апоптоз

Апоптоз — фундаментальное биологическое явление, широко распространенное в жизни. Он играет очень важную роль в росте, развитии и пролиферации клеток. Теперь считается, что одним из важных маркеров этого является то, что внеклеточные стимулы, вызывающие индукцию апоптоза, должны пройти серию внутриклеточной передачи сигнала, что приводит к избирательному разрыву ДНК между нуклеосомами. Этот термин был впервые предложен в 1970-х годах для обозначения контролируемой генами легкой смерти отдельных видов клеток при определенных физиологических или патологических состояниях. При возникновении и развитии многоклеточных организмов для поддержания нормальной физиологической функции часть клеток подвергается спонтанной гибели. Тип спонтанной гибели клеток регулируется рядом родственных внутриклеточных регуляторных молекул и сопровождается типичными морфологическими изменениями. Это явление называется апоптозом.

Апоптоз относится к процессу, при котором клетка подвергается автоматическому концу жизни при определенных физиологических или патологических условиях посредством внутренних контролируемых генетических механизмов. Напротив, запрограммированная гибель клеток (PCD) относится к ответной гибели клеток на определенные физиологические стимулы во время биологических процессов развития, она требует определенного уровня экспрессии генов. Апоптоз относится к описанию серии фиксированных морфологических изменений в процессе гибели клеток, в то время как PCD в основном сосредоточен на концепции функции. Между этими двумя терминами есть различия, но их по-прежнему часто путают.

Апоптоз или запрограммированная гибель клеток (ЗПК) представляет собой активный процесс спонтанной гибели клеток, принятый многоклеточным организмом для регуляции развития организма и поддержания гомеостаз. Он контролируется геном Pb. В настоящее время явления спонтанной дегенеративной гибели клеток имеют различные названия. Наиболее часто используется программируемая гибель клеток (ПКС), первоначально она применялась в отношении эмбрионального развития. В процессе дифференцировки эмбриональных клеток спонтанная дегенеративная гибель определенных частей клеток связана с тем, что внутриклеточные гены этой части подверглись экспрессии в соответствии с определенной программой, также известной как генная принудительная гибель клеток, физиологическая гибель клеток, естественная клеточная смерть. гибель, самоубийство клеток и апоптоз.

Апоптоз характеризуется серией морфологических изменений, включая концентрированное ядро, фрагментацию хромосомной ДНК на лестничные фрагменты в нуклеосомных единицах, сморщивание клеток и, в конечном итоге, формирование апоптотического тела. Не вызывает растворения окружающих клеток. Апоптоз протекает дисперсно и периодически в популяции клеток и зависит также от поступления АТФ и РНК, а также от синтеза белка, относящегося к активным механизмам исключения. Его можно наблюдать не только во время физиологических состояний, таких как онтогенез и вывод яйцеклеток, но также можно наблюдать при многих заболеваниях и патологических состояниях, таких как аутоиммунные заболевания, неврологические заболевания и ишемические заболевания. Путь передачи внутриклеточной информации можно условно разделить на две стадии, а именно фазу индукции и фазу реализации.

Факторы индукции в фазе индукции апоптоза включают эндогенные и экзогенные факторы. Эндогенные факторы включают в себя активацию механизмов, индуцирующих апоптоз (таких как лиганд Fas и фактор некроза опухоли и др.), и инактивацию ингибирующих механизмов (факторы роста, гормоны, рецепторы факторов роста и другие факторы). К экзогенным факторам относятся физические факторы, включая радиацию и тепловой шок, химические факторы, такие как лекарства и яды, и биологические факторы, такие как вирусы и бактерии. В последние годы также было обнаружено, что эффекты реактивного кислорода и оксида азота при расстройствах нервной системы, сердечно-сосудистых заболеваниях, аутоиммунных заболеваниях и старении более или менее связаны с апоптозом.

Недавние исследования показали, что показано, что ключевой этап апоптоза происходит не в ядрах клеток, а в цитоплазме. До того, как апоптотические клетки будут индуцированы изменениями морфологических свойств и деградацией ДНК, функция митохондриальной мембраны изменится, трансмембранный потенциал эндометрия исчезнет, и активатор протеазы внутри митохондрий будет высвобожден, стимулируя апоптоз, связанный с различными метаболическими изменениями.

Биологические функции апоптоза
(1) Устранение бесполезных или нежелательных клеток; в процессе развития человеческого мозга 95% клеток подвергаются клеточной гибели.
(2) Устранение клеток, которые больше не функционируют, например гибель хвостовых клеток во время метаморфоза головастиков; гибель эпителиальных клеток эндометрия млекопитающих во время менструального цикла.
(3) Удаление клеток, подвергшихся аномальному развитию. Например, во время развития зрительной системы позвоночных, если нейроны не образуют правильных нейронных связей, они будут удалены.
(4) Удалите некоторые вредные клетки. Например, тимоциты будут индуцироваться от гибели до выхода из тимуса.

Процесс апоптоза
Процесс апоптоза можно разделить на четыре стадии:
(1 ) Передача сигнала апоптоза
После связывания внутри-/внеклеточного клеточного фактора, индуцирующего апоптоз, с целевым клеточным рецептором клетки будут производить сложные биохимические реакции, формируя связанные с апоптозом вторичные мессенджеры: сигнальные молекулы, такие как цАМФ, Ca2+ и церамид образуют сигнал смерти.
(2) Активация гена апоптоза
Регуляторные гены апоптоза после получения сигнала смерти начинают действовать в соответствии с заданной программой и запускают синтез различных ферментов и апоптоз. сопутствующие вещества.
(3) Осуществление апоптоза (общий путь)
К основным исполнителям апоптоза относятся ферменты двух типов: эндонуклеаза (эндогенная нуклеаза ДНКаза) - полное разрушение клеточной биологической командной системы; Каспазы 3 – полный распад клеточной структуры.
(4) Удаление апоптотических клеток
После апоптоза клетки могут быть разложены соседними макрофагами.

---