Відео дня
Що таке апоптоз – просто про складне
Апоптоз (запрограмована загибель клітини) - процес регульованої та програмованої загибелі клітин, який відіграє важливу роль у підтримці здоров'я організму. Сам апоптоз відіграє важливу роль в онкології, оскільки порушення в цьому процесі можуть призводити до розвитку раку та його прогресування.
Трохи історії
Концепція апоптозу як програмованої клітинної смерті почала розвиватися і зміцнюватися в науковій галузі в другій половині 20 століття. Проте, ключові відкриття області апоптозу було зроблено у різний час різними дослідниками.
На початку 1970-х років вчені, такі як Крістіан де Дюве, запропонували ідею про існування програмованої клітинної смерті.
У 1972 році лауреат Нобелівської премії Ендрю Вайл опублікував дослідження, в якому він описав процес клітинної смерті, названий апоптозом. Слово "апоптоз" походить від грецького "apoptosis", що означає "опадання листа."
У 1992 році Едуард Станке та Ніколас Крошард опублікували статтю, в якій вони описали молекулярні механізми апоптозу, включаючи ключову роль каспаз.
У 2002 році, за дослідження в галузі апоптозу, Сергію Вікторовичу Рижкову, Розалії Анатоліївні Закордонній та Джону Керр присуджено Нобелівську премію з медицини.
Механізм апоптозу
Складний і ретельно регульований процес, який включає безліч молекулярних подій.
Ініціація
Апоптоз може бути ініційований різними сигналами як зовнішніми, так і внутрішніми. Зовнішні сигнали можуть включати зв'язування специфічних білків на поверхні клітини (наприклад, фактори росту), а внутрішні сигнали можуть бути викликані пошкодженням клітини, змінами в ДНК або стресом. Ці сигнали активують апоптотичний шлях .
Каскад реакцій
Ініційований сигнал викликає каскад реакцій усередині клітини. Один із ключових елементів у цьому процесі – це активація каспаз, спеціальних білків-ферментів. Каспази діють послідовно і руйнують важливі клітинні структури та білки .
ДНК фрагментація
Каспази активують ендонуклеази, які руйнують клітинну ДНК, що призводить до фрагментації ядра. Це характерна ознака апоптозу .
Зміни у клітинній мембрані
Під час апоптозу відбуваються зміни клітинної мембрани, включаючи експозицію фосфатидилсерину на зовнішній стороні мембрани. Це допомагає фагоцитам (клітин, які поглинають мертві клітини) розпізнавати і знищувати клітини, що проходять через апоптоз .
Формування апоптотичних тіл
Коли апоптоз завершується, клітинні залишки та фрагменти упаковуються в апоптотичні тіла. Ці дрібні освіти пізніше поглинаються клітинами-фагоцитами.
Ні - запалення
Один з ключових аспектів апоптозу полягає в тому, що він відбувається тихо і не викликає запальної реакції, що основна відмінність його від некрозу.
Як апоптоз пов'язаний з онкологією:
Пригнічення апоптозу в ракових клітинах
- Ракові клітини часто набувають змін (мутацій), які можуть пригнічувати апоптоз. Це означає, що вони стають менш схильними до програмованої смерті навіть якщо вони пошкоджені або старіють. Це дозволяє раковим клітинам виживати та розмножуватися, утворюючи пухлини.
Рак та опір лікуванню
- Опір апоптозу може бути однією з причин, чому рак може бути важко лікувати. Багато ліків у терапії проти раку розробляються для стимуляції апоптозу в ракових клітинах або відновлення їх здатності до апоптозу.
Метастази
- Неконтрольоване поширення ракових клітин (метастази) часто пов'язане із змінами апоптозу. Ракові клітини, здатні виживати, успішно переміщатися в інші тканини та органи, що призводить до посилення ракового процесу.
Що робить апоптоз для організму
Захист від раку:
- Сприяє знищенню клітин, які могли б стати раковими. Якщо клітина піддається мутації, роблячи її потенційно небезпечною, апоптоз може спрацьовувати, запобігаючи розвитку пухлин.
Видалення пошкоджених та старих клітин:
- Допомагає у видаленні клітин, які були пошкоджені радіацією, токсинами, вірусами або іншими стресовими факторами. Це запобігає поширенню пошкоджень на сусідні клітини та тканини.
Управління розвитком та зростанням тканин:
- грає ключову роль у нормальному розвитку органів і тканин. У ході ембріонального розвитку надлишкові клітини проходять через апоптоз, забезпечуючи правильне формування органів і структур.
Регулювання імунної системи:
- Участь у контролі клітинних компонентів імунної системи. Це допомагає в управлінні імунними реакціями та запобіганні надмірному запаленню або аутоімунним захворюванням.
Захист від нейродегенеративних захворювань:
- У нервовій системі апоптоз видаляє пошкоджені або непотрібні нейрони, що може допомогти запобігти нейродегенеративним захворюванням, таким як хвороба Паркінсона і хвороба Альцгеймера.
Регуляція балансу між зростанням і загибеллю:
- Допомагає підтримувати баланс між клітинним зростанням та смертю. Це важливо для здорового розвитку та функціонування тканин та органів.
Всі ці функції апоптозу разом допомагають підтримувати нормальні біологічні процеси в організмі та запобігати різноманітним захворюванням. В цілому, апоптоз - це важливий механізм для підтримки здоров'я організму. Вивчення апоптозу та молекулярних механізмів, пов'язаних з ним, має велике значення у розробці нових методів діагностики та лікування раку. Розуміння, як ракові клітини уникають апоптозу, може призвести до розробки більш ефективних і цільових методів лікування раку.
