Jenis sel kematian dan ciri-ciri mereka



The kematian sel ia adalah proses pemusnahan komponen selular yang semua organisma hidup menjalani dalam pelbagai peringkat. Dalam semua organisma multiselular mesti ada keseimbangan optimum antara kematian sel dan percambahan mereka.

Kematian sel berlaku oleh dua mekanisme utama: oleh nekrosis atau kematian sel yang tidak disengajakan, dan oleh apoptosis atau kematian sel diprogram. Setiap mekanisme dikaitkan dengan morfologi sel tertentu.

Apoptosis atau kematian sel diprogram terdiri daripada laluan yang sangat dikawal oleh komponen genetik. Seringkali, apabila organisma mengalami keadaan patologi (penyakit degeneratif, misalnya), program apoptosis boleh dilaksanakan dengan tidak betul, mengakibatkan pemusnahan sel yang tidak sesuai.

Kematian sel yang diprogramkan adalah komponen penting dalam laluan pembangunan dan homeostasis (kawalan antara kematian dan percambahan sel) secara umum.

Nekrosis atau kematian sel tidak disengajakan adalah jenis kematian sel kedua. Ia membentangkan perbezaan radikal jika kita bandingkan dengan apoptosis. Fenomena ini berlaku apabila sel-sel terdedah kepada persekitaran yang tidak menyenangkan atau ekstrem, yang mengakibatkan kerosakan pada struktur sel.

Indeks

  • 1 kematian sel yang diprogramkan atau apoptosis
    • 1.1 Perspektif sejarah
    • 1.2 Definisi
    • 1.3 Fungsi
    • 1.4 Ciri-ciri selular apoptosis
    • 1.5 Aspek genetik
    • 1.6 Pengurangan apoptosis
  • 2 Kematian sel yang tidak sengaja atau nekrosis
    • 2.1 Definisi
    • 2.2 Ciri-ciri sel-sel nekrosis
    • 2.3 Mekanisme
  • 3 Perbandingan antara apoptosis dan nekrosis
    • 3.1 Perbezaan
    • 3.2 Bolehkah kita membezakan antara apoptosis dan nekrosis?
  • 4 kematian Cytotoxic
  • 5 Rujukan

Kematian sel diprogramkan atau apoptosis

Perspektif sejarah

Pada tahun 1972 istilah apoptosis telah digunakan untuk kali pertama. Ia muncul dalam kertas saintifik klasik yang ditulis oleh penulis Kerr, Wyllie dan Currie. Untuk Kerr et al., istilah apoptosis menerangkan bentuk morfologi tersendiri bagi kematian sel.

Walaupun ciri-ciri ini telah banyak kali terperinci, penulis ini adalah yang pertama memberi nama kepada fenomena ini.

Definisi

Organisma multiselular terdiri daripada pelbagai sel yang mesti menjalin hubungan antara satu sama lain. Masyarakat harus terus diorganisir dengan ketat, dan ini dicapai dengan mewujudkan pengawasan antara perkembangan sel baru dan penghapusan sel yang sudah ada.

Dengan cara ini, sel-sel yang disebabkan oleh pelbagai sebab tidak lagi memerlukan sejenis molekul "bunuh diri" yang dipanggil apoptosis.

Kematian sel yang diprogramkan adalah fenomena fisiologi biasa. Ia melibatkan penghapusan terkawal sel tertentu. Mekanisme ini adalah penting untuk memastikan tisu dewasa berfungsi dengan betul. Ia juga memainkan peranan dalam perkembangan embrio.

Fungsi

Mengekalkan keseimbangan percambahan

Tujuan utama kematian sel yang diprogramkan adalah menjaga keseimbangan proliferasi sel. Contohnya, dalam tubuh kita hampir 5 x 10 dihapuskan setiap hari11 eritrosit atau sel darah melalui kematian sel.

Melindungi sel

Di samping itu, ia dapat mewujudkan mekanisme perlindungan terhadap sel yang berpotensi mempengaruhi organisme. Dalam kes sel yang menjadi mangsa jangkitan virus, mereka biasanya disingkirkan oleh kematian sel diprogram. Oleh itu, virus tidak dapat terus menyebar di dalam tuan rumah.

Kematian sel yang diprogram bukan sahaja menghapuskan sel-sel yang dijangkiti oleh patogen luar, ia juga mampu membuang sel-sel badan sendiri yang merosakkan bahan genetik. Dalam kes ini, sel-sel yang membawa mutasi yang berbahaya kepada organisma dihapuskan.

Sekiranya perkembangan sel-sel yang tidak normal ini dapat diteruskan dan mekanisme kematian sel tidak bertindak, tumor mungkin muncul dan perkembangan pelbagai jenis kanser.

Menyelaras pembangunan embrio

Kematian sel yang diprogramkan memainkan peranan penting dalam perkembangan embrio. Semasa pembentukan yang sama, mesti dihapuskan beberapa sel yang tidak perlu.

Sebagai contoh, ia bertanggungjawab untuk menghapuskan tisu dalam larva dalam organisma yang menjalani metamorfosis: larva dan amfibia. Di samping itu, beberapa bentuk remaja ditonjolkan dengan membentangkan membran antara jari-jari, ciri-ciri kehidupan akuatik.

Apabila organisma menjadi dewasa, membran ini hilang, kerana sel-sel yang membentuknya menjalani acara kematian sel yang diprogramkan. Secara umum, proses apoptosis membentuk hujung manusia dan tikus: struktur berbentuk sekop akhir dengan angka yang dibentuk dengan baik.

Semasa perkembangan mamalia, kematian sel yang diprogram mengambil bahagian dalam pembentukan sistem saraf. Apabila organisma berkembang, sejumlah sel saraf yang berlebihan dihasilkan, yang kemudiannya dihapuskan oleh kematian sel yang diprogramkan.

Neuron yang berjaya bertahan (hampir 50%) menetapkan hubungan yang betul dengan sel sasaran. Apabila sambungan itu ditubuhkan, rembesan siri faktor pertumbuhan yang membolehkan survival sel bermula, kerana ia menghalang program kematian sel.

Ciri-ciri selular apoptosis

Semasa kematian sel yang diprogramkan, sel tersebut memaparkan fenotip tertentu. Ciri membezakan pertama adalah pemecahan DNA kromosom.

Dalam kejadian ini terjadi pecahnya nukleosom, struktur yang terbentuk oleh DNA dan protein. Dengan pemeluwapan kromatin, nukleus memecah kepingan kecil.

Apabila proses berjalan, sel secara signifikan berkurangan dalam saiz. Akhirnya, sel memecah masuk ke dalam segmen yang dikelilingi oleh membran sel. Setiap keping ini dikenali sebagai badan apoptotik.

Selanjutnya, sel-sel sistem imun yang dipanggil makrofag bertanggungjawab untuk mengenal pasti dan phagocytose ini struktur mati.

Oleh itu, "jenazah" sel yang menderita apoptosis berkesan hilang daripada organisma yang mana ia dimiliki - bertentangan dengan apa yang berlaku apabila sel mati dari kecederaan. Dalam senario terakhir ini, sel-sel membengkak dan akhirnya membubarkan, yang membingungkan kawasan yang dipersoalkan.

Semasa apoptosis, kerosakan mitokondria berlaku, yang dicirikan oleh pembebasan siri molekul yang merangsang mekanisme kematian, seperti cytochrome c, protein Smac / Diablo, antara lain..

Aspek genetik

Pengawasan ketat kematian sel yang terprogram terjadi berkat fungsi berfungsi gen yang berbeda.

Kajian pertama yang berkaitan dengan mekanisme genetik apoptosis telah dijalankan di dalam nematoda Caenorhabditis elegans. Dalam organisma ini, 3 gen yang berkaitan dengan pelaksanaan dan pengawalan keseluruhan proses apoptosis telah dikenalpasti.

Dalam mamalia, gen yang sangat mirip dengan nematod didapati. Atas sebab ini, mereka telah menjadi entiti yang sangat terpelihara sepanjang evolusi.

Ced-3 adalah contoh keluarga yang dibentuk oleh lebih daripada sedozen protease (enzim dalam protein hidrolisis), yang dikenali sebagai caspases.

Dalam kejadian kematian program, caspases menghidrolisis lebih daripada 100 protein yang terdapat dalam sel yang dipersoalkan. Di antara protein putih caspases kita dapati penghambat DNAases, yang menyebabkan pecahan DNA nukleus sel.

Caspases juga bertanggungjawab untuk pecahan kunci nuklear, yang membawa kepada pemecahan nukleus dan sitoskeleton secara umum. Kesan segera dari semua peristiwa degradasi ini adalah pemecahan sel.

Mengeluh apoptosis

Terdapat satu siri rangsangan yang mencetuskan mekanisme apoptosis. Rangsangan ini boleh menjadi fisiologi atau patologi. Menariknya, tidak semua sel merespon dengan cara yang sama untuk rangsangan.

Penyinaran dan ubat-ubatan yang digunakan untuk rawatan kanser (kemoterapi) mengakibatkan apoptosis dari laluan yang dipanggil laluan p53 bergantung.

Beberapa hormon, seperti kortikosteroid - hormon dari kumpulan steroid dan derivatif - boleh membawa kepada laluan apoptosis di beberapa sel. Walau bagaimanapun, kebanyakan sel tidak terjejas oleh kehadiran mereka.

Kematian sel yang tidak sengaja atau nekrosis

Definisi

Kematian sel yang tidak sengaja atau nekrosis berlaku apabila sel-sel terdedah kepada persekitaran yang tidak menyenangkan yang menyebabkan kerosakan serius pada struktur sel.

Faktor-faktor yang menyebabkan trauma termasuk suhu yang sangat tinggi atau sangat rendah, tahap oksigen tidak normal, pendedahan kepada toksin, pendedahan kepada metabolit oksigen reaktif, kekurangan nutrien, tahap pH tidak normal, dan lain-lain..

Keadaan perubatan yang berbeza melibatkan nekrosis, termasuk penyakit neurodegenerative seperti penyakit Alzheimer, penyakit Huntington, penyakit Parkinson, sklerosis lateral amyotrophik dan epilepsi..

Walaupun proses nekrotik terlibat dalam pelbagai keadaan perubatan, mekanisme selepas peristiwa itu belum dijelaskan sepenuhnya. Secara sejarah, nekrosis dianggap sebagai reaksi kacau yang memusnahkan sel.

Walau bagaimanapun, bukti semasa yang diperolehi daripada organisma Caenorhabditis elegans dan Drosophila telah mempersoalkan "dogma" ini.

Jenis-jenis sel yang berbeza yang mengalami nekrosis mempamerkan ciri-ciri sel morfologi yang sangat spesifik sebagai tindak balas kepada lesi, menunjukkan bahawa terdapat program pelaksanaan pusat nekrosis.

Pemadatan lengkap dan terperinci mengenai proses nekrotik boleh mengakibatkan perkembangan metodologi baru untuk mengawal penyakit yang melibatkan kematian sel nekrosis.

Ciri-ciri selular nekrosis

Seperti dalam apoptosis, nekrosis mempunyai ciri morfologi ciri. Di samping itu, ini berbeza dari yang kita perhatikan dalam sel yang mati oleh laluan apoptotik.

Kematian disertai oleh keradangan besar daripada vacuoles sel dalam sitoplasma, proses menggelembung retikulum endoplasma, melepuh dalam sitoplasma, pemeluwapan mitokondria, pengasingan dan pemisahan ribosom, kerosakan membran, lysosomes radang dan patah, antara lain.

Nekrosis ialah "pasif" proses kerana ia tidak memerlukan sintesis protein tambahan, keperluan tenaga yang diperlukan untuk berlaku adalah minimum dan tidak mempunyai peraturan tambahan mekanisme homeostatic.

Mekanisme

Kecederaan dalam sel-sel necrotic boleh diselesaikan oleh dua mekanisme utama: bekalan kuasa gangguan dan kerosakan langsung kepada sel oleh faktor-faktor di atas.

Perbandingan antara apoptosis dan nekrosis

Perbezaan

Kawalan proses: Apabila dibandingkan apoptosis ia adalah satu proses aktif yang sangat dikawal, manakala nekrosis adalah satu proses toksik mana sel adalah mangsa pasif tenaga kematian mod bebas. Seperti yang telah kami katakan, bukti semasa mempersoalkan pengawalan nekrosis.

Lokasi kematian: Secara lazimnya, apoptosis berlaku dalam sel tunggal atau dalam kluster sel kecil, manakala nekrosis terletak dalam sel kontinum.

Keadaan membran plasma: dalam apoptosis, membran sel kekal utuh dan sitoplasma mengekalkan badan apoptosis. Dalam nekrosis, membran plasma rosak dan sitoplasma dilepaskan.

Proses keradangan: dalam apoptosis tiada jenis keradangan yang diperhatikan, manakala inflasi adalah salah satu ciri paling menarik nekrosis. Kehilangan integriti membran dan selular menghantar isyarat chemotactic yang merekrut agen-agen sel yang berkaitan dengan proses keradangan.

Bolehkah anda membezakan antara apoptosis dan nekrosis??

Apakah yang bergantung kepada jika sel mati oleh apoptosis atau oleh nekrosis? Pelbagai faktor terlibat dalam keputusan ini, termasuk sifat isyarat kematian, jenis tisu yang dipersoalkan, keadaan perkembangan organisma, antara lain.

Menggunakan teknik histologi konvensional, tidak mudah membezakan antara tisu yang mati oleh apoptosis atau oleh nekrosis. Keputusan morfologi kematian yang dihasilkan oleh laluan nekrotik dan laluan apoptosis berbeza dalam beberapa aspek dan bertindih dalam yang lain.

Bukti menunjukkan bahawa apoptosis dan nekrosis mewakili ekspresi morfologi laluan biokimia yang dipanggil apoptosis-nekrosis berterusan. Contohnya, dua faktor yang terlibat dalam penukaran laluan apoptosis ke nekrosis: penurunan ketersediaan caspase dan ATP dalam sel.

Kematian sitotoksik

Dalam organisma multiselular terdapat jenis sel tertentu yang termasuk sistem kekebalan tubuh - atau rembesan yang dihasilkan - yang beracun kepada sel-sel lain.

Sel-sel ini bertanggungjawab untuk memulakan laluan yang bertanggungjawab untuk pemusnahan sel sasaran (yang boleh menjadi sel yang dijangkiti oleh patogen atau sel kanser). Walau bagaimanapun, penulis memilih untuk tidak memasukkan mana-mana dua kategori yang disebutkan (nekrosis atau apoptosis), kerana ia tidak berlaku melalui mekanisme tertentu.

Ambil kes spesifik kematian sel yang dimediasi oleh jenis sel yang dipanggil limfosit CD8 T+ sitotoksik Dalam contoh ini, sel menggabungkan aspek kedua-dua kematian sel yang tidak disengajakan dan diprogramkan.

Rujukan

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Biologi sel penting. Sains Garland.
  2. Cooper, G.M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Sel: pendekatan molekul. Washington, DC: tekan ASM.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptosis: kajian semula kematian sel yang diprogramkan. Patologi toksikologi, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2006). Histologi. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., & Tavernarakis, N. (2002). Kematian oleh nekrosis. Bencana yang tidak terkawal, atau ada perintah di belakang kekacauan itu?. Laporan EMBO, 3(7), 604-9.