Апоптоза – механизъм

Всяка клетка в човешкия организъм има определена продължителност на живот, която е генетично програмирана. Времето, когато трябва да настъпи клетъчната смърт (апоптоза) е заложено като часовников механизъм на бомба в клетъчното ядро. Епителните клетки от повърхностния слой на стомашната лигавица се подменят на всеки шест часа, епителните клетки на кожата се сменят всеки месец, еритроцитите (червените кръвни клетки) живеят около 120 дни, невроните на главния мозък и сърдечно-мускулните клетки живеят по 60-80 години и умират при смъртта на човека. Тези драстични разлики в продължителността на живота на клетъчните популации на организма навярно имат своето логично обяснение.

Апоптоза  Дълги години в учебниците по обща патология, наред с всепризнатия термин за клетъчна смърт – некроза, съществуваха някои морфологично недобре дефинирани понятия като некробиоза, паранекроза, физиологична некроза. Те отразяваха едновременно коректността и безпомощността на морфолозите, изправени пред особен вид клетъчно умиране, който не се побира в нито една от изброените рамки.

В началото на 70-те години австралийският патолог John Kerr, при работа върху дисертацията си, свързана с вариантите на клетъчна смърт при хепатоцитите, описва морфологично нова форма на клетъчно загиване, различаваща се микроскопски от некрозата. През 1972 г. Kerr, заедно с Wyllie и Currie наименуват процеса апоптоза.  Идеята за името е предложена от James  Cormack, професор по класически гръцки в университета в Абърдийн, изхождайки от древногръцка дума, означаваща падане, окапване. Както пожълтелите листа на едно дърво окапват, така някои клетки в организма умират дискретно, без да пречат на околните. На еволюцията са и трябвали милиони години развитие, за да изработи тази отлична система за елиминиране на непотребните клетки.

През последните години интересът към апоптозата се засили значително поради откриването на нейните генетични и молекулярни механизми,Апоптоза  както и на редица методики за нейното доказване. Оказа се, че тази програмирана клетъчна смърт е феномен, широко застъпен в природата, а у човека няма общопатологичен процес, в който апоптозата да не играе някаква роля. Вече са известни и многобройни болестните единици, където се доказва активно участие на апоптозата. Най-цитираните примери за апоптоза са: елиминирането на клетки при формирането на органите по време на ембрионалното развитие, зависимото от хормоните обратно развитие на млечните жлези и матката след бременност, клетъчната смърт в пролифериращи тъкани, включително туморите , обратното развитие на някои органи при стареене (тимуса), непоправимо ДНК увреждане вследствие радиация, токсични вещества, клетъчно медиирани имунни реакции.

В клетките, които подлежат на апоптоза – програмирана смърт, времето на настъпване на смъртта е заложено като бомба в клетъчното ядро. При настъпване на това време се развиват промени в загиващите клетки, които морфологично се изразяват в следното: в началото се наблюдава натрупването на хроматина (ядрения материал) по протежение на ядрената мембрана. Клетъчните мембрани започват да се свиват и се вгъват навътре. В резултат на това се обособяват т.нар. апоптотични телца. Те винаги съдържат фрагменти от ядрото на загиналата клетка.

Апоптоза  Апоптозата е процес, аналогичен на естествената смърт на организма, обаче:

Апоптозата изисква енергия.

В края на своя живот, стария човек е немощен, слаб. Когато се е появил на този свят, той е бил като батерия, пълна с енергия. През годините тя бавно се е изтощавала, докато в самия край на живота тази жизнена енергия е напълно изчерпана. При апоптотичната клетка нещата стоят точно обратно. Енергията на загиващата клетка изглежда непокътната. Тя има сили да преструктурира своите елементи и размери и накрая да се превърне в миниатюрни копия на клетката, която някога е била. Равносилно би било, ако всеки стар човек, при наближаване на своята смърт, притежава енергията на новородено. С тази жизнерадостна енергичност той би следвало да успее да преобразува себе си в множество бебенца, които да са напълно идентични умалени копия на неговото остаряло тяло.

Нещо подобно на фабулата в „Странният случай с Бенджамин Бътън”!

 

Клетката се разпада на апоптозни телца – мембраноограничени структури съдържащи клетъчни органели.

След време макрофагите почистват тъканите от апоптотичните телца, като ги фагоцитират.

Една от основните функции на макрофагите в организма е аналогична на функцията на хиените и лешоядите в природата. Като милиони микроскопични санитари, те неуморно почистват тъканите и органите от загиналите клетки, като ги изяждат. Макрофагите, заедно с неутрофилните левкоцити са канибалите сред многобройните клетъчни популации на организма.

Прочети повече за канибализъм

Апоптозата се проявява само като загиване на отделни клетки и никога не засяга едновременно цели области от паренхима на органите.

Около апоптозата никога не се развива възпаление, за разлика от некрозата.

 

Сходно