Det celledød Det er processen med destruktion af cellulære komponenter, som alle levende organismer gennemgår på forskellige stadier. I alle flercellede organismer skal der være en optimal balance mellem celledød og celleproliferation.
Celledød opstår ved to hovedmekanismer: ved nekrose eller utilsigtet celledød og ved apoptose eller programmeret celledød. Hver mekanisme tilskrives en bestemt cellemorfologi.
Apoptose eller programmeret celledød omfatter en vej, der er stærkt reguleret af genetiske komponenter. Ofte når organismen oplever patologiske forhold (for eksempel degenerative sygdomme), kan det apoptotiske program implementeres forkert, hvilket resulterer i unødig celledestruktion..
Programmeret celledød er en vigtig komponent i udviklingsveje og homeostase (kontrol mellem celledød og spredning) generelt.
Utilsigtet celledød eller nekrose er den anden type celledød. Det præsenterer radikale forskelle, hvis vi sammenligner det med apoptose. Dette fænomen opstår, når celler udsættes for et ugunstigt eller ekstremt miljø, hvilket resulterer i skade på cellestrukturer..
Artikelindeks
I 1972 blev udtrykket apoptose brugt for første gang. Det dukkede op i en klassisk videnskabelig artikel skrevet af forfatterne Kerr, Wyllie og Currie. For Kerr et al., udtrykket apoptose beskriver en markant morfologisk form for celledød.
På trods af at disse funktioner allerede var blevet beskrevet flere gange, er disse forfattere de første til at give fænomenet et navn.
En flercellet organisme består af flere celler, der skal etablere forbindelser med hinanden. Samfundet skal forblive strengt organiseret, og dette opnås ved at etablere en kontrol mellem spredning af nye celler og eliminering af allerede tilstedeværende celler..
På denne måde gennemgår celler, der af flere årsager ikke længere er nødvendige, en slags molekylært "selvmord" kaldet apoptose..
Programmeret celledød er et normalt fysiologisk fænomen. Det involverer kontrolleret eliminering af visse celler. Denne mekanisme er afgørende for at holde voksne væv i orden. Det spiller også en rolle i embryonets udvikling.
Hovedformålet med programmeret celledød er at opretholde balancen mellem celleproliferation. For eksempel elimineres næsten 5 x 10 i vores krop dagligt.elleve erytrocytter eller blodlegemer gennem celledød.
Derudover tillader det oprettelse af en beskyttelsesmekanisme mod celler, der potentielt kan påvirke kroppen. I tilfælde af celler, der har været ofre for en virusinfektion, dræbes de normalt ved programmeret celledød. Således vil virussen ikke kunne fortsætte med at sprede sig inde i værten..
Programmeret celledød eliminerer ikke kun celler, der er inficeret med eksterne patogener, det er også i stand til at udelukke celler i organismen, der udgør skade på det genetiske materiale. I dette tilfælde elimineres cellerne, der bærer mutationer, der er skadelige for organismen..
I det tilfælde, hvor udviklingen af disse unormale celler kan fortsætte, og mekanismerne til celledød ikke virker, kan tumorer og udviklingen af forskellige typer kræft forekomme..
Programmeret celledød spiller en afgørende rolle i udviklingen af et embryo. Under dannelsen skal forskellige celler, der er unødvendige, elimineres..
For eksempel er det ansvarligt for at eliminere væv i larver i organismer, der gennemgår metamorfose: larver og padder. Derudover er nogle unge former karakteriseret ved at have membraner mellem fingrene, der er karakteristiske for vandlevende liv..
Når organismen bliver voksen, forsvinder disse membraner, da cellerne, der komponerer den, gennemgår en programmeret celledødshændelse. Generelt støtter processen med apoptose lemmerne hos mennesker og mus: skovlformede strukturer, der slutter med velformede cifre.
Under pattedyrsudvikling deltager programmeret celledød i dannelsen af nervesystemet. Når kroppen udvikler sig, produceres et for stort antal nerveceller, som derefter elimineres ved programmeret celledød.
De neuroner, der overlever (ca. 50%), opretter korrekte forbindelser med målcellerne. Når forbindelsen, der er etableret, er den angivne, begynder udskillelsen af en række vækstfaktorer, der muliggør overlevelse af cellen, da den hæmmer celledødsprogrammet.
Under programmeret celledød udviser cellen en bestemt fænotype. Den første skelne træk er kromosomal DNA-fragmentering.
I dette tilfælde forekommer nedbrydningen af nukleosomer, strukturer dannet af DNA og proteiner. Med kondensering af kromatin bryder kernen i små stykker.
Efterhånden som processen fortsætter, falder cellen betydeligt i størrelse. I sidste ende bryder cellen ind i flere segmenter omgivet af cellemembranen. Hver af disse stykker er kendt som apoptotiske kroppe.
Derefter er celler i immunsystemet kaldet makrofager ansvarlige for at genkende og fagocytisere disse døende strukturer..
Således forsvinder "cellen" af cellen, der gennemgår apoptose, effektivt fra den organisme, som den tilhørte - i modsætning til hvad der sker, når cellen dør af skade. I sidstnævnte scenarie svulmer cellerne op og lyser til sidst og inflammerer det pågældende område..
Under apoptose opstår der skader i mitokondrierne, der er kendetegnet ved frigivelsen af en række molekyler, der stimulerer dødsmekanismen, såsom cytochrom c, Smac / Diablo proteiner, blandt andre..
Den strenge regulering af programmeret celledød forekommer takket være den orkestrerede funktion af forskellige gener.
De første undersøgelser relateret til den genetiske mekanisme af apoptose blev udført i nematoden Caenorhabditis elegans. I denne organisme blev der identificeret 3 gener relateret til udførelse og regulering af hele den apoptotiske proces.
Hos pattedyr blev der fundet gener, der lignede dem meget meget nematoden. Af denne grund har de været meget bevarede enheder gennem hele evolutionen..
Ced-3 er eksemplet på en familie, der består af mere end et dusin proteaser (enzymer, der hydrolyserer proteiner), kendt under navnet caspaser..
I tilfælde af programmeret død hydrolyserer caspaser mere end 100 proteiner, der findes i den pågældende celle. Blandt målproteinerne i caspaser finder vi DNase-hæmmere, som forårsager nedbrydning af DNA i cellekernen..
Caspases er også ansvarlige for bruddet på den nukleare lamina, hvilket fører til fragmentering af kernen og cytoskelet generelt. De umiddelbare konsekvenser af alle disse nedbrydningshændelser er cellefragmentering.
Der er en række stimuli, der udløser apoptotiske mekanismer. Disse stimuli kan være fysiologiske eller patologiske. Interessant nok reagerer ikke alle celler på samme måde på stimuli..
Bestråling og lægemidler, der anvendes til kræftbehandling (kemoterapi) resulterer i apoptose fra en vej kaldet den p53-afhængige vej..
Nogle hormoner, såsom kortikosteroider - hormoner fra gruppen af steroider og derivater - kan føre til den apoptotiske vej i nogle celler. Imidlertid er de fleste celler ikke påvirket af dets tilstedeværelse..
Utilsigtet celledød eller nekrose opstår, når celler udsættes for et ugunstigt miljø, der forårsager alvorlig skade på cellestrukturer..
Disse faktorer, der forårsager traume, inkluderer meget høje eller meget lave temperaturer, unormale iltniveauer, eksponering for toksiner, eksponering for reaktive iltmetabolitter, næringsstofberøvelse, unormale pH-niveauer, blandt andre..
Forskellige medicinske tilstande involverer nekrose, herunder neurodegenerative sygdomme såsom Alzheimers sygdom, Huntingtons sygdom, Parkinsons sygdom, amyotrofisk lateral sklerose og epilepsi..
Selvom den nekrotiske proces er involveret i forskellige medicinske tilstande, er mekanismen bag begivenheden ikke blevet belyst fuldt ud. Historisk set er nekrose blevet betragtet som kaotiske reaktioner, der ødelægger cellen..
Imidlertid nuværende bevis opnået fra organismer Caenorhabditis elegans Y Drosophila har stillet spørgsmålstegn ved denne "dogme".
Forskellige celletyper, der oplever nekrose, udviser meget specifikke morfologiske celleegenskaber som reaktion på skade, hvilket antyder, at der er et centralt eksekveringsprogram for nekrose..
Den komplette og detaljerede forståelse af den nekrotiske proces kan føre til udvikling af nye metoder til kontrol af sygdomme, der involverer nekrotisk celledød..
Som ved apoptose har nekrose karakteristiske morfologiske træk. Desuden er disse helt forskellige fra det, vi observerer i en celle, der dør ved den apoptotiske vej..
Døden ledsages af signifikant betændelse i cellen, dannelse af vakuoler i cytoplasmaet, udspilning af det endoplasmatiske retikulum, blæredannelse af cytoplasmaet, kondensering af mitokondrier, opdeling og udstødning af ribosomer, brud på membraner, betændt lysosomer og brudt blandt andre.
Nekrose er en "passiv" proces, da den ikke kræver yderligere proteinsyntese, energibehovet for at den skal forekomme er minimal, og den har ingen yderligere homøostatisk reguleringsmekanisme..
Skader forårsaget af en nekrotisk celle kan medieres af to hovedmekanismer: interferens med energiforsyningen og direkte skade på cellen af de ovennævnte faktorer..
Proces kontrol: Sammenlignende er apoptose en stærkt kontrolleret aktiv proces, mens nekrose er en toksisk proces, hvor cellen er et passivt offer for en energiuafhængig dødstilstand. Som vi nævnte, har nuværende beviser rejst tvivl om ikke-regulering af nekrose.
Placering af død: Normalt forekommer apoptose i en enkelt celle eller i en lille celleklynge, mens nekrose er lokaliseret i et kontinuum af celler.
Plasmamembran tilstand: i apoptose forbliver cellemembranen intakt, og cytoplasmaet bibeholder apoptotiske kroppe. I nekrose brækkes plasmamembranen, og cytoplasma frigives.
Inflammatoriske processer: I apoptose observeres ingen form for betændelse, mens inflation er en af de mest slående egenskaber ved nekrose. Tabet af membran og celleintegritet sender kemotaktiske signaler, der rekrutterer cellulære midler relateret til den inflammatoriske proces.
Hvad afhænger det af, om en celle dør af apoptose eller af nekrose? En række faktorer er involveret i denne beslutning, herunder karakteren af dødssignalet, typen af væv, det drejer sig om, organismenes udviklingsstadium, blandt andre..
Ved hjælp af konventionelle histologiteknikker er det ikke let at skelne mellem et væv, der dør af apoptose eller af nekrose. De morfologiske resultater af døden produceret af de nekrotiske og apoptotiske veje adskiller sig i flere henseender og overlapper hinanden..
Bevis indikerer, at apoptose og nekrose repræsenterer et morfologisk udtryk for en delt biokemisk vej kaldet apoptose-nekrose kontinuum. For eksempel er to faktorer involveret i omdannelsen af apoptosevejen til nekrose: nedsat tilgængelighed af caspaser og ATP i cellen..
I flercellede organismer er der specifikke typer celler, der hører til immunsystemet - eller de sekreter, de producerer -, der er giftige for andre celler.
Disse celler er ansvarlige for at starte veje, der er ansvarlige for destruktion af målceller (som kan være en celle inficeret af et patogen eller en kræftcelle). Forfatterne foretrækker dog ikke at medtage nogen af de to nævnte kategorier (nekrose eller apoptose), da det ikke forekommer gennem en specifik mekanisme..
Lad os tage det specifikke tilfælde af celledød, der medieres af en celletype kaldet CD8 T-lymfocytter.+ cytotoksisk. I dette eksempel kombinerer cellen aspekter af både utilsigtet og programmeret celledød..
Endnu ingen kommentarer