Odporúčaná, 2020

Redakcia Choice

Čo by ste mali vedieť o chlpatých bradavkách
Zachovanie plodnosti: Aké sú možnosti žien?
Čo vedieť o Accutane a Crohnovej

Bunková smrť: Je naše zdravie ohrozené?

Život a smrť buniek v našom tele sú prísne regulované. To je nevyhnutné pre normálnu funkciu a obmedzenie poškodenia. Ale bunková smrť môže mať vedľajšie účinky, a ak to nefunguje, naše zdravie je v stávke.


Keď bunky prasknú a zomrú, ich obsah sa uvoľní a spôsobí zápal.

Každý deň zomrie v našom tele viac ako 50 miliárd buniek. Toto nie sú náhodné udalosti, ale sú súčasťou jemne vyladeného biologického mechanizmu nazývaného programovaná bunková smrť.

Mnohobunkové organizmy, vrátane ľudí, musia udržiavať prísne viečko na počte buniek vo svojom tele. To by bolo jednoduché, ak by sa bunky nikdy nerozdelili, ale niektoré oblasti - napríklad krv, koža a výstelka čreva - neustále produkujú nové bunky.

Bunková smrť zastaví nadmerné a poškodené bunky pred hromadením. Táto rovnováha alebo homeostáza je nevyhnutná na udržanie zdravého organizmu a na prevenciu ochorenia. Je tiež kľúčovým mechanizmom obrany proti patogénom, pretože bunky, ktoré sú infikované baktériami alebo vírusmi, sú týmto spôsobom odstránené.

Za normálnych okolností sú umierajúce bunky recyklované imunitným systémom. Bohužiaľ, programovaná bunková smrť nie je spoľahlivým mechanizmom.

Keď sa veci pokazia, môže to mať katastrofálne následky. Rakovina, autoimunitné stavy a neurodegenerácia sú všetky spojené so zlyhaním normálnej bunkovej smrti a odbúravaním buniek.

Mnohé cesty, jeden výsledok

Existuje niekoľko rôznych spôsobov, ako môže bunka zomrieť. Čokoľvek je v koreňoch bunkovej smrti, mŕtvola, ktorá sa nachádza v tkanive, sa nemôže navždy držať. Tu vstupujeme do sféry fagocytov, ktoré sú špecializovanými bielymi krvami alebo epiteliálnymi bunkami, ktoré sú schopné prehltnúť alebo pohltiť umierajúce bunky.

Fagocyty hliadkujú naše tkanivá na pozore "nájdených" signálov uvoľnených umierajúcimi bunkami a potom ich pohltia, keď sa stretnú so signálmi "jesť". Sú tiež strážcami zápalu a bunková smrť môže byť buď protizápalová alebo protizápalová, čo vedie k rôznym výsledkom.

apoptóza

Apoptóza je najbežnejšou formou bunkovej smrti a označuje sa ako programovaná samovražda.

Počas apoptózy sa bunka rozpadne a zabalí do malých samostatných kúskov, ktoré sa ľahko recyklujú fagocytmi.

Apoptóza sa často rozbieha hromadením stres napríklad poškodená DNA alebo nízky kyslík. To spôsobuje úniky v membránach mitochondrií, ktoré sú elektrárňami, ktoré premieňajú kyslík na energiu v bunke. Akonáhle sú mitochondrie poškodené, bunka je dobre a skutočne na ceste k tomu, aby sa stala mŕtvolou.

Apoptóza môže byť iniciovaná aj vonkajšími spúšťačmi. Tieto aktivujú na bunke tzv. Receptory smrti.

Aby to bolo jednoduché pre hliadkovanie fagocytov, aby sa dostali domov a pohltili apoptotické bunky, uvoľňujú silné signály "find-me" a "eat-me".

nekróza

Hlavným znakom smrti nekrotických buniek je opuch vedúci k prasknutiu bunkovej membrány. To vedie k únikom komponentov z vnútra článku, podobne ako vzduch uniká z pneumatiky s prepichnutím.

Nekróza nastáva v reakcii na vysokú teplotu alebo vysoký tlak. Vedci to nazývajú pasívnou formou nekrózy, pretože nevyžaduje žiadnu špecifickú aktivitu bunky.

Existujú však dve formy nekrózy - nekrózy a pyroptózy - ktoré sú aktívne regulované bunkou a sú teraz rozpoznávané ako špecializované formy programovanej bunkovej smrti.

Ako pri pasívnej nekróze, aj opuch spôsobuje, že bunka praskne. Vo vnútri sa však konajú presne usporiadané sekvencie udalostí.

Existuje niekoľko dôkazov, že nekróza môže byť záložným systémom, ktorý nastáva, keď určité patogény, ktoré môžu inhibovať apoptózu, infikujú bunku.

Predpokladá sa, že tak nekropóza, ako aj pyroptóza aktívne iniciujú zápal, ktorý upozorňuje imunitný systém na infekciu patogénom. Pretože tieto procesy spôsobujú, že bunka praskne, zložky z vnútra bunky sa dostanú do okolitého priestoru. Tieto pôsobia ako signály nebezpečenstva alebo molekulárne vzory spojené s poškodením (DAMP).

Fagocyty a iné imunitné bunky silne reagujú na DAMP tým, že sa odpružia do účinku a spôsobia zápal.

"Táto technika je evolučne neoceniteľným prínosom pre vrodenú imunitu, ktorá kombinuje zabíjanie buniek infikovaných patogénmi a upozorňuje imunitný systém uvoľňovaním DAMP," poznamenali autori nedávneho prehľadu o programovanej smrti buniek.

To je špecifické pre nekropózu a pyropózu a zvyčajne sa nevyskytuje počas apoptózy, v ktorej sú bunkové zložky úhľadne zabalené. Ak však fagocyty rýchlo nevymažú apoptotické bunky, tieto bunky sa môžu zmeniť na nekrotické, čo vedie k zápalu.

autofagie

Za normálnych okolností je autofagia mechanizmom prežitia. V reakcii na hladovanie živín môže bunka získať nevyhnutnú výživu tým, že strávi časť svojho vnútra.

Slúži však aj ako spôsob boja proti bunke stresktoré sa môžu vyskytnúť, keď dôjde k agregácii proteínov alebo k poškodeniu bunkového mechanizmu.

Autofagia umožňuje bunke odstrániť nebezpečenstvo tým, že strávi vinníkov. Vedci sa teraz domnievajú, že samotná autofagia môže spúšťať bunkovú smrť, hoci to môže byť zriedkavá a vysoko špecializovaná udalosť.

Je známe, že autofagia zohráva úlohu, keď sa počas vývoja vytvárajú tkanivá a predpokladá sa, že prispieva k apoptóze aj nekropóze.

Prísna regulácia bunkovej smrti je nevyhnutná na udržanie rovnováhy funkčných buniek v našich tkanivách a na prevenciu infekcie.

Ak je toto poškodené, môže mať vážne následky, ako poukázal nedávny článok o signalizácii bunkovej smrti.

"D eregulácia signálnych dráh, ktoré spúšťajú bunkovú smrť, môže viesť k rozvoju katastrofických ochorení, ako je rakovina a autoimunita (príliš malá bunková smrť), ako aj degeneratívne ochorenia (príliš veľa bunkovej smrti)."

Douglas R. Green, Ph.D., Detská výskumná nemocnica St. Jude's, Memphis, TN

Keď programovaná smrť bunky zlyhá

Rakovinové bunky sú majstri pri obchádzaní nášho imunitného systému a vyhýbaní sa smrti. Keď sa rakovina šíri do vzdialených miest alebo metastázuje, bunky vinníka musia prekonať cesty bunkovej smrti, aby sa predišli ich zániku v procese.

Mnohé druhy rakoviny vyvinuli sofistikované mechanizmy na to, aby to urobili únosom zložiek apoptózy, nekrózy a autofagických signálnych dráh. Deaktiváciou týchto ochorení sa rakovina môže vyhýbať bunkovej smrti, keď sa šíri cez telo.

Anoikis je špecializovaná forma apoptózy, ktorá sa vyskytuje v bunkách, ktoré sa oddelili od svojho normálneho prostredia a nachádzajú sa v novom domove v tele. Toto je rozhodujúce pri prevencii šírenia rakovinových buniek.

Ale rakovina vyvinula šikovné spôsoby, ako zabrániť pomazaniu krátkych smrteľných exkurzií, aby našli nové domovy v našich telách.

Niektoré lieky proti rakovine sa zameriavajú na programovanú smrť buniek, aby sa tieto procesy reaktivovali a zabili rakovinové bunky. Ale cesty bunkovej smrti sa neuskutočňujú v izolácii a aktivácia jedného typu bunkovej smrti nezaručuje, že bunka neprepne na inú cestu, čím sa zabráni terapeutickému účinku.

Okrem rakoviny

Zápalová reakcia na uvoľňovanie DAMPs, ktorá nasleduje po nekropóze a pyropóze, a do určitej miery apoptóze, môže mať okamžité aj dlhodobé následky.

Zápal vyvolaný DAMP môže dosiahnuť aj fagocyty a viesť k všeobecnému alebo systémovému zápalu. To môže viesť k život ohrozujúcej sepsi.

Vedci tiež začali chápať súvislosť medzi nekrotózou a niekoľkými zápalovými ochoreniami, ako je CHOCHP a ateroskleróza. Pyroptóza sa tiež nedávno podieľa na vývoji systémového lupusu.

Predpokladá sa, že bunková smrť pri neurodegeneratívnych ochoreniach - vrátane Alzheimerovej choroby, Parkinsonovej choroby a Huntingtonovej choroby - prebieha prostredníctvom apoptózy poškodených buniek.

Nekropóza je tiež spojená s Huntingtonovou chorobou, ako aj s amyotrofickou laterálnou sklerózou a vedci sa čoraz viac zaoberajú spojením medzi zápalom a neurodegeneráciou.

Na riešenie tejto komplexnej súhry medzi chorobou a programovanou smrťou buniek bude potrebný holistický pohľad na množstvo signalizačných ciest a procesov.

"Crosstalk medzi týmito cestami potenciálne poskytuje početné záložné mechanizmy pre programy bunkovej smrti a mohol by vysvetliť, prečo má inhibícia jedného programu často menšie následky pre organizmus."

Douglas R. Green, Ph.D.

Akonáhle sa objaví úplný obraz, môže byť možné riešiť smrť buniek terapeutickými intervenciami zameranými na prevenciu metastáz rakoviny, nadmerného zápalu a neurodegenerácie. Preto je naprogramovaná bunková smrť normálna a životne dôležitá, ale niekedy sa môže zdať nepríjemná, čo môže viesť k vážnym zdravotným problémom.

Populárne Kategórie

Top