Апоптоз является зависимым от энергии, асинхронным, генетически контролируемым процессом, посредством которого ненужные или поврежденные клетки подвергаются самоуничтожению при активации генов апоптоза. Говоря в общем, клетка сжимается и отделяется от соседних клеток, а ее ядро разрушается. Ядерные фрагменты и органеллы конденсируются и, в конечном счете, упакованные в мембранные пузырьки, выводятся из клетки путем экзоцитоза и поглощаются окружающими клетками.

Ишемическая (вызванная недостаточным кровоснабжением) и случайная (вызванная токсинами) гибель клеток характеризуются набуханием клеток или "онкозом" (от греческого слова "onkos", означающего отек), в результате которого происходит цитоплазматическое и ядерное набухание и кариолизис (разрушение ядра). После и онкоза, и апоптоза, клетки достигают некротической стадии, когда происходит фагоцитоз (поглощение макрофагами) погибшей клетки, и только в случае онкоз сопровождается воспалением.

Морфологические изменения

Существует три различных фазы апоптоза. В ходе первой фазы, клетка отделяется от своего субстрата и соседних клеток. ДНК переваривается специфическими эндонуклеазами на фрагменты, а затем упаковывается в пузырьки (везикулы). Изменения в ДНК включают разрушение цепей молекулы (кариорексис) и конденсацию ядерного хроматина (пикноз). Такой пикнотический хроматин выявляется как «полулуния» под световым микроскопом. Клетка становится плотнее, поскольку цитоплазма сжимается.

Вторая фаза характеризуется тем, что клетка образует псевдоподии, которые содержат органеллы или ядерные фрагменты, и эти отростки распадаются на несколько мембранных везикул. Оставшееся от клетки представляет собой круглые, гладкие мембраносодержащие тельца (апоптотические тельца).

В третьей фазе, клеточная мембрана становится проницаема для красителей, например, для Tryphan Blue. Апоптотические тельца и мембранные пузырьки фагоцитируются макрофагами, эпителиальными клетками, эндотелиальными клетками сосудов или опухолевыми клетками.

В отличие от апоптоза, онкоз характеризуется набуханием клетки и органелл с поздней ядерной фрагментацией и расщеплением лизосомальными ферментами. Опухание вызвано недостаточной выработкой аденозинтрифосфата (АТФ), что приводит к нарушению работы мембранных ионных насосов и повышению проницаемости плазматической мембраны. В результате образуется блистерная (заполненная жидкостью) структура, ограниченная плазмалеммой, в итоге окончательно разрывающаяся.

Происходит скопление нейтрофилов и макрофагов в окружающих тканях, что приводит к воспалению.

Стимулы апоптоза

Существуют четыре основные группы стимулов для апоптоза. Первая группа стимулов вызывает повреждения ДНК и включают ионизирующее излучение и алкилирующие противоопухолевые препараты. Вторая группа индуцирует апоптоз через рецепторные механизмы, или путем активации рецепторов посредством глюкокортикоидов (действуя на тимус), фактора некроза опухоли-? (TNF-?), или путем лишения факторов роста (фактор роста нервов ФРН и интерлейкина ИЛ-3). Третья группа включает в себя биохимические агенты, такие как фосфатазы и ингибиторы киназ (например кальфостин C, стауроспорин). Четвертая группа состоит из агентов, которые непосредственно повреждают клеточную мембрану и включают тепло, УФ-излучение и сильные окислители (супероксид-анион, перекись водорода).

Чрезмерное производство активных форм кислорода (АФК), таких как супероксид, перекись водорода и гидроксильные радикалы, приводит к образованию свободных радикалов, которые повреждают липиды мембран, белки, нуклеиновые кислоты и гликозаминогликаны внеклеточного матрикса. Многие из этих раздражителей являются причиной некроза, если их интенсивность велика. Повреждение клеточных мембран вызывает апоптоз путем активации кислоты сфингомиелиназы, генерирующей вторичный посредник церамид из мембранных липидов.

Сигнал, который инициирует апоптоз, может оказать свое действие, связавшись с рецептором гибели на поверхности клетки или повредив геном. Рецепторы гибели, которые инициируют апоптоз, включает рецептор Fas и систему ФНО рецепторов.

Гибель клеток во время эмбриогенеза млекопитающих происходит как внутренняя дифференциация клеточной массы. Гибель клеток играет важную роль в развитии как тканей эмбриона, так и внезародышевых тканей.

Был продемонстрирован апоптоз в плодных оболочках. Исследования с использованием электронной микроскопии выявили морфологические изменения в процессе апоптоза в клетках амниотического эпителия и хорионических клетках трофобласта; изменения включали в себя конденсацию хроматина по периферии ядра и сжатие ядра. Позже была обнаружена гибель клеток в некоторых органах, направленная на коррекцию формы и функции дифференцирующихся органов. Например, путем апоптоза исчезают межпальцевые мембраны при развитии конечностей.

Спонсор текста - Сонник он-лайн. Узнайте толкование своего сна, найдите ключи к пониманию своего "я" и своих проблем через расшифровку увиденного. Знания наших экспертов помогут разгадать Вам самую сложную загадку из мира грез!