Halálsejtek típusai és jellemzői



az sejthalál a sejtkomponensek elpusztításának folyamata, hogy minden élő szervezet különböző szakaszokban megy keresztül. Valamennyi többsejtű szervezetben optimális egyensúlyt kell biztosítani a sejtek halála és azok elterjedése között.

A sejthalál két fő mechanizmus által történik: nekrózis vagy véletlen sejthalál, valamint apoptózis vagy programozott sejthalál. Minden egyes mechanizmusnak egy adott sejtmorfológiája van.

Az apoptózis vagy a programozott sejthalál a genetikai komponensek által erősen szabályozott útvonalat tartalmaz. Gyakran előfordul, hogy ha a szervezet kóros állapotokat tapasztal (például degeneratív betegségek), az apoptotikus program helytelenül végrehajtható, ami nem megfelelő sejtpusztulást eredményez.

A programozott sejthalál általában a fejlődési útvonalak és a homeosztázis (a halál és a sejtproliferáció közötti kontroll) fontos eleme.

A nekrózis vagy a véletlen sejtpusztulás a sejthalál második típusa. Radikális különbségeket mutat, ha összehasonlítjuk az apoptózissal. Ez a jelenség akkor fordul elő, ha a sejtek kedvezőtlen vagy szélsőséges környezetnek vannak kitéve, ami a sejtstruktúrák károsodásához vezet.

index

  • 1 programozott sejthalál vagy apoptózis
    • 1.1 Történelmi szempont
    • 1.2 Meghatározás
    • 1.3 Funkciók
    • 1.4 Az apoptózis sejtjellemzői
    • 1.5 Genetikai szempontok
    • 1.6 Az apoptózis meg nem szakadása
  • 2 Véletlen sejthalál vagy nekrózis
    • 2.1 Meghatározás
    • 2.2 A nekrózis sejtjei
    • 2.3 Mechanizmusok
  • 3 Az apoptózis és a nekrózis összehasonlítása
    • 3.1 Különbségek
    • 3.2 Elkülöníthetjük az apoptózist és a nekrózist?
  • 4 Citotoxikus halál
  • 5 Referenciák

Programozott sejthalál vagy apoptózis

Történelmi szempont

1972-ben az apoptózis kifejezést használták először. A szerzők Kerr, Wyllie és Currie szerzők által írt klasszikus tudományos tanulmányban jelentek meg. Kerr számára et al., az apoptózis kifejezés a sejthalál jellegzetes morfológiai formáját írja le.

Bár ezek a tulajdonságok már többször is részletesen ismertek, ezek a szerzők az első, akik nevet adnak a jelenségnek.

meghatározás

A többsejtű szervezet több sejtből áll, amelyeknek kapcsolatot kell kialakítaniuk egymással. A közösséget szigorúan meg kell szervezni, és ez az új sejtek elterjedése és a már meglévő sejtek megszüntetése közötti kontroll létrehozásával érhető el..

Ily módon a sejtek, amelyek több okból már nem szükségesek, egyfajta molekuláris "öngyilkosság", amit apoptózisnak neveznek.

A programozott sejthalál normális élettani jelenség. Ez magában foglalja bizonyos sejtek szabályozott eliminációját. Ez a mechanizmus elengedhetetlen ahhoz, hogy a felnőtt szövetek megfelelően működjenek. Emellett szerepet játszik az embrió fejlődésében is.

funkciók

A proliferáció egyensúlyának megőrzése

A programozott sejthalál fő célja a sejtproliferáció egyensúlyának fenntartása. Például a testünkben szinte 5 x 10-et eliminálunk naponta11 eritrociták vagy vérsejtek sejtpusztulás útján.

Védje a sejteket

Ezenkívül lehetővé teszi egy olyan védelmi mechanizmus létrehozását a sejtek ellen, amelyek potenciálisan befolyásolhatják a szervezetet. Olyan sejtek esetében, amelyek vírusfertőzés áldozatai, általában programozott sejthalál megszünteti őket. Így a vírus nem tud tovább terjedni a gazdaszervezeten belül.

A programozott sejthalál nemcsak kiküszöböli a külső kórokozók által fertőzött sejteket, hanem képes a test saját sejtjeit is eldobni, amelyek károsítják a genetikai anyagot. Ebben az esetben a szervezetre káros mutációkat hordozó sejtek megszűnnek.

Abban az esetben, ha ezen abnormális sejtek fejlődése folytatódhat, és a sejthalál mechanizmusai nem lépnek fel, előfordulhatnak tumorok és különböző típusú rákok fejlődése..

Koordinálja az embrió fejlődését

A programozott sejthalál döntő szerepet játszik az embrió fejlődésében. Ugyanezek kialakulása során több olyan sejtet kell kiküszöbölni, amelyek nem szükségesek.

Például felelős a szövetek eltávolításáért a lárvákban olyan szervezetekben, amelyek metamorfózis alatt állnak: lárvák és kétéltűek. Ezenkívül néhány fiatalkori formát jellemeznek a vízi életre jellemző, az ujjak közötti membránok.

Amikor a szervezet felnőtté válik, ezek a membránok eltűnnek, mivel a képződő sejtek programozott sejthalál eseményen mennek keresztül. Általában az apoptózis folyamata formálja az emberek és egerek végtagjait: a lapát alakú szerkezetek jól formált számokkal végződnek.

Az emlősök fejlődése során a programozott sejthalál részt vesz az idegrendszer kialakulásában. Amikor a szervezet fejlődik, túlzott számú idegsejt keletkezik, amelyet ezután a programozott sejthalál kiküszöböl.

Azok a neuronok, amelyek képesek túlélni (közel 50%), helyes kapcsolatot létesítenek a célsejtekkel. A kapcsolat létrejötte után kezdődik a sejtek túlélését lehetővé tevő növekedési faktorok sorozatának szekréciója, mivel gátolja a sejtpusztítási programot.

Az apoptózis sejtjellemzői

A programozott sejthalál során a sejt egy bizonyos fenotípust mutat. Az első megkülönböztető jellemző a kromoszómális DNS fragmentációja.

Ebben az esetben a nukleozomok, a DNS és a fehérjék által alkotott szerkezetek törése lép fel. A kromatin kondenzációjával a mag kis darabokra bomlik.

Ahogy a folyamat folytatódik, a cella mérete jelentősen csökken. Végül a cella több szegmensre bomlik, amelyet egy sejtmembrán vesz körül. Mindegyik darab apoptotikus testként ismert.

Ezt követően a makrofágoknak nevezett immunrendszer sejtjei felelősek ezeknek a haldokló szerkezeteknek a felismeréséért és fagocitózisáért.

Így az apoptózisban szenvedő sejt "teste" hatékonyan eltűnik a szervezetből, amelyhez tartozik - ellentétben azzal, ami akkor történik, amikor a sejt meghal egy sérülésből. Ebben az utolsó forgatókönyvben a sejtek megduzzadnak és végül lizálnak, és a szóban forgó területet gyulladják.

Az apoptózis idején mitokondriális károsodás következik be, amelyre jellemző, hogy egy sor olyan molekula szabadul fel, amelyek stimulálják a halál mechanizmusát, mint például a citokróm c, Smac / Diablo fehérjék..

Genetikai szempontok

A programozott sejthalál szigorú szabályozása a különböző gének összehangolt működésének köszönhető.

Az apoptózis genetikai mechanizmusára vonatkozó első tanulmányokat a nematódában végeztük Caenorhabditis elegans. Ebben a szervezetben a teljes apoptotikus folyamat végrehajtásához és szabályozásához kapcsolódó 3 gént azonosítottak.

Az emlősökben a nematódákhoz hasonló gének találtak. Ezért az evolúció során nagyon konzerváltak voltak.

A Ced-3 példája annak a családnak, amelyet több mint tucat proteáz (hidrolizáló fehérjék enzimei) alkot, amelyet kaszpázoknak neveznek..

A programozott halál esetén a kaszpázok több mint 100 fehérjét találtak a szóban forgó sejtben. A kaszpázok fehérjei között megtaláljuk a DNSázok inhibitorait, amelyek a sejtmag DNS-jének lebontását okozzák..

A kaszpázák szintén felelősek a nukleáris lemez töréséért, ami a mag és a citoszkeleton széttöredezéséhez vezet. Mindezen lebomlási események közvetlen következményei a sejt fragmentációja.

Az apoptózis leválasztása

Vannak olyan ingerek sorozata, amelyek apoptotikus mechanizmusokat indítanak el. Ezek az ingerek fiziológiai vagy patológiásak lehetnek. Érdekes, hogy nem minden sejt ugyanolyan módon reagál az ingerekre.

A rákkezeléshez és a rákkezeléshez használt gyógyszerek (kemoterápia) apoptózist eredményeznek egy p53-függő útvonalról..

Egyes hormonok, mint például a kortikoszteroidok - a szteroidok és származékok csoportjából származó hormonok - egyes sejtekben az apoptotikus útvonalhoz vezethetnek. A legtöbb cellát azonban nem befolyásolja a jelenlétük.

Véletlen sejtpusztulás vagy nekrózis

meghatározás

A véletlen sejtpusztulás vagy nekrózis akkor következik be, ha a sejteket olyan kedvezőtlen környezetnek tesszük ki, amely súlyos károsodást okoz a sejtszerkezetekben.

Ezek a traumát okozó tényezők közé tartozik a nagyon magas vagy nagyon alacsony hőmérséklet, a rendellenes oxigénszint, a toxinok expozíciója, többek között a reaktív oxigén metabolitok expozíciója, tápanyaghiány, kóros pH-értékek..

Különböző orvosi állapotok magukban foglalják a nekrózist, beleértve a neurodegeneratív betegségeket, mint például az Alzheimer-kór, a Huntington-kór, a Parkinson-kór, az amyotróf laterális szklerózis és az epilepszia..

Bár a nekrotikus folyamat különböző betegségekben jelentkezik, az esemény utáni mechanizmus nem teljesen tisztázott. Történelmileg a nekrózist egyszerűen kaotikus reakciónak tekintették, amely elpusztítja a sejtet.

Azonban a jelenlegi bizonyítékok a szervezetektől származnak Caenorhabditis elegans és Drosophila megkérdőjelezték ezt a "dogmát".

A nekrózist tapasztaló különböző sejttípusok nagyon specifikus morfológiai sejtjellemzőket mutatnak a lézióra adott válaszként, ami arra utal, hogy a nekrózis központi végrehajtási programja van..

A nekrotikus folyamat teljes és részletes tömörítése új módszereket eredményezhet a nekrotikus sejthalált érintő betegségek kezelésére..

A nekrózis sejtjei

Az apoptózishoz hasonlóan a nekrózisnak jellemző morfológiai jellemzői vannak. Ezenkívül ezek teljesen eltérnek attól, amit az apoptotikus útvonalon meghaladó sejtben megfigyelünk.

A halált kísérik a sejt jelentős gyulladása, a citoplazmában a vakuolok képződése, az endoplazmatikus retikulum eloszlása, hólyagképződés a citoplazmában, a mitokondriumok kondenzációja, a riboszómák szétszakadása és leválasztása, a membránok repedése, gyulladásos lizoszomák és megtört, többek között.

A nekrózis "passzív" folyamat, mivel nem igényel további fehérjék szintézisét, a szükséges energiaigény minimális, és nincs további szabályozási mechanizmusa..

mechanizmusok

A nekrotikus sejtekben bekövetkező elváltozásokat két fő mechanizmus közvetíti: az energiaellátás interferenciája és a sejtek közvetlen károsodása a fent említett tényezők miatt.

Az apoptózis és a nekrózis összehasonlítása

különbségek

FolyamatvezérlésÖsszehasonlítva, az apoptózis erősen szabályozott aktív folyamat, míg a nekrózis olyan mérgező folyamat, ahol a sejt az energiatól független halálos mód passzív áldozata. Amint már említettük, a jelenlegi bizonyítékok megkérdőjelezték a nekrózis szabályozatlanságát.

A halál helye: Normális esetben az apoptózis egyetlen cellában vagy egy kissejtes klaszterben fordul elő, míg a nekrózis a sejtek kontinuumában található..

Plazma membrán állapot: az apoptózisban a sejtmembrán érintetlen marad, és a citoplazma megtartja az apoptotikus testeket. A nekrózis során a plazma membrán lebomlik és a citoplazma felszabadul.

Gyulladásos folyamatok: az apoptózisban nem tapasztaltunk gyulladást, míg az infláció a nekrózis egyik legszembetűnőbb jellemzője. A membrán és a celluláris integritás elvesztése olyan kemotaktikus jeleket küld, amelyek a gyulladásos folyamathoz kapcsolódó celluláris szereket toboroznak.

El tudja különböztetni az apoptózist és a nekrózist?

Mi függ attól, hogy egy sejt meghal-e apoptózis vagy nekrózis? A döntés számos tényezőt tartalmaz, beleértve a haláljelzés jellegét, a szóban forgó szövet típusát, a szervezet fejlődési állapotát, többek között.

Hagyományos szövettani technikák alkalmazásával nem könnyű megkülönböztetni az apoptózis vagy a nekrózis által elpusztult szövetet. A nekrotikus út és az apoptotikus út által okozott halál morfológiai eredményei több szempontból is különböznek és másokban átfedik egymást..

A bizonyítékok azt mutatják, hogy az apoptózis és a nekrózis egy folyamatos apoptózis-nekrózisnak nevezett közös biokémiai út morfológiai expresszióját jelenti. Például két tényező vesz részt az apoptózis út nekrózissá történő átalakításában: a kaszpázok és az ATP hozzáférhetőségének csökkenése a sejten belül.

Citotoxikus halál

Többsejtű szervezetekben az immunrendszerhez tartozó specifikus sejtek - vagy azok által termelt szekréciók - vannak, amelyek toxikusak más sejtekre..

Ezek a sejtek felelősek a célsejtek (amelyek patogén vagy ráksejt által fertőzött sejtek) megsemmisítéséért felelősek. A szerzők azonban nem kívánják a két említett kategóriát (necrosis vagy apoptózis) magukban foglalni, mivel egy adott mechanizmuson keresztül nem fordul elő..

Vegyük a sejthalál specifikus eseteit, amelyet a CD8 T-limfociták nevű sejttípus közvetít+ A citotoxikus. Ebben a példában a sejt mind a véletlen, mind a programozott sejthalál aspektusait egyesíti.

referenciák

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Essential sejtbiológia. Garland tudomány.
  2. Cooper, G.M., Hausman, R.E., és Hausman, R.E.. A sejt: molekuláris megközelítés. Washington, DC: ASM sajtó.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptózis: a programozott sejthalál áttekintése. Toxikológiai patológia, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M. H. és Pawlina, W. (2006). szövettan. Lippincott Williams és Wilkins.
  5. Syntichaki, P. és Tavernarakis, N. (2002). Halál a nekrózis következtében. Ellenőrizhetetlen katasztrófa, vagy van-e rend a káosz mögött?. EMBO beszámol, 3(7), 604-9.