Mirties ląstelių tipai ir jų charakteristikos



The ląstelių mirtis tai yra ląstelių komponentų sunaikinimo procesas, kurį visi gyvi organizmai patiria įvairiais etapais. Visuose daugiakameriniuose organizmuose turi būti optimali pusiausvyra tarp ląstelės mirties ir jų dauginimo.

Ląstelių mirtis atsiranda dviem pagrindiniais mechanizmais: nekrozė arba atsitiktinė ląstelių mirtis ir apoptozė arba užprogramuota ląstelių mirtis. Kiekvienam mechanizmui priskiriama konkreti ląstelių morfologija.

Apoptozė arba užprogramuota ląstelių mirtis apima labai reguliuojamą genetinių komponentų kelią. Dažnai, kai organizmas patiria patologines ligas (pvz., Degeneracinės ligos), apoptotinė programa gali būti įgyvendinama neteisingai, dėl to atsiranda nepagrįstas ląstelių naikinimas.

Programuota ląstelių mirtis yra svarbi vystymosi kelių ir homeostazės (kontrolės tarp mirties ir ląstelių proliferacijos) dalis.

Antroji ląstelių mirties rūšis yra nekrozė arba atsitiktinė ląstelių mirtis. Tai rodo radikalius skirtumus, jei lyginame jį su apoptoze. Šis reiškinys pasireiškia, kai ląstelės veikia nepalankioje ar ekstremalioje aplinkoje, dėl kurios pažeidžiama ląstelių struktūra.

Indeksas

  • 1 užprogramuota ląstelių mirtis arba apoptozė
    • 1.1 Istorinė perspektyva
    • 1.2 Apibrėžimas
    • 1.3 Funkcijos
    • 1.4 Apoptozės ląstelių savybės
    • 1.5 Genetiniai aspektai
    • 1.6 Apoptozės nesuskaldymas
  • 2 Atsitiktinė ląstelių mirtis arba nekrozė
    • 2.1 Apibrėžimas
    • 2.2. Nekrozės ląstelių savybės
    • 2.3 Mechanizmai
  • 3 Apoptozės ir nekrozės palyginimas
    • 3.1 Skirtumai
    • 3.2 Ar galime atskirti apoptozę ir nekrozę?
  • 4 Citotoksinė mirtis
  • 5 Nuorodos

Programuota ląstelių mirtis arba apoptozė

Istorinė perspektyva

1972 m. Pirmą kartą buvo vartojamas terminas „apoptozė“. Jis pasirodė klasikiniame moksliniame straipsnyje, kurį parašė autoriai Kerr, Wyllie ir Currie. Kerrui et al., terminas apoptozė apibūdina savitą ląstelių mirties morfologinę formą.

Nors šios savybės jau buvo išsamiai aprašytos kelis kartus, šie autoriai yra pirmieji, kurie nurodo šį reiškinį.

Apibrėžimas

Daugialypis organizmas susideda iš kelių ląstelių, kurios turi užmegzti ryšius tarpusavyje. Bendruomenė turi būti griežtai organizuota, o tai pasiekiama nustatant kontrolę tarp naujų ląstelių platinimo ir jau esančių ląstelių pašalinimo..

Tokiu būdu ląstelės, kurios dėl daugelio priežasčių nebėra reikalingos, patiria tam tikrą molekulinę „savižudybę“, vadinamą apoptoze.

Programuota ląstelių mirtis yra normalus fiziologinis reiškinys. Tai apima kontroliuojamą tam tikrų ląstelių pašalinimą. Šis mechanizmas yra labai svarbus, kad suaugusieji audiniai veiktų tinkamai. Ji taip pat atlieka svarbų vaidmenį embriono vystyme.

Funkcijos

Išlaikyti platinimo pusiausvyrą

Pagrindinis programuoto ląstelių mirties tikslas yra išlaikyti ląstelių proliferacijos pusiausvyrą. Pavyzdžiui, mūsų organizme beveik 5 x 10 yra pašalinami kasdien11 eritrocitų ar kraujo ląstelių per ląstelių mirtį.

Apsaugokite ląsteles

Be to, tai leidžia sukurti apsaugą nuo ląstelių, galinčių paveikti organizmą. Jei ląstelės yra virusinės infekcijos aukos, jos paprastai pašalinamos užprogramuota ląstelių mirtimi. Taigi, virusas negali toliau plisti šeimininko viduje.

Programuota ląstelių mirtis ne tik pašalina ląsteles, užkrėstas išoriniais ligų sukėlėjais, bet ir gali pašalinti organizmo ląsteles, kurios turi žalą genetinei medžiagai. Tokiu atveju ląstelės, kuriose yra organizmui kenksmingų mutacijų, yra pašalinamos.

Tais atvejais, kai šių nenormalių ląstelių vystymasis gali tęstis ir ląstelių mirties mechanizmai neveikia, gali pasireikšti navikai ir atsirasti įvairių vėžio tipų..

Koordinuoti embriono vystymąsi

Programuotas ląstelių mirtis vaidina lemiamą vaidmenį plėtojant embrioną. Formuojant tą patį, reikia pašalinti keletą nereikalingų ląstelių.

Pavyzdžiui, jis yra atsakingas už audinių pašalinimą lervų organizmuose, kurie patiria metamorfozę: lervas ir varliagyvius. Be to, kai kurioms nepilnamečių formoms būdingos membranos tarp pirštų, būdingos vandens organizmams.

Kai organizmas tampa suaugusiu, šios membranos išnyksta, nes ląstelės, sudarančios ją, patenka į programuojamą ląstelių mirtį. Apoptozės procesas paprastai formuoja žmonių ir pelių galūnes: kastuvų formos konstrukcijos baigiasi gerai suformuotais skaitmenimis.

Plėtojant žinduolius, užprogramuota ląstelių mirtis dalyvauja nervų sistemos formavime. Kai organizmas vystosi, susidaro pernelyg daug nervinių ląstelių, kurios vėliau pašalinamos užprogramuota ląstelių mirtimi.

Neuronai, kurie sugeba išgyventi (beveik 50%), nustato teisingas jungtis su tikslinėmis ląstelėmis. Kai užmezga ryšys, prasideda augimo faktorių serijos sekrecija, leidžianti išlikti ląstelės išlikimui, nes ji slopina ląstelių mirties programą.

Apoptozės ląstelių savybės

Programuotos ląstelės mirties metu ląstelė turi tam tikrą fenotipą. Pirmasis skiriamasis bruožas yra chromosomų DNR fragmentacija.

Šiuo atveju vyksta nukleozomų, DNR ir baltymų struktūros lūžimas. Kondensuojant chromatiną, branduolys suskaido į mažus gabalus.

Kai procesas vyksta, ląstelė žymiai sumažėja. Galų gale, ląstelė suskaido į kelis segmentus, apsuptus ląstelių membrana. Kiekvienas iš šių vienetų yra žinomas kaip apoptotiniai kūnai.

Vėliau imuninės sistemos, vadinamos makrofagais, ląstelės yra atsakingos už šių mirtinų struktūrų atpažinimą ir fagocitozę.

Taigi, ląstelės, kuri kenčia nuo apoptozės, "lavonas" veiksmingai išnyksta iš organizmo, prie kurio jis priklausė - priešingai nei atsitinka, kai ląstelė miršta nuo sužalojimo. Šiame paskutiniame scenarijuje ląstelės išsipūtė ir lizuoja, uždegdamos aptariamą sritį.

Apoptozės metu atsiranda mitochondrijų pažeidimas, kuriam būdingas kelių molekulių, kurios skatina mirties mechanizmą, pvz., Citochromo c, Smac / Diablo baltymų, išsiskyrimas..

Genetiniai aspektai

Griežtas programuoto ląstelių mirties reguliavimas vyksta dėl skirtingų genų struktūrizuoto veikimo.

Pirmieji tyrimai, susiję su apoptozės genetiniu mechanizmu, buvo atlikti nematode Caenorhabditis elegans. Šiame organizme buvo nustatyti 3 genai, susiję su viso apoptotinio proceso vykdymu ir reguliavimu.

Žinduoliuose buvo rasta genų, kurie yra labai panašūs į nematodų genus. Dėl šios priežasties visos evoliucijos metu jos buvo labai konservuotos.

Ced-3 - tai šeimos, kurią sudaro daugiau kaip dešimtis proteazių (hidrolizuojamų baltymų fermentų), pavyzdys, žinomas kaip kaspazės.

Užprogramuotos mirties atveju kaspazės hidrolizuoja daugiau kaip 100 aptinkamoje ląstelėje rastų baltymų. Tarp baltųjų kaspazių baltymų randame DNR inhibitorių, kurie sukelia ląstelių branduolio DNR suskirstymą..

Kaspazės taip pat yra atsakingos už branduolinio lakšto lūžimą, o tai lemia branduolio ir cytoskeleto susiskaidymą apskritai. Visų šių degradacijos įvykių pasekmės yra ląstelės fragmentacija.

Apoptozės neskaidymas

Yra keletas stimulų, kurie sukelia apoptotinius mechanizmus. Šie stimulai gali būti fiziologiniai ar patologiniai. Įdomu tai, kad ne visos ląstelės taip pat reaguoja į stimulus.

Švitinimas ir vaistai, naudojami vėžio gydymui (chemoterapija), sukelia apoptozę iš kelio, vadinamo p53 priklausomu keliu.

Kai kurie hormonai, tokie kaip kortikosteroidai - hormonai iš steroidų grupės ir išvestinių medžiagų, gali sukelti kai kurių ląstelių apoptozinį kelią. Tačiau dauguma jų neturi įtakos jų buvimui.

Atsitiktinė ląstelių mirtis arba nekrozė

Apibrėžimas

Atsitiktinė ląstelių mirtis ar nekrozė atsiranda, kai ląstelės patiria nepalankią aplinką, kuri sukelia rimtą žalą ląstelių struktūroms.

Šie veiksniai, sukeliantys traumą, yra labai didelės arba labai žemos temperatūros, nenormalus deguonies kiekis, toksinų poveikis, reaktyviųjų deguonies metabolitų poveikis, maistinių medžiagų trūkumas, nenormalus pH lygis..

Skirtingos medicininės būklės apima nekrozę, įskaitant neurodegeneracines ligas, tokias kaip Alzheimerio liga, Huntingtono liga, Parkinsono liga, amyotrofinė lateralinė sklerozė ir epilepsija..

Nors nekrotinis procesas dalyvauja įvairiose sveikatos sąlygose, mechanizmas po įvykio nebuvo visiškai išaiškintas. Istoriškai nekrozė buvo laikoma tiesiog chaotiška reakcija, kuri sunaikina ląstelę.

Tačiau dabartiniai įrodymai gauti iš organizmų Caenorhabditis elegans ir Drosophila suabejojo ​​šia „dogma“.

Atskirų ląstelių tipų, kurie patiria nekrozę, atsakas į pažeidimą turi labai specifinių morfologinių ląstelių savybių, o tai rodo, kad yra centrinė nekrozės vykdymo programa..

Visapusiškas ir išsamus nekrotinio proceso suspaudimas gali lemti naujų metodikų, skirtų kontroliuoti nekrozinio ląstelių mirties atvejus, kūrimą..

Nukrozės ląstelių savybės

Kaip ir apoptozėje, nekrozė pasižymi būdingomis morfologinėmis savybėmis. Be to, jie visiškai skiriasi nuo tų, kuriuos stebime ląstelėje, kuri miršta apoptotiniu maršrutu.

Mirtį lydi reikšmingas ląstelių uždegimas, vakuolų susidarymas citoplazmoje, endoplazminio tinklelio išsiplėtimas, lizdų susidarymas citoplazmoje, mitochondrijos kondensacija, ribosomų skaidymas ir atsiskyrimas, membranų plyšimas, uždegimas lizosomomis be kitų dalykų.

Nekrozė yra „pasyvus“ procesas, nes nereikalauja papildomų baltymų sintezės, reikalingas energijos poreikis yra minimalus ir jis neturi jokio homeostatinio papildomo reguliavimo mechanizmo..

Mechanizmai

Nekrozės ląstelėje atsiradusius pažeidimus gali sukelti du pagrindiniai mechanizmai: energijos tiekimo trukmė ir tiesioginė žala ląstelei dėl minėtų veiksnių..

Apoptozės ir nekrozės palyginimas

Skirtumai

Proceso kontrolėPalyginti, apoptozė yra labai kontroliuojamas aktyvus procesas, o nekrozė yra toksinis procesas, kai ląstelė yra pasyvi mirties režimo auka, nepriklausoma nuo energijos. Kaip minėjome, dabartiniai įrodymai abejojo ​​nekrozės nereguliavimu.

Mirties vieta: Paprastai apoptozė vyksta vienoje ląstelėje arba mažame ląstelių klasteryje, o nekrozė yra ląstelių kontinuume..

Plazmos membranos būsena: apoptozėje ląstelių membrana lieka nepaliesta ir citoplazma išlaiko apoptotinius kūnus. Nekrozės metu plazmos membrana suskaidoma ir citoplazma išsiskiria.

Uždegiminiai procesai: Apoptozės metu nepastebėta jokio uždegimo tipo, o infliacija yra viena iš ryškiausių nekrozės savybių. Membranos ir ląstelių vientisumo praradimas siunčia chemotaktinius signalus, kurie įdarbina ląstelių agentus, susijusius su uždegiminiu procesu.

Ar galite atskirti apoptozę ir nekrozę?

Ką ji priklauso nuo to, ar ląstelė miršta apoptozės ar nekrozės? Šiame sprendime dalyvauja įvairūs veiksniai, įskaitant mirties signalo pobūdį, atitinkamo audinio tipą, organizmo vystymosi būklę, be kita ko,.

Naudojant tradicinius histologinius metodus, nėra lengva atskirti audinį, kuris miršta apoptozės arba nekrozės. Necrotinio kelio ir apoptotinio kelio sukeltos mirties morfologiniai rezultatai įvairiais aspektais skiriasi ir kitose srityse sutampa.

Įrodymai rodo, kad apoptozė ir nekrozė yra bendro biocheminio kelio, vadinamo nuolatine apoptozės nekroze, morfologinė išraiška. Pvz., Du veiksniai dalyvauja konvertuojant apoptozės kelią į nekrozę..

Citotoksinė mirtis

Įvairių ląstelių organizmuose yra specifinių ląstelių, priklausančių imuninei sistemai, arba jų išskyros, kurios yra toksiškos kitoms ląstelėms..

Šios ląstelės yra atsakingos už ląstelių, atsakingų už tikslinių ląstelių (kurios gali būti ląstelės, užkrėstos patogeno arba vėžio ląstelėmis), sunaikinimą. Tačiau autoriai nenori įtraukti nė vienos iš minėtų dviejų kategorijų (nekrozės ar apoptozės), nes jos nėra per tam tikrą mechanizmą.

Paimkite specifinį ląstelių mirties atvejį, kurį sąlygoja ląstelių tipas, vadinamas CD8 T limfocitais+ citotoksinis Šiame pavyzdyje ląstelė apima tiek atsitiktinės, tiek užprogramuotos ląstelės mirties aspektus.

Nuorodos

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Esminė ląstelių biologija. Garland Science.
  2. Cooper, G. M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Ląstelė - molekulinis požiūris. Vašingtonas: ASM spauda.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptozė: programuotos ląstelės mirties apžvalga. Toksikologinė patologija, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M. H., ir Pawlina, W. (2006). Histologija. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., ir Tavernarakis, N. (2002). Mirtis dėl nekrozės. Nekontroliuojama katastrofa, ar yra už chaoso?. EMBO pranešimai, 3(7), 604-9.