Apoptoza: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
→Faza sygnałów wstępnych: drobne redakcyjne |
poprawa przypisów |
||
Linia 5:
'''Apoptoza''' (z ''[[język grecki|gr.]]'' w tłumaczeniu dosłownym ''opadanie liści'') – naturalny proces zaprogramowanej [[śmierć komórki|śmierci komórki]] w [[organizm wielokomórkowy|organizmie wielokomórkowym]]. Dzięki temu mechanizmowi z organizmu usuwane są zużyte lub uszkodzone [[Komórka|komórki]].
Apoptozę można przyrównać do zaplanowanego, kontrolowanego [[samobójstwo|samobójstwa]] komórki, mającego na celu dobro całego [[organizm]]u. W odróżnieniu od [[Martwica|martwicy]] (określanej także mianem [[Martwica|nekrozy]]), gdzie dochodzi do uszkodzenia jakimś zewnętrznym czynnikiem, apoptoza jest zjawiskiem naturalnym w rozwoju i życiu organizmów; mimo tego wykazano, że niektóre [[patogen]]y mogą wpływać na indukcję tego procesu, dotyczy to głównie [[Wirusy|wirusów]], a także niektórych [[Bakterie|bakterii]] takich jak np. ''[[Helicobacter pylori]]''. Metaforyczny termin apoptoza odnoszący się do tego zjawiska wprowadzono w
[[Laureaci Nagrody Nobla w dziedzinie fizjologii lub medycyny|Nagrody Nobla z fizjologii lub medycyny]] w roku
genetycznej regulacji organogenezy i zaprogramowanej śmierci komórki.
Linia 22:
* działalność niektórych patogenów (głównie [[Wirusy|wirusów]]),
* wolne rodniki;
* w niektórych przypadkach jony [[kadm]]u (Cd<sup>2+</sup>)<ref>{{otwarty dostęp}} {{Cytuj pismo|autor=Yuan Yan, Jian Chun Bian, Liu Xue Zhong, Ying Zhang, Ya Sun|tytuł=Oxidative stress and apoptotic changes of rat cerebral cortical neurons exposed to cadmium in vitro|czasopismo=Biomedical and environmental sciences: BES|data=2012
Przekazanie sygnału odbywa się drogą zewnątrzpochodną lub drogą wewnątrzpochodną:
* '''Droga zewnątrzpochodna''' - sygnał o śmierci komórki jest pochodzenia zewnątrzkomórkowego i jest przekazywany na receptory śmierci zlokalizowane na błonie komórkowej. Dotąd zlokalizowano przynajmniej osiem białek należących do rodziny receptorów śmierci, które zaszeregowano do odpowiednich rodzin białek<ref name="Sessler">
▲Sessler T, Healy S, Samali A, Szegezdi E., Apoptosis Research Centre, National University of Ireland, Galway, Ireland.</ref>. Są to rodzina białek p75NTR (receptor ektodysplazyny A, receptor śmierci 6 (DR6) i receptor neutrofiny p75 (NTR)); rodzina receptora czynnika martwicy nowotworów 1 (TNFR1 i receptor śmierci 3 (DR3)), rodzina receptora CD95 (CD95/FAS) i rodzina receptora dla liganda powiązanego z czynnikiem martwicy nowotworów, wywołującego apoptozę (TNF-related apoptosis-inducing ligand receptor; TRAILR) i należą tu dwa receptory TRAILR1 i TRAILR2. Przykłady transmisji sygnału śmierci odpowiednio dla ''receptora CD95/FAS'' oraz ''TNFR1'':
# Limfocyt T cytotoksyczny może wykryć patologiczne zmiany w błonie komórki (np. [[epitop]]y receptorów wirusowych na błonie komórkowej, duży odsetek fosfatydyloseryny w zewnętrznej monowarstwie błony komórkowej) i parakrynnie zasygnalizować jej śmierć, wytwarzając '''FasL (Fas-ligand)'''. Cytokina ta łączy się z komórką przeznaczoną do apoptozy za pośrednictwem zewnątrzkomórkowej domeny '''receptora Fas, FASR''', który zawiera również domenę transbłonową (kotwiczącą receptor) i domenę cytoplazmatyczną, zwaną domeną śmierci '''FADD (Fas Associated Death Domain)''' o charakterze wykonawczym, która przekazuje sygnał do białek cytoplazmy, kontrolujących fazę kontrolno-decyzyjną.
# '''Cytokina TNFα''', będąca mediatorem zapalenia, może połączyć się z komórką przeznaczoną do apoptozy za pośrednictwem domeny zewnątrzkomórkowej '''receptora TNFα, TNFR1''', który po połączeniu z sygnałem przyłącza do swojej cytoplazmatycznej domeny śmierci '''białko adaptorowe TRADD'''.
Linia 36 ⟶ 35:
! Receptor śmierci !! Ligand !! Charakterystyka funkcji receptora
|-
| CD95/FasR/Apo1/TNFRSF6 || FasL || Występuje na limfocytach B i T, uczestniczy w dojrzewaniu limfocytów B w centrach germinalnych przez negatywną selekcję klonów autoagresywnych, indukowany białkiem ''tat'' wirusa HIV, zarażone limfocyty B wirusem EBV mają zwiększoną ekspresję receptora, po aktywacji receptora tworzy się death-inducting signaling complex (DISC) zawierający białka adaptorowe. Obniżenie ekspresji receptora i liganda często występują w komórkach nowotworowych jako próba ewazji układu immunologicznego<ref name="Peter">{{Cytuj pismo | nazwisko = Peter | imię = ME
|-
| TNFR1/TNFRSF1A/CD120a, TNFR2 || TNFα, TNFβ || Zlokalizowany w raftach lipidowych błony komórkowej wielu komórek, a także w błonach trans aparatu Golgiego, aktywuje transkrypcję czynnika NF-κB<ref name="cellsignal">
|-
| DR3/Apo3/TNFRSF25/TNFRSF12 || Apo3L/TWEAK || Występuje głównie w tkance limfoidalnej i pełni rolę homeostatyczną. Aktywuje transkrypcję czynnika NF-κB, aktywuje apoptozę. Badania na myszach sugerują usuwanie samoreaktywnych limfocytów T w grasicy<ref name="Slebioda">{{otwarty dostęp}} {{Cytuj pismo | nazwisko = Slebioda | imię = TJ
|-
| DR4/TRAIL-R1/TNFRSF10A/CD261/Apo2 || Apo2L/TRAIL/TNFSF10 || Białko adaptorowe FADD/MORT1 przyłącza się do domeny cytoplazmatycznej receptora i przyłącza kaspazę 8 tworząc DISC, który aktywuje transkrypcję czynnika NF-κB, przekazującego sygnał o apoptozie. Chociaż receptor znajduje się na zmienionych i niezmienionych komórkach, aktywacja szlaku apoptozy dotyczy tylko uszkodzonych komórek.
|-
| KILLER/DR5/TRAIL-R2/TNFRSF10B/CD262 || Apo2L/TRAIL/TNFSF10 || Sygnał inicjacji apoptozy przebiega tak jak w przypadku TRAIL-R1<ref name="Schneider">{{otwarty dostęp}} {{Cytuj pismo | nazwisko = Schneider | imię = P
|-
| EDAR-A1 || Ektodysplazyna A1 || Receptor bierze udział w morfogenezie w centrach sygnalnych. Aktiwina<ref name="Koppinen">{{Cytuj pismo | nazwisko = Koppinen | imię = P
|-
| DR6/TNFRSF21 || [[Receptor sierocy]] || Receptor posiada motywy bogate w cysteinę oraz cytoplazmatyczną domenę śmierci, która wchodzi w interakcję z adaptorowym białkiem TRADD. Indukuje aktywację zarówno NF-κB oraz JNK i wywołuje apoptozę. Badania na myszach dowiodły, że receptor pełni ważną rolę regulatorową w aktywacji limfocytów T i zaangażowany jest w procesy zapalne i immunoregulację. Receptor występuje powszechnie a jego duża ekspresja występuje w narządach limfatycznych, sercu, mózgu i trzustce. Komórki nowotworowe charakteryzują się nadekspresją DR6 i podwyższonym poziomem białek antyapoptycznych<ref name="Klíma">{{otwarty dostęp}} {{Cytuj pismo | nazwisko = Klíma | imię = M
|-
| NGFR/p75(NTR) || BDNF, NGF, Neurotrofina 3 i 4 (NT3, NT4) || Występują dwa typy receptora NTR - o dużym powinowactwie oraz o małym powinowactwie (receptor śmierci). Receptor śmierci przyłącza cztery typy neurotrofin z niskim powinowactwem. Badania wykazały, że receptor działa jako molekularny przełącznik sygnałów, który przestawia komórkę na przeżycie lub śmierć w trzech krokach. W pierwszym kroku, pro-nerve growth factor (prNGF) włącza apoptozę przez silne powinowactwo wiązania do p75(NTR), podczas gdy NGF indukuje przeżycie neuronu przez wiązanie o niskim powinowactwie. W drugim kroku, p75NTR przekazuje sygnał śmierci komórki przez połączenie z koreceptorem sortiliną, podczas gdy ten promuje przeżycie komórki w kompleksie z proNGF. Ostatni krok to uwolnienie wewnątrzkomórkowej domeny krótkiego fragmentu p75(NTR), inicjującego apoptozę<ref name="Deponti">{{otwarty dostęp}} {{Cytuj pismo | nazwisko = Deponti | imię = D
|}
Linia 64 ⟶ 63:
* '''Szlak zewnątrzpochodny''' - ufosforylowane '''białko adaptorowe FADD''' przyłącza '''kaspazę-8''', która jest białkiem inicjatorowym, formując w ten sposób kompleks sygnału indukującego śmierć '''death-inducing signal complex (DISC)'''. Po przyłączeniu kaspaza-8 zostaje aktywowana i zdolna jest do bezpośredniej aktywacji '''kaspazy-3''' (kaspazy wykonawczej). Aktywna kaspaza-8 może również przyciąć białko '''BID''' tworząc białko '''tBID''', które działa jako sygnał dla błony mitochondrialnej, umożliwiający uwolnienie '''cytochromu C''' szlaku wewnątrzpochodnego.
* '''Szlak wewnątrzpochodny''' - może być zainicjowany stresem komórkowym, szczególnie stresem mitochondrialnym spowodowanym przez czynniki takie jak uszkodzenie DNA czy szok cieplny. Po otrzymaniu sygnału czynnika inicjatorowego białka proapoptotyczne cytoplazmy '''BID''' i '''BAX''' wbudowują się w ''wewnętrzną błonę'' mitochondrium tworząc pory i następuje uwolnienie zawartości z matriks mitochondrialnego. Aby jednak doszło do całkowitego uwolnienia '''cytochromu C''' z przestrzeni międzybłonowej mitochondrium konieczne jest powiększenie porów ''zewnętrznej błony'' mitochondrium. W proces ten włącza się również białko proapoptotyczne pochodzące z matriks mitochondrium - białko proapoptotyczne '''BAK'''<ref name="Moldoveanu">{{otwarty dostęp}} {{Cytuj pismo | nazwisko = Moldoveanu | imię = T
Cytotoksyczne zabijanie komórek przez limfocyty Tc polega na utworzeniu w docelowej błonie komórkowej porów zbudowanych z perforyn. Następnie przez tak utworzone pory do cytoplazmy komórki uwalniane są granzymy B aktywujące szlak kaspaz, a także uwalniają się jony wapnia stymulujące apoptozę.
Linia 116 ⟶ 115:
== Apoptoza o podłożu patogennym ==
Apoptoza może występować obok martwicy w wielu stanach patologicznych:
* Zawał serca - niedokrwienie mięśnia sercowego, prowadzi do spadku dystrybucji tlenu, spadku produkcji ATP i do upośledzenia katalitycznego usuwania wolnych rodników (przez enzymy: katalazę, dysmutazę ponadtlenkową). Stan ten prowadzi do martwicy skrzepowej. Reperfuzja obszaru niedokrwiennego prowadzi do znacznego napływu tlenu i masowej produkcji wolnych rodników (reaktywnych form tlenu). Produkcja wolnych rodników przebiega przede wszystkim w mitochondrialnym łańcuchu oddechowym w kompleksie III i peroksysomy, gdzie działa oksydaza ksantynowa oraz obecny jest łańcuch transportu elektronów, w skład którego wchodzą reduktaza NADH i cytochrom b5<ref name="Inoue">{{Cytuj pismo | nazwisko = Inoue | imię = M.
* Efekt widza w radioterapii - to uszkodzenie i apoptoza komórki, która nie została bezpośrednio napromieniowana przez promieniowanie jonizujące, ale sąsiaduje z napromieniowaną komórką. Następuje zmiana struktury błon komórkowych napromieniowanych komórek, a następnie przeniesienie sygnału apoptotycznego na sąsiednie komórki (transmiterem jest tlenek azotu).
* Wirus HIV powoduje apoptozę [[Limfocyty T|limfocytów T]].
|