Apoptose (Grieks: apoptose - bladval) is een proces van geprogrammeerde celdood, het is een volledig natuurlijk fenomeen waarmee je abnormale, beschadigde en gebruikte cellen uit het lichaam kunt verwijderen. Het is de moeite waard om uit te zoeken wat het precies is, of apoptose een schadelijk fenomeen is, wanneer het optreedt en welke processen ertoe leiden.
Inhoud:
- Initiëren van apoptose
- Verloop van apoptose
- Apoptosecontrole
- Apoptose en ziekte
Apoptoseis een fysiologisch, natuurlijk proces dat continu doorgaat in elk gezond organisme, het is essentieel voor het goed functioneren van het organisme. Dankzij apoptose heeft het lichaam het vermogen om het aantal en de kwaliteit van cellen te controleren. Dit proces, dat bekend staat als geprogrammeerde celdood, leidt tot de eliminatie van beschadigde, geïnfecteerde of onnodige cellen, wat zorgt voor een evenwicht tussen de vorming van nieuwe cellen en de vernietiging van oude cellen.
Aandoeningen in de loop van apoptose hebben een zeer negatief effect, er zijn ziekten waarvan de preventie en behandeling erg moeilijk zijn - kanker, auto-immuunziekten. Misschien zullen nieuwe behandelmethoden die het proces van apoptose in kankercellen mogelijk maken, een effectieve behandeling worden.
Het totale aantal cellen in het lichaam is strikt bepaald en constant, elke langdurige verandering in hun aantal kan een negatieve invloed hebben op onze gezondheid, daarom streeft het lichaam naar een evenwicht tussen de vernietiging van cellen en de vorming van nieuwe. Het celdoodproces kan op verschillende manieren plaatsvinden, waarvan de belangrijkste zijn:
- Necrose (necrose)- wordt veroorzaakt door externe factoren: chemisch, mechanisch, fysiek. Het is een pathologisch, abnormaal proces waarover het lichaam geen controle heeft. In zijn loop worden hele groepen cellen vernietigd en het gevolg van deze schade is de ontwikkeling van het ontstekingsproces.
- Apoptose (geprogrammeerde celdood)is compleet anders, het proces is volkomen normaal, fysiologisch, eencellig en essentieel in een normaal functionerend organisme
- Autofagie- bestaat uit het verteren van de cel door zijn eigen enzymen
Ondanksnegatieve ondertoon, apoptose is een normaal verschijnsel, dat regelmatig plaatsvindt, het is gericht op het welzijn van het hele organisme, waardoor inefficiënte, versleten cellen kunnen worden vervangen door nieuwe. De verwijderde cellen zijn voornamelijk die cellen die gevaarlijk kunnen worden voor de gastheer, bijv. kankerachtig of neoplastisch.
Apoptose stelt u in staat de homeostase te handhaven, d.w.z. de balans van het lichaam. Het proces van geprogrammeerde celdood is een zeer complex fenomeen, waarbij tientallen enzymen en eiwitten betrokken zijn. Het tijdstip van optreden is ook niet toevallig, het wordt bepaald door vele signaalroutes die worden geactiveerd als gevolg van celbeschadiging: de organellen of genetisch materiaal.
Initiëren van apoptose
De activering van apoptose wordt geassocieerd met de activering of remming van de werking van bepaalde eiwitten (pro- en anti-apoptotisch) die constant in de cel aanwezig zijn. De manier waarop het proces plaatsvindt, hangt af van het type en de stimulus die apoptose veroorzaakt. Initiatie is de eerste, initiële fase, waarin de signaalroutes die leiden tot de ontwikkeling van het proces van geprogrammeerde dood worden geactiveerd.
De belangrijkste daarvan is de zogenaamde interne route, waarin de dominante rol wordt gespeeld door mitochondriën en de externe, de triggers zijn signalen van buiten de cel:
- tekort aan groeifactoren, hormonen
- verhoging van de concentratie van sommige cytokinen (moleculen geproduceerd door lymfocyten)
- interacties van aangrenzende cellen
- fysieke factoren
- tekort aan voedingsstoffen
In het geval van de extrinsieke route beïnvloeden omgevingsstimuli receptoren die zich in het celmembraan bevinden (de zogenaamde doodsreceptoren), die een cascade van intracellulaire signalen veroorzaken die tot apoptose leiden.
Mitochondriën spelen een sleutelrol in de endogene route. Bij beschadiging door verschillende factoren komen pro-apoptotische eiwitten tot expressie in deze organellen, die op hun beurt de functie van de mitochondriën beschadigen, waardoor energieproductie wordt voorkomen.
Bovendien veroorzaakt deze schade het vrijkomen van een eiwit uit het mitochondrion - het cytochroom, dat bijdraagt aan een verhoging van de concentratie van calciumionen in de cel. De toename van de hoeveelheid van dit ion is een trigger voor apoptose.
Verloop van apoptose
De overgang van een cel naar apoptose is te herkennen aan de scheiding van andere cellen en is de eerste stap in dit proces. Het is het gevolg van elektrolytverschuivingen, uitdroging van de cel en veranderingen in zijn vorm. Dan wordt de celkern gefragmenteerd en worden de zogenaamde apoptorische lichamen gevormd, dit zijn de overblijfselen van de cel die zullen worden geabsorbeerddoor aangrenzende cellen of "opgegeten" door macrofagen. Een dergelijk verloop van apoptose zorgt ervoor dat de cel "stil" wordt verwijderd, het veroorzaakt niet de ontwikkeling van een algemene reactie - ontsteking.
Zoals gezegd zijn bij dit proces verschillende enzymen betrokken: caspases die eiwitten in de kern en het cytoplasma verteren, transglutaminasen en endonucleolytische enzymen die verantwoordelijk zijn voor het knippen van DNA. Het verloop van het gehele vernietigingsproces (uitvoering van apoptose) kan worden onderverdeeld in verschillende fasen:
1. De controle-beslissingsfase- deze bestaat uit het verzenden van informatie naar de kern over de activering van reparatiemechanismen of hun stopzetting en het begin van het celvervalproces. Caspases-, BID- en BAX-eiwitten nemen deel aan dit proces en T-lymfocyten geven granzymen af in de cellen, die onder andere calciumionen afgeven om apoptose te stimuleren.
2. Uitvoerende fase- in dit stadium ontwikkelen caspasen hun volledige functie - ze vernietigen cellulaire eiwitten - structureel en enzymatisch:
- DNA-polymerase en DNA-kinase, die de reparatie van nucleïnezuren voorkomen
- lamines, die het kernmembraan beschadigen
In deze fase vindt de uitdroging van de cel plaats, verdere veranderingen in vorm en grootte, DNA-fragmentatie (door endonuclease), vervolgens celfragmentatie en de vorming van apoptotische lichamen. Deze caspasen zijn intracellulaire enzymen die eiwitten op specifieke plaatsen snijden - een bepaalde volgorde van aminozuren. Hun activering vindt plaats op een lawine-achtige manier - de geactiveerde caspase activeert een andere.
Interessant is dat ondanks de afbraak van veel cellulaire eiwitten, cellulaire organellen intact blijven en volledig hun weg vinden naar de apoptorische lichamen.
3. Deopruimingsfase bestaat uit fagocytose, d.w.z. absorptie van celresten, meestal door de fantoomcellen - macrofagen.
Apoptosecontrole
Apoptose is een strikt gereguleerd proces - zowel het begin als het verloop ervan. De controle is voornamelijk de Bcl-2-familie van eiwitten, inclusief anti-apoptotische eiwitten - ze gaan de ontwikkeling van apoptose tegen (bijv. Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) en pro-apoptotisch - bevorderen het optreden ervan door de mitochondriale membraan (bod, bak, slecht)
Expressie of activiteit van deze eiwitten hangt af van de omstandigheden waarin de cel aanwezig is, evenals van de toestand - als de schade groot is of de externe omstandigheden niet gunstig zijn, worden pro-apoptotische eiwitten geactiveerd.
Onder normale omstandigheden domineren anti-apoptotische eiwitten en remmen ze het proces van geprogrammeerde celdood. Bovendien is bewezen dat apoptose ook wordt gecontroleerd door genen, een daarvan is het p53-gen, het behoort tot de factorenpro-apoptotisch. Zijn product, het p53-eiwit, zet het proces van suïcidale celdood in gang als de schade aan het genetisch materiaal zo ernstig is dat DNA niet kan worden gerepareerd.
Daarom wordt dit eiwit soms de "bewaker van het genoom" genoemd, omdat het bepa alt of een cel de celdeling zal stoppen om de opgelopen schade te herstellen, of dat het tot apoptose zal leiden.
Apoptose en ziekte
Het is bewezen dat de onbalans tussen de vorming van nieuwe cellen en de eliminatie van oude cellen de oorzaak is van veel ziekten, daarom is cellulaire controle van apoptose uiterst belangrijk en de verstoring ervan kan zeer ernstige gevolgen hebben.
Als cellen resistent zijn tegen dood door apoptose, kunnen ze kanker of een auto-immuunziekte (zoals reumatoïde artritis) ontwikkelen. In beide gevallen ondergaan zieke cellen het proces van apoptose niet, ze zijn er "resistent" tegen vanwege genetische mutaties of abnormale activiteit van pro- en anti-apoptotische eiwitten. Aan de andere kant kan overmatige therapietrouw en eliminatie van te veel cellen leiden tot degeneratieve ziekten en orgaanschade.
Momenteel getest, werken de nieuwste oncologische geneesmiddelen in het stadium van apoptose - het werkingsmechanisme is het bevorderen van de aanwezigheid van pro-apoptotische eiwitten - het bevorderen van het optreden van apoptose in tumorcellen. Radiotherapie en "standaard" chemotherapie werken op een vergelijkbare manier om apoptose te induceren. Beide behandelingen veroorzaken cellulaire stress die de tumorcellen doodt. Helaas is een dergelijke therapie niet altijd effectief, omdat in tumorcellen de activiteit van factoren die apoptose remmen vaak wordt verhoogd, wat het niet alleen moeilijk maakt om ze te bestrijden, maar ook leidt tot ongecontroleerde groei en vermenigvuldiging.
Over de auteur src="objawy/3699399/apoptoza-_czyli_zaprogramowana_mier_komrki_jak_przebiega__2.jpg.webp" />Boog. Maciej GrymuzaAfgestudeerd aan de Faculteit der Geneeskunde van de Medische Universiteit van K. Marcinkowski in Poznań. Hij studeerde af aan de universiteit met een meer dan goed resultaat. Momenteel is hij arts op het gebied van cardiologie en promovendus. Hij is vooral geïnteresseerd in invasieve cardiologie en implanteerbare apparaten (stimulatoren).