Nāves šūnu veidi un to raksturojums



The šūnu nāve tas ir šūnu komponentu iznīcināšanas process, ko visi dzīvie organismi iziet dažādos posmos. Visos daudzšūnu organismos ir jābūt optimālam līdzsvaram starp šūnas nāvi un to vairošanos.

Šūnu nāve notiek divos galvenajos mehānismos: ar nekrozi vai nejaušu šūnu nāvi, kā arī apoptozi vai ieprogrammētu šūnu nāvi. Katram mehānismam ir piešķirta konkrēta šūnu morfoloģija.

Apoptoze vai ieprogrammēta šūnu nāve ietver ļoti regulētu ceļu ar ģenētiskiem komponentiem. Bieži vien, kad organismam rodas patoloģiski stāvokļi (piemēram, deģeneratīvas slimības), apoptotisko programmu var īstenot nepareizi, kā rezultātā tiek pārmērīgi iznīcinātas šūnas.

Programmētā šūnu nāve ir svarīga attīstības ceļu un homeostāzes sastāvdaļa (kontrole starp nāvi un šūnu proliferāciju) kopumā.

Nekroze vai nejauša šūnu nāve ir otrais šūnu nāves veids. Tas rada radikālas atšķirības, ja salīdzinām to ar apoptozi. Šī parādība rodas, ja šūnas ir pakļautas nelabvēlīgai vai ekstremālai videi, kas izraisa šūnu struktūru bojājumus.

Indekss

  • 1 ieprogrammēta šūnu nāve vai apoptoze
    • 1.1 Vēsturiskā perspektīva
    • 1.2. Definīcija
    • 1.3 Funkcijas
    • 1.4 Apoptozes šūnu īpašības
    • 1.5 Ģenētiskie aspekti
    • 1.6. Apoptozes nesavīšana
  • 2 Nejauša šūnu nāve vai nekroze
    • 2.1. Definīcija
    • 2.2 Nekrozes šūnu īpašības
    • 2.3 Mehānismi
  • 3 Apoptozes un nekrozes salīdzinājums
    • 3.1 Atšķirības
    • 3.2 Vai mēs varam atšķirt apoptozi un nekrozi?
  • 4 Citotoksiska nāve
  • 5 Atsauces

Programmēta šūnu nāve vai apoptoze

Vēsturiskā perspektīva

1972. gadā pirmo reizi tika lietots termins apoptoze. Tas parādījās klasiskā zinātniskā rakstā, ko rakstījuši autori Kerr, Wyllie un Currie. Kerr et al., termins apoptoze raksturo šūnu nāves atšķirīgu morfoloģisko formu.

Lai gan šīs iezīmes jau bija vairākas reizes detalizētas, šie autori ir pirmie, kas dod fenomenam nosaukumu.

Definīcija

Daudzšūnu organisms sastāv no vairākām šūnām, kurām jāizveido savienojumi. Kopienai jābūt stingri organizētai, un tas tiek panākts, nosakot kontroli starp jaunu šūnu izplatīšanos un jau esošo šūnu iznīcināšanu..

Šādā veidā šūnas, kas vairāku iemeslu dēļ vairs nav nepieciešamas, piedzīvo sava veida molekulāro "pašnāvību", ko sauc par apoptozi.

Programmētā šūnu nāve ir normāla fizioloģiska parādība. Tas ietver noteiktu šūnu kontrolētu izvadīšanu. Šis mehānisms ir ļoti svarīgs, lai pieaugušo audi darbotos pareizi. Tam ir nozīme arī embrija attīstībā.

Funkcijas

Saglabāt ieroču izplatīšanas līdzsvaru

Programmētās šūnu nāves galvenais mērķis ir saglabāt šūnu proliferācijas līdzsvaru. Piemēram, mūsu ķermenī gandrīz 5 x 10 tiek izvadīti katru dienu11 eritrocītiem vai asins šūnām caur šūnu nāvi.

Aizsargājiet šūnas

Turklāt tas ļauj izveidot aizsardzības mehānismu pret šūnām, kas varētu ietekmēt organismu. Ja šūnas ir bijušas vīrusu infekcijas upuri, tās parasti tiek izvadītas ar ieprogrammētu šūnu nāvi. Tādējādi vīruss nevar turpināt izplatīties saimniekā.

Programmētā šūnu nāve ne tikai likvidē šūnas, kas inficētas ar ārējiem patogēniem, bet arī spēj atbrīvoties no organisma paša šūnām, kas bojā ģenētisko materiālu. Šajā gadījumā tiek likvidētas šūnas, kas pārvadā organismam kaitīgas mutācijas.

Gadījumā, ja šo patoloģisko šūnu attīstība var turpināties un šūnu nāves mehānismi nedarbojas, var parādīties audzēji un attīstīties dažādi vēža veidi..

Koordinēt embrija attīstību

Programmētajai šūnu nāvei ir izšķiroša loma embrija attīstībā. Tāda paša veidošanās laikā ir jānovērš vairākas nevajadzīgas šūnas.

Piemēram, tas ir atbildīgs par audu iznīcināšanu kāpuros organismos, kas iziet metamorfozi: kāpuri un abinieki. Turklāt dažām nepilngadīgo formām ir raksturīgas membrānas starp pirkstiem, kas raksturīgas ūdens organismiem.

Kad organisms kļūst par pieaugušo, šīs membrānas izzūd, jo šūnas, kas to veido, iziet ieprogrammētu šūnu nāves gadījumu. Kopumā apoptozes process veido cilvēku un peles ekstremitātes: lāpstas formas struktūras beidzas ar labi veidotiem cipariem.

Zīdītāju attīstības laikā programmētā šūnu nāve piedalās nervu sistēmas veidošanā. Kad organisms attīstās, rodas pārmērīgs nervu šūnu skaits, kas pēc tam tiek izvadītas ar ieprogrammētu šūnu nāvi.

Neironi, kas spēj izdzīvot (gandrīz 50%), izveido pareizus savienojumus ar mērķa šūnām. Kad savienojums ir izveidots, sākas augšanas faktoru sērijas sekrēcija, kas ļauj izdzīvot šūnu, jo tā inhibē šūnu nāves programmu.

Apoptozes šūnu īpašības

Programmētās šūnu nāves laikā šūnai piemīt konkrēts fenotips. Pirmā atšķirīgā iezīme ir hromosomu DNS fragmentācija.

Šajā gadījumā notiek nukleozomu, DNS un proteīnu veidotu struktūru bojājums. Ar hromatīna kondensāciju kodols saplīst mazos gabaliņos.

Kad process turpinās, šūna būtiski samazinās. Galu galā, šūna sadalās vairākos segmentos, ko ieskauj šūnu membrāna. Katrs no šiem gabaliem ir pazīstams kā apoptotisks ķermenis.

Pēc tam imūnās sistēmas šūnas, ko sauc par makrofāgiem, ir atbildīgas par šo mirstošo struktūru atpazīšanu un fagocitozi.

Tādējādi šūnas, kas cieš no apoptozes, "līķis" efektīvi izzūd no organisma, kuram tā piederēja - pretēji tam, kas notiek, kad šūna mirst no traumas. Šajā pēdējā scenārijā šūnas uzbriest un beidzot izlīst, aizdegoties attiecīgajā zonā.

Apoptozes laikā rodas mitohondriju bojājumi, ko raksturo virkne molekulu, kas stimulē nāves mehānismu, piemēram, citohroma c, Smac / Diablo olbaltumvielas..

Ģenētiskie aspekti

Stingra ieprogrammēto šūnu nāves regulēšana notiek, pateicoties dažādu gēnu organizētajai darbībai.

Pirmie pētījumi, kas saistīti ar apoptozes ģenētisko mehānismu, tika veikti nematodā Caenorhabditis elegans. Šajā organismā tika identificēti 3 gēni, kas saistīti ar visa apoptotiskā procesa izpildi un regulēšanu.

Zīdītājiem tika konstatēti ļoti līdzīgi gēnu ģenētiskie gēni. Šī iemesla dēļ visas evolūcijas laikā tās ir bijušas ļoti konservētas.

Ced-3 ir piemērs ģimenei, ko veido vairāk nekā ducis proteāžu (hidrolizētu olbaltumvielu fermenti), kas pazīstams kā kaspāzes.

Programmētas nāves gadījumā kaspāzes hidrolizē vairāk nekā 100 attiecīgās šūnas šūnas. Kaspāžu balto olbaltumvielu vidū atrodam DNSāzes inhibitorus, kas izraisa šūnu kodola DNS sadalīšanos..

Kaspāzes ir atbildīgas arī par kodollapas bojājumiem, kas izraisa kodola un citoskeleta sadrumstalotību kopumā. Visu šo degradācijas notikumu tiešās sekas ir šūnas fragmentācija.

Apoptozes nesavīšana

Ir virkne stimulu, kas izraisa apoptotiskus mehānismus. Šie stimuli var būt fizioloģiski vai patoloģiski. Interesanti, ka ne visas šūnas reaģē tāpat kā uz stimuliem.

Apstarošana un zāles, ko izmanto vēža ārstēšanai (ķīmijterapija), izraisa apoptozi no ceļa, ko sauc par p53 atkarīgu ceļu.

Daži hormoni, piemēram, kortikosteroīdi - hormoni no steroīdu grupas un atvasinājumiem, var izraisīt apoptotisku ceļu dažās šūnās. Tomēr vairums šūnu neietekmē to klātbūtni.

Nejauša šūnu nāve vai nekroze

Definīcija

Nejauša šūnu nāve vai nekroze rodas, ja šūnas tiek pakļautas nelabvēlīgai videi, kas izraisa nopietnu šūnu struktūru bojājumu.

Šie faktori, kas izraisa traumas, ir ļoti augstas vai ļoti zemas temperatūras, nenormāls skābekļa līmenis, toksīnu iedarbība, pakļaušana reaktīviem skābekļa metabolītiem, barības vielu trūkums, neparasti pH līmeņi..

Dažādos medicīniskajos stāvokļos ir nekroze, tostarp neirodeģeneratīvas slimības, piemēram, Alcheimera slimība, Hantingtona slimība, Parkinsona slimība, amyotrofiska laterālā skleroze un epilepsija..

Lai gan nekrotiskais process ir iesaistīts dažādos veselības apstākļos, mehānisms pēc notikuma nav pilnībā noskaidrots. Vēsturiski nekroze tika uzskatīta tikai par haotiskām reakcijām, kas iznīcina šūnu.

Tomēr pašreizējie pierādījumi iegūti no organismiem Caenorhabditis elegans un Drosophila ir apšaubījuši šo "dogmu".

Dažādiem šūnu tipiem, kas piedzīvo nekrozi, piemīt ļoti specifiskas morfoloģiskas šūnu īpašības, reaģējot uz bojājumu, kas liek domāt, ka pastāv centrāla nekrozes izpildes programma..

Necrotiskā procesa pilnīga un detalizēta saspiešana varētu izraisīt jaunu metodoloģiju izstrādi, lai kontrolētu slimības, kas saistītas ar nekrotisku šūnu nāvi..

Nekrozes šūnu īpašības

Tāpat kā apoptozē, nekrozei piemīt raksturīgas morfoloģiskas iezīmes. Turklāt tie ir pilnīgi atšķirīgi no tiem, ko novērojam šūnā, kas mirst apoptotiskā ceļā.

Nāvi pavada ievērojams šūnu iekaisums, vakuolu veidošanās citoplazmā, endoplazmas retikulāta izspiešana, blisteru veidošanās citoplazmā, mitohondriju kondensācija, ribosomu sadalīšanās un atdalīšanās, membrānu plīsums, iekaisušas lizosomas cita starpā.

Nekroze ir "pasīvs" process, jo tam nav nepieciešama papildu olbaltumvielu sintēze, nepieciešamība pēc enerģijas ir minimāla, un tai nav nekāda homeostatiska papildu regulējuma mehānisma..

Mehānismi

Nekrozes šūnā radītos bojājumus var izraisīt divi galvenie mehānismi: enerģijas piegādes traucējumi un tiešie bojājumi šūnai iepriekš minēto faktoru dēļ..

Apoptozes un nekrozes salīdzinājums

Atšķirības

Procesa kontroleSalīdzinoši, apoptoze ir ļoti kontrolēts aktīvs process, bet nekroze ir toksisks process, kurā šūna ir nāves režīma pasīvais upuris neatkarīgi no enerģijas. Kā jau minējām, pašreizējie pierādījumi ir apšaubījuši nekrozes regulēšanu.

Nāves vieta: Parasti apoptoze notiek vienā šūnā vai maza šūnu klasterī, turpretim nekroze atrodas šūnu kontrastā..

Plazmas membrānas stāvoklis: apoptozē šūnu membrāna paliek neskarta un citoplazma saglabā apoptotiskus ķermeņus. Nekrozē plazmas membrāna saplīst un citoplazma tiek atbrīvota.

Iekaisuma procesi: apoptozē nav novērots nekāds iekaisuma veids, bet inflācija ir viena no visizteiktākajām nekrozes pazīmēm. Membrānas un šūnu integritātes zudums sūta ķīmiski taktiskus signālus, kas pieņem darbā ar iekaisuma procesu saistītus šūnu aģentus.

Vai jūs varat atšķirt apoptozi un nekrozi?

Ko tas atkarīgs no tā, vai šūnas mirst apoptozes vai nekrozes dēļ? Šajā lēmumā ir iesaistīti dažādi faktori, tostarp nāves signāla veids, attiecīgā audu veids, organisma attīstības stāvoklis, cita starpā.

Izmantojot tradicionālās histoloģijas metodes, nav viegli atšķirt audu, kas mirst ar apoptozi vai nekrozi. Necrotiskā ceļa un apoptotiskā ceļa izraisītā nāves morfoloģiskie rezultāti dažādos aspektos atšķiras un citās daļās pārklājas.

Pierādījumi liecina, ka apoptoze un nekroze ir kopīgas bioķīmiska ceļa, ko sauc par nepārtrauktu apoptozes nekrozi, morfoloģiskā izpausme. Piemēram, apoptozes ceļa pārveidošanā par nekrozi ir divi faktori: kaspāžu un ATP pieejamības samazināšanās šūnā.

Citotoksiska nāve

Daudzšūnu organismos ir specifiski šūnu veidi, kas pieder imūnsistēmai - vai to izdalījumi, kas ir toksiski citām šūnām..

Šīs šūnas ir atbildīgas par to, lai sāktu ceļus, kas ir atbildīgi par mērķa šūnu iznīcināšanu (kas var būt šūnas, kas inficētas ar patogēnu vai vēža šūnu). Tomēr autori nevēlas iekļaut nevienu no minētajām kategorijām (nekroze vai apoptoze), jo tas nenotiek ar īpašu mehānismu..

Veikt specifisku šūnu nāves gadījumu, ko izraisa šūnu tips, ko sauc par CD8 T limfocītiem+ citotoksisks Šajā piemērā šūna apvieno nejaušu un ieprogrammētu šūnu nāves aspektus.

Atsauces

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Essential šūnu bioloģija. Garland Zinātne.
  2. Cooper, G.M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Šūna: molekulārā pieeja. Vašingtona: ASM prese.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptoze: pārskats par ieprogrammēto šūnu nāvi. Toksikoloģiskā patoloģija, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M. H., un Pawlina, W. (2006). Histoloģija. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., un Tavernarakis, N. (2002). Nāve ar nekrozi. Nekontrolējama katastrofa, vai ir kārtība aiz haosa?. EMBO ziņojumi, 3(7), 604-9.