Apoptoza to naturalny proces zachodzący na pewnym etapie życia każdej komórki, polegający na jej zaplanowanej, zaprogramowanej śmierci. W ten sposób możliwe jest utrzymanie prawidłowej homeostazy organizmu. Zjawisko to wykorzystywane jest ponadto do zwalczania infekcji wywołanych patogenami lub przebiegających z tworzeniem się patologicznych komórek (np. komórek nowotworowych).
Na czym polega apoptoza?
Apoptoza jest biologicznym procesem kontrolowanym i regulowanym przez szereg genów i sygnałów biochemicznych. Czuwa nad nim tak naprawdę wiele układów, zwłaszcza układ immunologiczny, układ hormonalny, układ nerwowy. W przeciwieństwie do nekrozy, która jest formą patologicznej śmierci komórkowej, apoptoza jest procesem zaplanowanym i zorganizowanym. Ma niezwykle ważne cele, a kluczowym z nich jest utrzymanie wewnętrznej równowagi organizmu.
Podczas apoptozy komórka ulega typowym zmianom, takim jak kondensacja jądra, fragmentacja DNA, kurczenie się komórki oraz tworzenie ciałek apoptotycznych. Te zaś są w późniejszym czasie eliminowane przez komórki fagocytarne. Co niezwykle charakterystyczne, apoptoza z reguły nie wywołuje reakcji zapalnej w organizmie, co odróżnia ją od nekrozy, bardzo często związanej z procesami zapalnymi. Każdy etap jest regulowany przez rozmaite szlaki sygnalizacyjne, w tym szlak mitochondrialny oraz szlak receptorów śmierci. Zmiany w regulacji apoptozy mogą prowadzić do rozwoju chorób, w tym nowotworów, dlatego tak ważne jest utrzymywanie jej w sprawności.
Przykłady apoptozy
Jeszcze lepiej zrozumieć można cały proces na podstawie konkretnie przedstawionych przykładów. Są nimi m.in.:
- rozwój embrionalny człowieka i innych zwierząt – podczas rozwoju zarodkowego u kręgowców apoptoza ma ogromne znaczenie w kształtowaniu narządów. Przykładowo, w procesie tworzenia palców u dłoni i stóp komórki między nimi umierają, co pozwala na oddzielenie palców, między którymi wcześniej znajdowało się połączenie włóknisto-błoniaste;
- odpowiedź odpornościowa organizmu – komórki układu immunologicznego atakują komórki wirusowe lub bakteryjne, które ulegają śmierci. Pozwala to na zdrowienie organizmu;
- kontrola cyklu komórkowego – u zdrowych osób organizm może łatwo rozpoznawać patologiczne komórki, które wraz z czasem mają tendencję do przeobrażania się w komórki patogenne, np. nowotworowe. Szybko je namierzają i eliminują, przyczyniając się do zachowania dobrego zdrowia.
Apoptoza zachodzi przez całe życie człowieka – od momentu życia płodowego, aż do późnej starości i do śmierci.
Apoptoza – funkcje
Apoptozą nazywa się ważny mechanizm umożliwiający organizmowi usuwanie komórek, które są uszkodzone, zainfekowane, niepotrzebne lub potencjalnie niebezpieczne, np. komórki rakowe. Odgrywa ważną rolę w procesach rozwojowych, takich jak formowanie układów i narządów, eliminacja komórek w nadmiarze oraz w zachowaniu wysokiej odporności. Choć brzmi to nietypowo, to właśnie dzięki zaprogramowanej śmierci komórek organizm jest w stanie rozwijać się i rosnąć, jak również zdrowieć i zachowywać niską podatność na choroby.
Apoptoza a nekroza
Cechy charakterystyczne apoptozy:
- kurczenie się komórki i zmiany w jądrze komórkowym;
- rozpad cytoszkieletu, organelle komórkowe nienaruszone, zachowana ciągłość błony komórkowej, powstają ciałka apoptotyczne;
- DNA cięte na fragmenty o długości od 180 do 200 par zasad;
- brak stanu zapalnego;
- proces czynny, fizjologiczny, dotyczący pojedynczych komórek.
Dla porównania, te same parametry w przypadku nekrozy prezentują się następująco:
- nabrzmienie komórki i perforacja błony komórkowej;
- rozpad komórek przy udziale enzymów lizosomalnych;
- przypadkowe cięcia DNA;
- stan zapalny;
- proces bierny, patologiczny, dotyczący całych grup komórek.
Nie należy również mylić apoptozy z autofagią, choć autofagia zwana jest II typem programowanej śmierci komórek. Pojawia się w momencie niedoboru czynników odżywczych lub uszkodzeń elementów składowych komórki. Kluczową, najistotniejszą z punktu widzenia biologii rolą tego procesu jest podtrzymywanie metabolizmu komórki podczas głodzenia, ochrona przed gromadzeniem uszkodzonych białek lub toksyn podczas działania na komórkę czynników stresowych. Stanowi w związku z tym proces mający na celu utrzymanie komórki przy życiu w warunkach narażenia na niekorzystne czynniki. Autofagię charakteryzuje degradacja składników struktury komórki bezpośrednio w jej wnętrzu.
Polecane produkty:
|
Kolagen naturalny bioalgi
Kolagen do picia to naturalny produkt z opatentowaną formułą Peptiplus® hydrolizowanego kolagenu. Dzięki temu jest bardzo wysokiej wchłanialności. Wzmacnia zęby, kości, ... Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Paduch R., Klatka M., Klatka J., Rodzaje śmierci komórki, Pom J Life Sci 2015, 61, 4, 411–418.
- Szczeklik A., Choroby wewnętrzne, Wydawnictwo Medycyna Praktyczna, Kraków 2006.
