Dödscellstyper och deras egenskaper



den celldöd Det är processen att förstöra de cellulära komponenterna som alla levande organismer genomgår i olika steg. I alla multicellulära organismer måste det finnas en optimal balans mellan celldöd och proliferation av dem.

Celldöd uppstår genom två huvudmekanismer: genom nekros eller oavsiktlig celldöd, och genom apoptos eller programmerad celldöd. Varje mekanism tillskrivs en särskild cellmorfologi.

Apoptos eller programmerad celldöd innefattar en starkt reglerad bana genom genetiska komponenter. Ofta, när organismen upplever patologiska tillstånd (degenerativa sjukdomar, till exempel) kan det apoptotiska programmet implementeras felaktigt, vilket resulterar i otillbörlig cellförstöring.

Programmerad celldöd är en viktig del av utvecklingsvägarna och homeostasen (kontroll mellan död och cellproliferation) i allmänhet.

Nekros eller oavsiktlig celldöd är den andra typen av celldöd. Det presenterar radikala skillnader om vi jämför det med apoptos. Detta fenomen uppstår när celler utsätts för en ogynnsam eller extrem miljö, vilket leder till skador på cellstrukturer.

index

  • 1 programmerad celldöd eller apoptos
    • 1.1 Historiskt perspektiv
    • 1.2 Definition
    • 1.3 Funktioner
    • 1.4 Cellulära egenskaper hos apoptos
    • 1.5 Genetiska aspekter
    • 1.6 Unchaining av apoptos
  • 2 oavsiktlig celldöd eller nekros
    • 2.1 Definition
    • 2.2 Cellulära egenskaper hos nekros
    • 2.3 Mekanismer
  • 3 Jämförelse mellan apoptos och nekros
    • 3.1 Skillnader
    • 3.2 Kan vi skilja mellan apoptos och nekros?
  • 4 Cytotoxisk död
  • 5 referenser

Programmerad celldöd eller apoptos

Historiskt perspektiv

År 1972 användes termen apoptos för första gången. Det framträdde i ett klassiskt vetenskapligt papper skrivet av författare Kerr, Wyllie och Currie. För Kerr et al., termen apoptos beskriver en särskiljande morfologisk form av celldöd.

Även om dessa funktioner redan hade beskrivits flera gånger, är dessa författare de första som ger namnet på fenomenet.

definition

En multicellulär organism består av flera celler som måste upprätta förbindelser med varandra. Gemenskapen måste hållas strikt organiserad, och detta uppnås genom att upprätta en kontroll mellan proliferationen av nya celler och eliminering av de celler som redan finns närvarande.

På så sätt upplever celler som av flera orsaker inte längre behövs en typ av molekylär "självmord" som kallas apoptos.

Den programmerade celldöd är ett normalt fysiologiskt fenomen. Det innefattar kontrollerad eliminering av vissa celler. Denna mekanism är avgörande för att vuxna vävnader ska fungera korrekt. Det spelar också en roll i utvecklingen av embryot.

funktioner

Bibehålla balansen mellan proliferation

Huvudsyftet med programmerad celldöd är att bibehålla balansen mellan cellproliferation. Till exempel elimineras i vår kropp nästan 5 x 10 dagligen11 erytrocyter eller blodceller genom celldöd.

Skydda celler

Dessutom tillåter det att etablera en skyddsmekanism mot celler som potentiellt kan påverka organismen. När det gäller celler som har blivit offer för en virusinfektion elimineras de vanligtvis genom programmerad celldöd. Sålunda kan viruset inte fortsätta att sprida sig inuti värden.

Den programmerade celldöd eliminerar inte bara celler infekterade av externa patogener, det kan också kassera kroppens egna celler som skadar det genetiska materialet. I detta fall elimineras cellerna som bär mutationer som är skadliga för organismen.

I de fall där utvecklingen av dessa abnorma celler kan fortsätta och mekanismerna för celldöd inte verkar kan tumörer uppträda och utvecklingen av olika typer av cancer.

Koordinera embryotillväxten

Programmerad celldöd spelar en avgörande roll för utvecklingen av ett embryo. Under bildandet av samma måste elimineras flera celler som är onödiga.

Det är till exempel ansvarigt för att eliminera vävnader i larver i organismer som genomgår metamorfos: larver och amfibier. Dessutom karaktäriseras några ungdomsformer genom att presentera membran mellan fingrarna som är karakteristiska för vattenlevande liv.

När organismen blir en vuxen försvinner dessa membraner, eftersom cellerna som komponerar det genomgår en programmerad celldödshändelse. Generellt bildar processen av apoptos extremiteterna hos människor och möss: skovelformade strukturer slutar med välformade siffror.

Under utvecklingen av däggdjur deltar programmerad celldöd i bildandet av nervsystemet. När organismen utvecklas produceras ett alltför stort antal nervceller, som därefter elimineras genom programmerad celldöd.

De neuroner som lyckas överleva (nära 50%) etablerar korrekta kontakter med målcellerna. När anslutningen är etablerad börjar utsöndringen av en serie tillväxtfaktorer som tillåter cellöverlevnad, eftersom den hämmar celldödsprogrammet.

Cellulära egenskaper hos apoptos

Under programmerad celldöd uppvisar cellen en särskild fenotyp. Det första utmärkande särdraget är fragmenteringen av kromosomalt DNA.

I detta fall uppstår brytningen av nukleosomer, strukturer bildade av DNA och proteiner. Med kondensationen av kromatinet bryts kärnan i små bitar.

När processen fortskrider, minskar cellen signifikant i storlek. I slutet bryts cellen i flera segment omgivna av ett cellmembran. Var och en av dessa delar är känd som apoptotiska kroppar.

Därefter ansvarar celler i immunsystemet som kallas makrofager för att känna igen och fagocytosera dessa döende strukturer.

Således försvinner "kroppens" kropp som lider av apoptos effektivt från organismen som den tillhörde - i motsats till vad som händer när cellen dör av en skada. I det här sista scenet sväller cellerna och slutligen lyser, och inflammerar området i fråga.

Under apoptos inträffar mitokondriell skada, som kännetecknas av frigöringen av en serie av molekyler som stimulerar mekanismen för död, såsom cytokrom c, Smac / Diablo proteiner, etc..

Genetiska aspekter

Den strikta reglering av programmerad celldöd uppstår tack vare den orkestrerade funktionen hos olika gener.

De första studierna relaterade till den genetiska mekanismen för apoptos utfördes i nematoden Caenorhabditis elegans. I denna organism identifierades 3 gener relaterade till utförandet och reglering av hela apoptotiska processen.

I däggdjur hittades gener som liknar dem av nematoden. Av denna anledning har de varit mycket konserverade enheter under hela evolutionen.

Ced-3 är exemplet på en familj som bildas av mer än ett dussin proteaser (enzymer i hydrolysproteiner), kända som caspaser.

Vid händelse av programmerad död hydrolyserar caspaser mer än 100 proteiner som finns i cellen i fråga. Bland caspaserna vita proteiner finner vi DNA-hämmarna, som orsakar nedbrytningen av DNA-kärnan i cellkärnan.

Caspaser är också ansvariga för kärnskiktets kross, vilket leder till fragmentering av kärnan och cytoskeletten i allmänhet. De omedelbara följderna av alla dessa nedbrytningshändelser är fragmenteringen av cellen.

Unchaining av apoptos

Det finns en serie stimuli som utlöser apoptotiska mekanismer. Dessa stimuli kan vara fysiologiska eller patologiska. Intressant är att inte alla celler svarar på samma sätt som stimuli.

Bestrålning och läkemedel som används för cancerbehandlingar (kemoterapi) resulterar i apoptos från en väg kallad p53-beroende vägen.

Vissa hormoner, som kortikosteroider - hormoner från gruppen av steroider och derivat - kan leda till den apoptotiska vägen i vissa celler. De flesta celler påverkas emellertid inte av deras närvaro.

Olycklig celldöd eller nekros

definition

Olycklig celldöd eller nekros uppstår när celler utsätts för en ogynnsam miljö som orsakar allvarliga skador på cellstrukturer.

Dessa faktorer som orsakar trauma inkluderar mycket höga eller mycket låga temperaturer, onormala nivåer av syre, exponering för toxiner, exponering för syre reaktiva metaboliter, näringsämnen deprivation, onormala pH-nivåer, bland annat.

Nekros som omfattar olika medicinska tillstånd, inkluderande neurodegenerativa sjukdomar såsom Alzheimers sjukdom, Huntingtons sjukdom, Parkinsons sjukdom, amyotrofisk lateral skleros och epilepsi.

Även om den nekrotiska processen är inblandad i olika medicinska tillstånd har mekanismen efter händelsen inte blivit fullständigt upplyst. Historiskt har nekros betraktats helt enkelt som kaotiska reaktioner som förstör cellen.

Emellertid de nuvarande bevis som erhållits från organismerna Caenorhabditis elegans och Drosophila har ifrågasatt denna "dogma".

Olika celltyper genomgår nekros uppvisar mycket specifika morfologiska egenskaper som svar på cellulär skada, vilket tyder på att det finns en programkörning central nekros.

Den fullständiga och detaljerade komprimeringen av den nekrotiska processen kan resultera i utveckling av nya metoder för att kontrollera sjukdomar som involverar nekrotisk celldöd.

Cellulära egenskaper hos nekros

Liksom vid apoptos har nekros karakteristiska morfologiska egenskaper. Dessutom är dessa helt annorlunda än de vi observerar i en cell som dör via den apoptotiska vägen.

Döden åtföljs av signifikant inflammation hos cell vakuoler i cytoplasman, uttänjning av det endoplasmatiska retiklet, blåsbildning i cytoplasman, kondensation av mitokondrierna, disaggregering och avlossning av ribosomer, uppdelning av membran, lysosomer inflammerad och bruten, bland andra.

Nekros är en "passiv" process, eftersom det inte kräver syntes av ytterligare proteiner, är det energibehov som behövs för att vara minimal och det har ingen homeostatisk mekanism för ytterligare reglering.

mekanismer

De lesioner som orsakas i en nekrotisk cell kan förmedlas av två huvudmekanismer: störningen av energiförsörjningen och den direkta skada på cellen på grund av de ovan nämnda faktorerna.

Jämförelse mellan apoptos och nekros

skillnader

Processkontroll: Jämförelsevis apoptos det är en mycket kontrollerad aktiv process, medan nekros är en giftig process varvid cellen är en passiv offer för en mod oberoende död energi. Som vi nämnde har de aktuella bevisen ifrågasatt icke-regleringen av nekros.

Dödsställe: Normalt förekommer apoptos i en enda cell eller i ett litet cellkluster, medan nekros ligger i ett kontinuum av celler.

Plasmamembran tillstånd: vid apoptos förblir cellmembran intakt och cytoplasman behåller apoptotiska kroppar. I nekros bryts plasmamembranet ned och cytoplasman frisätts.

Inflammatoriska processer: i apoptos observeras ingen typ av inflammation, medan inflationen är en av de mest slående egenskaperna hos nekros. Förlusten av membran och cellulär integritet skickar kemotaktiska signaler som rekryterar cellulära medel relaterade till inflammatorisk process.

Kan du skilja mellan apoptos och nekros?

Vad beror det på om en cell dör av apoptos eller genom nekros? En mängd faktorer är inblandade i detta beslut, inklusive dödsignalens natur, typen av vävnad i fråga, organismens utvecklingsstadium, bland andra.

Med hjälp av konventionella histologitekniker är det inte lätt att skilja mellan en vävnad som dör genom apoptos eller genom nekros. De morfologiska resultaten av döden som produceras av den nekrotiska vägen och den apoptotiska vägen skiljer sig åt i flera aspekter och överlappar varandra.

Beviset indikerar att apoptos och nekros representerar ett morfologiskt uttryck för en gemensam biokemisk väg kallad kontinuerlig apoptos-nekros. Till exempel deltar två faktorer i omvandlingen av apoptosvägen till nekros: minskning av tillgängligheten av caspaser och ATP i cellen.

Cytotoxisk död

I multicellulära organismer finns specifika typer av celler som tillhör immunsystemet - eller de sekret som de producerar - som är giftiga för andra celler.

Dessa celler ansvarar för att initiera vägar som är ansvariga för förstörelsen av målceller (som kan vara en cell infekterad av en patogen eller en cancercell). Författarna föredrar emellertid att inte inkludera någon av de två nämnda kategorierna (nekros eller apoptos) eftersom det inte sker genom en specifik mekanism.

Ta det specifika fallet med celldöd som förmedlas av en celltyp som kallas CD8 T-lymfocyter+ Cytotoxiska. I detta exempel kombinerar cellen aspekter av både oavsiktlig och programmerad celldöd.

referenser

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A. D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Väsentlig cellbiologi. Garland Science.
  2. Cooper, G. M., Hausman, R. E., & Hausman, R. E. (2000). Cellen: en molekylär tillvägagångssätt. Washington, DC: ASM press.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptos: en granskning av programmerad celldöd. Toxikologisk patologi, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M.H., & Pawlina, W. (2006). histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., & Tavernarakis, N. (2002). Död genom nekros. Okontrollerbar katastrof, eller finns det ordning bakom kaoset?. EMBO rapporter, 3(7), 604-9.