Введення
апоптоз смерть старіння патологічний
Апоптоз - фізіологічна смерть клітини, що представляє собою своєрідну генетично запрограмовану самоліквідацію. Термін «апоптоз» в перекладі з грецького означає «опадає». Автори терміна дали таку назву процесу запрограмованої смерті клітин тому, що саме з ним пов'язано осіннє обпадання зів'ялого листя. Крім того, сама назва характеризує процес як фізіологічний, поступовий і абсолютно безболісний. У тварин в Як найбільш яскравий приклад апоптозу, як правило, призводять зникнення хвоста у жаби під час метаморфози з пуголовка в дорослу особину. У міру дорослішання жабеняти хвіст повністю зникає, оскільки його клітини піддаються поступового апоптозу - запрограмованої смерті, і поглинанню деструктировать елементів іншими клітинами. Явище генетично запрограмованої загибелі клітин зустрічається у всіх еукаріотів (організмів, клітини яких мають ядро). Прокаріоти ж (бактерії) мають своєрідний аналог апоптозу. Можна сказати, що даний феномен характерний для всього живого, за винятком таких особливих доклітинних форм життя, як віруси. Апоптозу можуть піддаватися як окремі клітини (як правило, дефектні), так і цілі конгломерати. Останнє особливо характерно для ембріогенезу. Приміром, досліди дослідників довели, що завдяки апоптозу під час ембріогенезу зникають перетинки між пальцями на лапках у курчат. Вчені стверджують, що у людини такі вроджені аномалії, як зрощені пальці на руках і ногах, також виникають внаслідок порушення нормального апоптозу на ранніх стадіях ембріогенезу.
1. Історія відкриття
Вивчення механізмів і значення генетично програмованої клітинної смерті почалося ще в шістдесятих роках минулого століття. Вчених зацікавив той факт, що клітинний склад більшості органів протягом життя організму практично однаковий, а ось життєвий цикл різних типів клітин значно відрізняється. При цьому відбувається постійна заміна багатьох клітин. Таким чином, відносна сталість клітинного складу всіх організмів підтримується динамічною рівновагою двох протилежних процесів - клітинної проліферації (ділення і зростання) і фізіологічного відмирання віджилих клітин. Авторство терміна належить британським ученим - Дж. Керр, Е. Уайлі і А. Керрі, які вперше висунули і обгрунтували концепцію про принципову відмінність фізіологічної смерті клітин (апоптоз), і їх патологічної загибелі (некроз). У 2002 році вчені з кембріджської лабораторії, біологи С. Бреннер, Дж. Салстон і Р. Хорвіц, отримали Нобелівську Премію з фізіології і медицини за розкриття основних механізмів генетичної регуляції розвитку органів і дослідження програмованої клітинної смерті. Сьогодні теорії апоптозу присвячені десятки тисяч наукових робіт, що розкривають основні механізми його розвитку на фізіологічному, генетичному та біохімічному рівнях. Ведеться активний пошук його регуляторів. Особливо великий інтерес представляють дослідження, що дають можливість практичного застосування регуляції апоптозу при лікуванні онкологічних, аутоімунних і нейродистрофических захворювань. В організмі середньостатистичного дорослої людини в результаті апоптозу гине щодня близько 50-70 мільярдів клітин. Для середньостатистичного дитини у віці від 8 до 14 років число клітин, загиблих шляхом апоптозу, становить близько 20-30 мільярдів на день. Сумарна маса клітин, які протягом 1 року життя піддаються руйнуванню, еквівалентна масі тіла людини. При цьому заповнення втрачених клітин забезпечується за рахунок проліферації - збільшення клітинної популяції шляхом ділення.
Апоптоз людського лейкоцита
2. Механізм
Механізм розвитку апоптозу на сьогоднішній день до кінця не вивчений. Доведено, що процес може індукувати малими концентраціями більшості речовин, що викликають некроз. Однак у більшості випадків генетично запрограмована загибель клітин відбувається при надходженні сигналів від молекул - клітинних регуляторів. У біохімічному механізмі апоптозу виділяють 4 основних компоненти: 1) CysAsp-протеази ілм каспаз; 2) так звані «рецептори сертифі» на поверхні клітини; 3) мітохондрії і виходить з них цитохром с і 4) спеціальні про- та антиапоптозних білки. Такі вторинні месенджери, як Са2 +, активні форми кисню (АФК) та оксид азоту (NO), також відіграють важливу роль у апоптозу.
Каспаз (сімейство CysAsp-протеаз) виконують центральну роль у запуску апоптозу. У ссавців сімейство каспаз складається з 14 білків, постійно синтезованих практично у всіх клітинах у вигляді проферментов, що активуються при апоптозу. Вони беруть участь у розвитку запальних процесів, а також, поряд з ефекторними каспазами, в проліферації Т-лімфоцитів, термінальної диференціюванні епітеліальних кл...
