Dødscelletyper og deres egenskaber



den celledød Det er processen med ødelæggelse af de cellulære komponenter, som alle levende organismer gennemgår i forskellige stadier. I alle multicellulære organismer skal der være en optimal balance mellem cellens død og spredning af dem.

Celledød forekommer 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 stærkt reguleret vej gennem genetiske komponenter. Ofte, når organismen oplever patologiske tilstande (degenerative sygdomme, for eksempel), kan det apoptotiske program implementeres forkert, hvilket resulterer i unødig celledestination.

Programmeret celledød er en vigtig del af udviklingsveje og homeostase (kontrol mellem død og celleproliferation) generelt.

Nekrose eller utilsigtet celledød 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.

indeks

  • 1 programmeret celledød eller apoptose
    • 1.1 Historisk perspektiv
    • 1.2 Definition
    • 1.3 Funktioner
    • 1.4 Cellulære egenskaber ved apoptose
    • 1.5 Genetiske aspekter
    • 1.6 Unchaining af apoptose
  • 2 Uhelds celledød eller nekrose
    • 2.1 Definition
    • 2.2 Cellulære egenskaber ved nekrose
    • 2.3 Mekanismer
  • 3 Sammenligning mellem apoptose og nekrose
    • 3.1 Forskelle
    • 3.2 Kan vi differentiere mellem apoptose og nekrose?
  • 4 Cytotoksisk død
  • 5 referencer

Programmeret celledød eller apoptose

Historisk perspektiv

I 1972 blev udtrykket apoptose brugt for første gang. Det fremgik af et klassisk videnskabeligt papir skrevet af forfattere Kerr, Wyllie og Currie. For Kerr et al., udtrykket apoptose beskriver en karakteristisk morfologisk form for celledød.

Selvom disse funktioner allerede var blevet detaljeret flere gange, er disse forfattere de første til at give et navn til fænomenet.

definition

En multicellulær organisme består af flere celler, der skal etablere forbindelser med hinanden. Samfundet skal holdes strengt organiseret, og dette opnås ved at etablere en kontrol mellem proliferationen af ​​nye celler og eliminering af de celler, der allerede er til stede.

På denne måde oplever celler, der af flere grunde ikke længere er nødvendige, en slags molekylær "selvmord" kaldet apoptose.

Den programmerede celledød er et normalt fysiologisk fænomen. Det indebærer kontrolleret eliminering af visse celler. Denne mekanisme er afgørende for, at voksne væv fungerer korrekt. Det spiller også en rolle i udviklingen af ​​embryoet.

funktioner

Oprethold balancen mellem spredning

Hovedformålet med programmeret celledød er at opretholde balancen i celleproliferation. For eksempel er i vores krop næsten 5 x 10 elimineret dagligt11 erythrocytter eller blodceller gennem celledød.

Beskyt celler

Derudover tillader det at etablere en beskyttelsesmekanisme mod celler, som potentielt kan påvirke organismen. I tilfælde af celler, der har været ofre for en virusinfektion, fjernes de sædvanligvis ved programmeret celledød. Således kan viruset ikke fortsætte med at spredes inde i værten.

Den programmerede celledød eliminerer ikke kun celler inficeret af eksterne patogener, det er også i stand til at kassere kroppens egne celler, der har skade på det genetiske materiale. I dette tilfælde elimineres cellerne, som bærer mutationer, som er skadelige for organismen.

I tilfælde hvor udviklingen af ​​disse abnormale celler kan fortsætte, og mekanismerne med celledød ikke virker, kan tumorer forekomme og udviklingen af ​​forskellige typer kræft.

Koordiner embryonets udvikling

Programmeret celledød spiller en afgørende rolle i udviklingen af ​​et embryo. Under dannelsen af ​​det samme skal fjernes flere celler, der er unødvendige.

For eksempel er det ansvarligt for at fjerne væv i larver i organismer, der gennemgår metamorfose: larver og amfibier. Derudover er nogle juvenile former præget af at præsentere membraner mellem fingrene, der er karakteristiske for vandlevelsen.

Når organismen bliver voksen, forsvinder disse membraner, da de celler, der komponerer det, undergår en programmeret celledødshændelse. Generelt udgør apoptoseprocessen ekstremiteterne hos mennesker og mus: skovlformede strukturer slutter med velformede cifre.

Under udviklingen af ​​pattedyr deltager programmeret celledød i dannelsen af ​​nervesystemet. Når organismen udvikler sig, produceres et overdreven antal nerveceller, som efterfølgende elimineres ved programmeret celledød.

De neuroner, der formår at overleve (tæt på 50%) etablerer korrekte forbindelser med målcellerne. Når forbindelsen er etableret, begynder sekretionen af ​​en række vækstfaktorer, der tillader overlevelse af cellen, da det hæmmer celledødsprogrammet.

Cellulære egenskaber ved apoptose

Under programmeret celledød udviser cellen en særlig fænotype. Det første kendetegn er fragmenteringen af ​​kromosomalt DNA.

I dette tilfælde forekommer brydningen af ​​nukleosomer, strukturer dannet af DNA og proteiner. Ved kondensationen af ​​kromatinen brydes kernen i små stykker.

Efterhånden som processen fortsætter, falder cellen signifikant i størrelse. Til sidst går cellen op i flere segmenter omgivet af en cellemembran. Hvert af disse stykker er kendt som apoptotiske legemer.

Derefter er celler i immunsystemet kaldet makrofager ansvarlige for at genkende og fagocytose disse døende strukturer.

Således forsvinder "legemet" af cellen, der lider af apoptose, effektivt fra organismen, som den tilhørte - i modsætning til hvad der sker, når cellen dør af en skade. I dette sidste scenario svulmer cellerne og endelig lyser, der betændes det pågældende område.

Under apoptose forekommer mitokondrielle skader, der er karakteriseret ved frigivelse af en række molekyler, der stimulerer dødsmekanismen, såsom blandt andet cytochrom c, Smac / Diablo proteiner..

Genetiske aspekter

Den stramme regulering af programmeret celledød sker takket være de orkestriske funktionsmåder hos forskellige gener.

De første undersøgelser relateret til den genetiske mekanisme for apoptose blev udført i nematoden Caenorhabditis elegans. I denne organisme blev 3 gener relateret til udførelsen og reguleringen af ​​hele apoptotiske proces identificeret.

I pattedyr blev gener, som ligner dem af nematoden, fundet. Af denne grund har de været meget konserverede enheder gennem hele evolutionen.

Ced-3 er eksemplet på en familie dannet af mere end et dusin proteaser (enzymer i hydrolyseproteiner), kendt som caspaser.

I tilfælde af programmeret død hydrolyserer caspaser mere end 100 proteiner, der findes i den pågældende celle. Blandt de hvide proteiner fra caspaser finder vi inhibitorerne af DNAaserne, hvilket forårsager nedbrydning af DNA'et i cellekernen.

Caspaser er også ansvarlige for bruddet af nukleare plader, hvilket fører til fragmentering af kernen og cytoskelettet generelt. De umiddelbare konsekvenser af alle disse nedbrydelseshændelser er fragmenteringen af ​​cellen.

Unchaining af apoptose

Der er en række stimuli, der udløser apoptotiske mekanismer. Disse stimuli kan være fysiologiske eller patologiske. Interessant nok svarer ikke alle celler på samme måde som stimuli.

Bestråling og narkotika anvendt til kræftbehandlinger (kemoterapi) resulterer i apoptose fra en vej kaldet p53-afhængig vej.

Nogle hormoner, såsom kortikosteroider - hormoner fra gruppen af ​​steroider og derivater - kan føre til den apoptotiske vej i nogle celler. De fleste celler påvirkes imidlertid ikke af deres tilstedeværelse.

Tilfældig celledød eller nekrose

definition

Tilfældig celledød eller nekrose opstår, når celler udsættes for et ugunstigt miljø, som forårsager alvorlig skade på cellestrukturer.

Disse faktorer, der forårsager traume indbefatter meget høje eller meget lave temperaturer, unormale niveauer af oxygen, udsættelse for toksiner, udsættelse for oxygen reaktive metabolitter, næringsberøvelse, unormale pH-niveauer, blandt andre.

Nekrose involverer forskellige medicinske tilstande, 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 efter arrangementet ikke fuldt ud belyst. Historisk set er nekrose blevet betragtet simpelthen som kaotiske reaktioner, der ødelægger cellen.

Imidlertid er det foreliggende bevis opnået fra organismerne Caenorhabditis elegans og Drosophila har spørgsmålstegn ved denne "dogma".

Forskellige celletyper, der oplever nekrose, udviser meget specifikke morfologiske cellulære egenskaber som svar på læsionen, hvilket tyder på, at der er et centralt udførelsesprogram for nekrose.

Den fuldstændige og detaljerede kompression af den nekrotiske proces kan resultere i udvikling af nye metoder til bekæmpelse af sygdomme, der involverer nekrotisk celledød.

Cellulære egenskaber ved nekrose

Som ved apoptose har nekrose karakteristiske morfologiske egenskaber. Derudover er disse helt forskellige fra de vi observerer i en celle, der dør ved den apoptotiske vej.

Døden er ledsaget af betydelig inflammation af cellens vakuoler i cytoplasmaet, udspilning af det endoplasmatiske reticulum, blæredannelse i cytoplasmaet, kondensation af mitokondrier, disaggregering og frigørelse af ribosomer, nedbrydning af membraner, lysosomer betændt og brudt, blandt andre.

Nekrose er en "passiv" proces, fordi det ikke kræver yderligere proteinsyntese, kravet nødvendige energi til at ske er minimal og har ingen yderligere regulering homeostatiske mekanisme.

mekanismer

Skader i en nekrotiske celler kan være medieret af to primære mekanismer: interferens strømforsyning og direkte skade på cellen ved de ovennævnte faktorer.

Sammenligning mellem apoptose og nekrose

forskelle

Processtyring: Forholdsvis apoptose er det en meget kontrolleret aktiv proces, mens nekrose er et giftigt proces, hvor cellen er en passiv offer for en modus-uafhængig død energi. Som vi nævnte, har de nuværende beviser stillet spørgsmålstegn ved ikke-regulering af nekrose.

Dødssted: Normalt forekommer apoptose i en enkelt celle eller i en lille celleklynge, hvorimod nekrose er placeret i et kontinuum af celler.

Plasmamembran tilstand: i apoptose forbliver cellemembranen intakt, og cytoplasma bevarer apoptotiske legemer. I nekrose brydes plasmamembranen ned, og cytoplasma frigives.

Inflammatoriske processer: i apoptose observeres ingen form for betændelse, mens inflation er en af ​​de mest slående træk ved nekrose. Tabet af membran og cellulær integritet sender kemotaktiske signaler, der rekrutterer cellulære agenser relateret til den inflammatoriske proces.

Kan du skelne mellem apoptose og nekrose?

Hvad afhænger det af, om en celle dør ved apoptose eller ved nekrose? En række faktorer er involveret i denne beslutning, herunder dødssignalets art, den pågældende type væv, tilstanden af ​​organismenes udvikling, blandt andre.

Ved hjælp af konventionelle histologiteknikker er det ikke let at skelne mellem et væv der dør ved apoptose eller ved nekrose. De morfologiske resultater af døden produceret af den nekrotiske vej og den apoptotiske vej adskiller sig i flere aspekter og overlapper hinanden.

Beviserne tyder på, at apoptose og nekrose repræsenterer et morfologisk udtryk for en fælles biokemisk vej, der kaldes kontinuerlig apoptose-nekrose. For eksempel er to faktorer involveret i omdannelsen af ​​den apoptotiske vej i nekrose: mindsket tilgængelighed af caspaser og ATP i cellen.

Cytotoksisk død

I multicellulære organismer er der specifikke typer celler, der tilhører immunsystemet - eller de sekretioner de producerer - der er toksiske for andre celler.

Disse celler er ansvarlige for at initiere veje, der er ansvarlige for ødelæggelsen af ​​målceller (som kan være en celle inficeret af et patogen eller en cancercelle). Forfatterne foretrækker imidlertid ikke at inkludere nogen af ​​de to nævnte kategorier (nekrose eller apoptose), da det ikke sker via en bestemt mekanisme.

Tag det specifikke tilfælde af celledød, der er medieret af en celletype kaldet CD8 T-lymfocytter+ Cytotoksisk. I dette eksempel kombinerer cellen aspekter af både utilsigtet og programmeret celledød.

referencer

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Væsentlig cellebiologi. Garland Science.
  2. Cooper, G. M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Cellen: en molekylær tilgang. Washington, DC: ASM presse.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptose: en gennemgang af programmeret celledød. Toksikologisk patologi, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., & Tavernarakis, N. (2002). Død ved nekrose. Ukontrollabel katastrofe, eller er der orden efter kaoset?. EMBO rapporter, 3(7), 604-9.