Apoptoz (Yunanca apoptoz - yaprak düşmesi) programlanmış hücre ölümü sürecidir, vücuttan anormal, hasar görmüş ve kullanılmış hücreleri çıkarmanıza izin veren tamamen doğal bir fenomendir. Tam olarak ne olduğunu, apoptozun zararlı olup olmadığını, ne zaman meydana geldiğini ve hangi süreçlerin ona yol açtığını bulmaya değer.
İçindekiler:
- Apoptozun başlaması
- Apoptoz seyri
- Apoptoz kontrolü
- Apoptoz ve hastalıklar
Apoptoz, her sağlıklı organizmada sürekli işleyen fizyolojik ve doğal bir süreçtir, organizmanın düzgün çalışması için gereklidir. Apoptoz sayesinde vücut, hücre sayısını ve kalitesini kontrol etme yeteneğine sahiptir. Programlı hücre ölümü olarak bilinen bu süreç, hasarlı, enfekte veya gereksiz hücrelerin ortadan kaldırılmasına yol açarak yeni hücrelerin oluşumu ile eski hücrelerin yok edilmesi arasında bir denge sağlar.
Apoptoz sürecindeki bozukluklar çok olumsuz etkiye sahiptir, önlenmesi ve tedavisi çok zor olan hastalıklar vardır - kanser, otoimmün hastalıklar. Belki de kanser hücrelerinde apoptoz sürecini mümkün kılan yeni tedavi yöntemleri etkili bir tedavi yöntemi haline gelecektir.
Vücuttaki toplam hücre sayısı kesin olarak belirlenir ve sabittir, sayılarındaki daha uzun süreli herhangi bir değişiklik sağlığımızı olumsuz etkileyebilir, bu nedenle vücut, hücrelerin yok edilmesi ile yenilerinin oluşumu arasında bir denge sağlamaya çalışır. Hücre ölümü süreci, en önemlileri:
- Nekroz (nekroz) - dış faktörlerden kaynaklanır: kimyasal, mekanik, fiziksel. Vücudun kontrol edemediği patolojik, anormal bir süreçtir. Seyrinde, tüm hücre grupları yok edilir ve bu hasarın sonucu, iltihaplanma sürecinin gelişmesidir.
- Apoptoz (programlanmış hücre ölümü) çok farklıdır, süreç tamamen normaldir, fizyolojiktir, tek hücredir ve normal işleyen bir organizma için gereklidir.
- Otofaji - hücrenin kendi enzimleriyle kendisini sindirmesini içerir.
Olumsuz etkisine rağmen, apoptoz normal, düzenli bir fenomendir, tüm organizmanın iyiliğini hedefleyerek verimsiz, yıpranmış hücrelerin yenileriyle değiştirilmesine izin verir. Çıkarılan hücreler, örneğin kanserli veya neoplastik gibi konakçı için tehlikeli olabilecek hücrelerdir.
Böylelikle apoptoz, homeostazın, yani organizmanın dengesinin korunmasına yardımcı olur. Programlanmış hücre ölümü süreci, düzinelerce enzim ve proteini içeren çok karmaşık bir olgudur. Hücre hasarının bir sonucu olarak aktive olan birçok sinyal yolu tarafından belirlendiğinden, ortaya çıkma zamanı da tesadüfi değildir: organelleri veya genetik materyali.
Ayrıca şunu okuyun: Martwica - nedir bu? Nekroz türleri
Apoptozun başlaması
Apoptozun aktivasyonu, hücrede sürekli olarak bulunan belirli proteinlerin (pro ve anti-apoptotik) faaliyetinin aktivasyonu veya inhibisyonu ile ilişkilidir. Sürecin meydana gelme şekli, apoptozu tetikleyen tip ve uyarana bağlıdır. Başlatma, programlanmış ölüm sürecinin gelişmesine yol açan sinyal yollarının etkinleştirildiği ilk başlangıç aşamasıdır.
Bunlardan en önemlisi, mitokondrinin baskın bir rol oynadığı sözde iç yoldur ve dış yol, tetikleyicileri hücre dışından gelen sinyallerdir:
- büyüme faktörlerinin eksikliği, hormonlar
- bazı sitokinlerin (lenfositler tarafından üretilen moleküller) konsantrasyonunda artış
- komşu hücrelerle etkileşimler
- fiziksel faktörler
- besin eksikliği.
Ekstrinsik yol durumunda, çevresel uyaranlar hücre zarında bulunan reseptörler (sözde ölüm reseptörleri) üzerinde etki eder ve apoptoza yol açan bir hücre içi sinyaller zincirini tetikler.
İçsel yol durumunda, mitokondri önemli bir rol oynar. Proapoptotik proteinler, çeşitli faktörlerle zarar gördükten sonra bu organellerde eksprese edilir ve bu da mitokondrinin işlevine zarar vererek enerji üretimini engeller.
Ek olarak, bu hasar, hücredeki kalsiyum iyonlarının konsantrasyonunda bir artışa katkıda bulunan mitokondriden - sitokromdan bir proteinin salınmasına neden olur. Bu iyon miktarını artırmak apoptozun tetikleyicisidir.
Apoptoz seyri
Bir hücrenin apoptoza geçişi, diğerlerinden ayrılması gözlemlenerek tanınabilir, bu sürecin ilk adımıdır. Elektrolit kaymalarından, hücre dehidrasyonundan ve şeklindeki değişikliklerden kaynaklanır. Daha sonra hücre çekirdeği parçalanır ve sözde apoptorik cisimler oluşturulur, bunlar, komşu hücreler tarafından emilecek veya makrofajlar tarafından "yenecek" hücre kalıntılarıdır. Böyle bir apoptoz seyri, hücrenin "sessizce" çıkarılmasına neden olur ve genel bir reaksiyonun - iltihaplanmanın - gelişmesine neden olmaz.
Bahsedildiği gibi, bu süreçte çeşitli enzimler rol oynar: çekirdek ve sitoplazmada bulunan kaspazları sindiren proteinler, transglütaminazlar ve DNA'nın kesilmesinden sorumlu endonükleolitik enzimler. Tüm imha sürecinin seyri (apoptoz uygulaması) birkaç aşamaya ayrılabilir:
1. Kontrol-karar aşaması - hücre çekirdeğine onarım mekanizmalarının aktivasyonu veya bunların terk edilmesi ve hücre parçalanma sürecinin başlaması hakkında bilgi iletmekten oluşur. Kaspazlar, BID ve BAX proteinleri bu sürece katılırlar ve T lenfositleri, diğerlerinin yanı sıra apoptozu uyaran kalsiyum iyonları salgılayan hücrelerin içinde granzimler salgılar.
2. Yürütme aşaması - bu aşamada kaspazlar tam işlevlerini geliştirir - hücresel proteinleri yok ederler - yapısal ve enzimatik:
- DNA polimeraz ve DNA kinaz, nükleik asitlerin onarımını engeller
- laminler, nükleer membrana zarar verir.
Bu aşamada hücrenin dehidrasyonu gerçekleşir, şekil ve boyutta daha fazla değişiklik, DNA parçalanması (endonükleaz ile), ardından hücre parçalanması ve apoptotik cisimlerin oluşumu gerçekleşir. Bu kaspazlar, proteinleri belirli yerlerde kesen hücre içi enzimlerdir - belirli bir amino asit dizisi. Aktivasyonları çığ benzeri bir şekilde gerçekleşir - aktive edilen kaspaz bir sonrakini aktive eder.
İlginç bir şekilde, birçok hücresel proteinin parçalanmasına rağmen, hücresel organeller hasar görmeden kalır ve apoptorik bedenlere tamamen nüfuz eder.
3. Temizleme aşaması, fagositoza, yani hücre döküntülerinin çoğunlukla hayalet hücreler - makrofajlar tarafından emilmesine dayanır.
Apoptoz kontrolü
Apoptoz sıkı bir şekilde düzenlenmiş bir süreçtir - hem başlangıcı hem de seyri. Kontrol, esas olarak Bcl-2 protein ailesidir, anti-apoptotik proteinler içerirler - apoptoz gelişimini (örneğin Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) ve pro-apoptotik - mitokondriyal membrana zarar vererek oluşumunu teşvik eder (Bid, Bak, Kötü).
Bu proteinlerin ekspresyonu veya aktivitesi, hücrenin mevcut olduğu koşullara ve durumuna bağlıdır - hasar büyükse veya dış koşullar uygun değilse, pro-apoptotik proteinler aktive olur.
Normal koşullar altında, anti-apoptotik proteinler, programlanmış hücre ölümü sürecine hakim olur ve bunu inhibe eder. Ayrıca apoptozun, biri pro-apoptotik faktörlere ait olan p53 geni olan genler tarafından da kontrol edildiği kanıtlanmıştır. Ürünü olan p53 proteini, genetik materyaldeki hasar o kadar şiddetliyse, DNA onarımı imkansızsa intihara meyilli hücre ölümü sürecini tetikler.
Bu nedenle, bu protein bazen "genomun koruyucusu" olarak anılır, çünkü bir hücrenin meydana gelen hasarı onarmak için hücre bölünmesini durdurup durdurmayacağını veya apoptoz olup olmayacağını belirler.
Apoptoz ve hastalıklar
Yeni hücrelerin oluşumu ile eski hücrelerin ortadan kaldırılması arasındaki dengesizliğin birçok hastalığın nedeni olduğu kanıtlanmıştır, bu nedenle apoptozun hücresel kontrolü son derece önemlidir ve rahatsızlığının çok ciddi sonuçları olabilir.
Hücreler apoptoz nedeniyle ölüme dirençliyse, kanser veya bir otoimmün hastalık (örn. Romatoid artrit) gelişebilir. Her iki durumda da, hastalıklı hücreler apoptotik sürece girmezler, pro ve anti-apoptotik proteinlerin genetik mutasyonları veya anormal aktivitesi nedeniyle buna "dirençlidirler". Öte yandan, çok fazla hücrenin aşırı uyumu ve yok edilmesi dejeneratif hastalıklara ve organ hasarına yol açabilir.
Şu anda test edilen en son onkolojik ilaçlar apoptoz aşamasında etki etmektedir - etki mekanizması pro-apoptotik proteinlerin varlığını teşvik etmektir - tümör hücrelerinde apoptoz oluşumunu teşvik etmektedir. Radyasyon tedavisi ve "standart" kemoterapi, apoptozu indüklemek için benzer şekilde çalışır. Bu tedavilerin her ikisi de, tümör hücresi ölümüne yol açan hücresel strese neden olur. Ne yazık ki, bu tür bir terapi her zaman etkili değildir, çünkü tümör hücrelerinde apoptozu engelleyen faktörlerin aktivitesi seyrek olarak artmaz, bu sadece bunlara karşı mücadeleyi engellemekle kalmaz, aynı zamanda kontrolsüz büyümeye ve çoğalmaya da yol açar.
Ayrıca şunu okuyun: Kanser gelişimi veya kanserin nasıl ortaya çıktığı
Önerilen makale:
Tümör Gelişimi - Kanser Yazar Hakkında Nasıl Oluşur?
