой активацию каспаз и апоптотического каскада, поэтому обычная клеточная смерть отличается от энтоза.

Поглощенные клетки сначала выглядят нормальными и потом исчезают.

Клеточная смерть путем энтоза обладает тремя признаками:

1) поглощенные клетки никогда не уходят из фагосомы и могут деградироваться лизосомами (энтоз блокируют лизосомальные ингибиторы);

2) «клеточно-клеточный» фенотип происходит из гомотипических взаимодействий, т.е. в него вовлекаются клетки того же самого типа;

3) процесс нечувствителен к химическим и генетическим вмешательствам, которые в норме блокируют апоптоз.

7) Апоптоз (от греч. – apoptosis – опадание листьев с деревьев) - программированная клеточная гибель. Гибель клеток, в реализации которой главную роль играют генетически запрограммированные внутриклеточные механизмы.

Генетическая программа клеточной гибели – это предсуществующий механизм, который нуждается в синтезе молекул активирующих компоненты, осуществляющие эту гибель, а не сами компоненты апоптоза.

Впервые концепция апоптоза бал выдвинута в работе J.E.R Kerr (1972) для обозначения «нормальной клеточной гибели при развитии тканей и их обновлении в зрелом организме». Апоптоз – физиологический процесс, обязательный для каждого многоклеточного организма.

Благодаря апоптозу осуществляются:

- формообразовательные процессы в эмбриогенезе органов;

- регуляция количества клеток;

- удаление дефектных (опухолевых, инфицированных вирусом, с повреждением генетического материала) клеток.

Этапы апоптоза:

Морфологический принцип

1. Фаза обратимых изменений – в эту фазу апоптоз может быть остановлен и восстановлены (репарированы) клеточные структуры.

2. Фаза необратимых изменений – клеточные элементы разрушаются и образуются апоптотические тельца.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 1637 | Нарушение авторских прав