Proces apoptozy jest głównym elementem rozwoju zarodkowego, między innymi w procesie gastrulacji, zagnieżdżania się zarodka w łożysku (implantacja), a także na etapie morfogenezy związanej z oddzieleniem się poszczególnych tkanek i narządów w rozwijającym się organizmie, w tym wyodrębnianie się mięśni szkieletowych, pęcherzyków płucnych, oskrzeli a także formowanie się komór serca, kłębuszków nerkowych i różnicowania się systemu immunologicznego (Tab. 3)( Yin i współaut., 2009). Apoptoza jest związana z zanikiem błon pławnych pomiędzy palcami, z równoczesnym formowaniem się centralnego układu nerwowego, głównie kory mózgowej i połączeń nerwowych, których jest więcej u rozwijających się płodów niż potrzeba do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Tuż po narodzeniu następuje zanik części komórek nerwowych, które nie nawiązały połączeń synaptycznych z innymi komórkami nerwowymi lub pozostałymi komórkami somatycznymi (Yeo i współaut., 2004). Ponadto z udziałem apoptozy przebiega determinacja płci oraz procesy oogenezy i spermatogenezy, zarówno podczas rozwoju prenatalnego jak i postnatalnego. Z udziałem apoptozy tworzone są również nasieniowody i jajowody. Proces apoptozy jest jednym z elementów chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzhaimera, Parkinsona i choroby Huntingtona. Ponadto apoptozę w płucach może indukować dym tytoniowy, a w wątrobie wirus zapalenia wątroby typu B i C (Yin i współaut., 2009). Apoptoza ma szczególne znaczenie w walce z licznymi nowotworami. Wykorzystując substancje chemiczne zarówno te naturalne jak i syntetyczne, które indukują śmierć tych komórek. Z tego też powodu, prowadzi się liczne badania nad procesem apoptozy, co odzwierciedla się w postaci ogromnej ilości danych zawartych w publikacjach naukowych z dziedziny medycyny i nauk pokrewnych (Vermeulen i współaut., 2005; Stępień i współaut., 2007; Yin i współaut., 2009).

 

Nekroza – Nekroptoza

Dotyczy organizmów zwierzęcych i roślinnych. Przez długi czas uważano, że nekroza jest procesem przypadkowym i niekontrolowanym przez wewnętrzne mechanizmy regulacji procesów komórkowych. Jednakże, obecnie wiadomo (McCall, 2010), że w wielu przypadkach jest to proces w pełni programowany. Dlatego też wprowadzono nowe pojęcie dla tego procesu – nekroptoza (Galluzzi i współaut., 2008; Galluzzi i współaut., 2012). Nekroza w niektórych publikacjach była opisywana także jako nielizosomowy (van Doorn
i współaut., 2005) lub nieautolityczny typ śmierci (van Doorn, 2011).

 

Głównymi metabolicznymi przejawami procesu nekrozy u zwierząt i roślin są reaktywne formy tlenu i utrata wewnątrzkomórkowej homeostazy jonów wapniowych, zaburzenia energetyczne w konsekwencji prowadzące do spadku zawartości ATP, które są odpowiedzialne za sygnalizację tego procesu. Wśród tych elementów należy wymienić także kapaliny, katepsyny i ceramidy, które są odpowiedzialne za rozpad organelli komórkowych i błony komórkowej. Kluczowym czynnikiem inicjacji nekrozy są białka współdziałające z serynowo - treoninowymi receptorami (RIP1; ang. Receptor Interacting Proteins) o aktywności kinazowej. W morfologicznym obrazie nekroza u organizmów zwierzęcych przejawia się pęcznieniem komórek i organelli, głównie mitochondriów, wczesnym pęknięciem błony komórkowej, nie obserwuje się natomiast kondensacji chromatyny. Ten rodzaj śmierci komórkowej, w odróżnieniu od apoptozy, uczestniczy nie tylko w procesach rozwojowych i fizjologicznych, ale także w procesach patologicznych, występujących w chorobach neurodegeneracyjnych oraz podczas infekcji, powodując między innymi ekscytotoksyczność w komórkach nerwowych indukowaną przez jeden z transmiterów – glutaminian oraz jony wapnia wywołując jednocześnie stany zapalne w zdrowych komórkach. W procesie nekrozy-nekroptozy nie funkcjonują typowe dla apoptozy szlaki sygnalizacji. Udział nekrozy w niektórych procesach fizjologicznych obserwuje się na przykład podczas owulacji, śmierci chondrocytów i wymianie komórek w jelicie cienkim (Mayhew i współaut., 1999; Yin i współaut., 2009). Proces nekrozy obserwuje się często w połączeniu z innymi typami śmierci komórkowej, na przykład z apoptozą i autofagią, gdzie nasila ona śmierć komórek w chorobie Alzheimera, Parkinsona i Huntingtona. Nekroza jest jednym z typów śmierci komórkowej, na drodze której umierają komórki nerwowe w wyniku działania silnego czynnika mechanicznego lub chemicznego (Yin i współaut., 2009). U organizmów zwierzęcych, innymi przykładami procesów, w których bierze udział nekroza to choroby powstałe w wyniku niedotlenienia, na przykład śmierć komórek mięśnia sercowego, komórek mózgu, dystrofia mięśni szkieletowych, cukrzyca i jako efekt szeregu różnych infekcji (Tab. 3)(McCall, 2010).

 

Nekroza u roślin to zjawisko, które zasadniczo przejawia się w sposób podobny do tego, jaki obserwuje się u organizmów zwierzęcych (pękanie błony komórkowej, pęcznienie organelli i utrata zawartości komórki), z tą jednak różnicą, że komórki roślinne w swojej budowie posiadają ścianę komórkową, która ogranicza możliwość pęcznienia komórki. Ponadto, u organizmów roślinnych w wyniku śmierci nekrotycznej komórek nie występuje stan zapalny, natomiast pozostałości po zdegradowanej komórce są pochłaniane przez sąsiednie komórki. Ten typ śmierci komórkowej jest często skojarzony z reakcją rośliny na środowiskowe czynniki abiotyczne i biotyczne, które są określane mianem reakcji nadwrażliwości. W przypadku działania czynników abiotycznych, nekroza pojawia się w ciągu kilku minut, podczas gdy w przypadku czynników biotycznych może pojawić się po 24 godzinach (van Doorn i współaut., 2011). W związku z tym, jeśli czynnik środowiskowy prowadzi do uszkodzenia komórki, w wyniku którego następuje natychmiastowa jej śmierć (bez uruchomienia programów genetycznych), to taką nekrozę należy rozumieć jako proces klasyczny, czyli nagły i nieprogramowany, tak jak do niedawna rozumiano pojęcie nekrozy (van Doorn i współaut., 2011).

 

Tagi: programowana śmierć komórkowa, apoptoza, nekroza-nekroptoza, autofagia, śmierć apoptozo-podobna, reakcja nadwrażliwości, katastrofa mitotyczna

---

wstecz Podziel się ze znajomymi