Запрограмована загибель клітин – невід’ємний процес життєдіяльності будь-якого організму. При порушенні цього процесу розвивається ряд важких захворювань.
Що таке апоптоз?
Апоптоз – клітинна смерть, наступаюча в результаті запрограмованих процесів, що протікають у клітці на молекулярному рівні. При апоптозу клітина ділиться на кілька частин, оточених клітинною мембраною, після чого клітинні фрагменти протягом декількох хвилин (зазвичай, до 90 хвилин) перетравлюються спеціальними імунними клітинами макрофагами.
Явище запрограмованої загибелі клітин властиво всім живим істотам, в тому числі і людині. Щодня в організмі людини гине кілька десятків мільярдів клітин. Знищені клітини надалі змінюються новими клітинами, утвореними за рахунок клітинного поділу (мітозу).
Яка роль апоптозу?
Самоліквідація непотрібних організму клітин – надзвичайно важливий процес для нормальної життєдіяльності будь-якого організму. Однією з головних функцій апоптозу явялется підтримання сталості клітинної популяції. При утворенні нової клітинної популяції (наприклад, деяких імунних клітин) потрібно врахувати, що ряд клітин будуть обов’язково дефектними. Тобто організму необхідно провести клітинну селекцію для збереження тільки тез клітин, які повною мірою будуть справлятися зі своїми функціями. В інших же, дефектних клітинах, запускається програма самознищення.
Апоптоз також відіграє важливу роль при зараженні інфекційними агентами, зокрема вірусними. При попаданні в клітину вірус починає посилено розмножуватися, після чого клітина розривається і мільйони вірусних частинок атакують вже інші клітини. У ході еволюції живі організми навчилися боротися з таким явищем. Так ряд вірусів викликають в клітці ряд змін, які сприймаються, як сигнал до самоліквідації. Таким чином, знищивши інфіковану клітину, організм не дає можливості поширитися вірусу.
Коли апоптоз не працює
У регуляції апоптозу задіяно безліч молекулярних процесів, злагоджена дія яких призводить до загибелі «не бажаних» організму клітин. Однак у силу певних причин, до кінця ще не ясних, відбувається порушення апоптозної регуляції. До збою в системі може привести недостатній синтез апоптозних білків і ферментів, а також вплив специфічних речовин, що призводять до зниження апоптозної активності клітини.
На сьогоднішній день відомо, що одним з регуляторів апоптозу виступає білок р53. При наявності в клітці ряду дефектів, зокрема поломок генетичного матеріалу, білок р53 запускає ланцюжок молекулярних процесів, що призводять до розвитку апоптозу. Мутація білка р53 призводить до неможливості виконання його основної функції – запуску клітинної загибелі.
Запобігти запрограмовану загибель клітин можуть і віруси. Наприклад, в генетичному матеріалі деяких вірусів можуть бути закодовані специфічні білки, які гальмують апоптоз клітини. В інших випадках вірусна інфекція стимулює вироблення противоапоптозних білків самої клітини. Таким чином, вірус вимикає програму апоптозу клітини і може безконтрольно розмножуватися.
Виділяють кілька варіантів порушення апоптозу:
- Надмірний апоптоз – патологічне явище, що призводить до надмірної загибелі клітинної популяції. Спостерігається таке явище при ВІЛ-інфекції, деяких формах гепатиту, хронічної ішемії міокарда, нейродегенеративних і інших захворюваннях.
- Недостатній апоптоз, при якому кількість вмираючих клітин явно менше, ніж кількість новостворених.
- Незавершений апоптоз, при якому не відбувається знищення апоптозних фрагментів клітинами імунної системи.
До чого призводить порушення апоптозу?
На сьогоднішній день відомо, що порушення регуляції апоптозу може привести до ряду імунологічних та пухлинних захворювань. У нормальних умовах в організмі людини проходить жорстка селекція новоутворених імунних клітин, так як деякі з них можуть володіти реактивністю по відношенню до власних клітин організму. Якщо порушується процес самознищення таких імунних клітин, то розвиваються аутоімунні захворювання.
Порушення регуляції апоптозу клітинних популяцій призводить до розвитку ряду пухлинних процесів. Зокрема, доведений той факт, що мутація білка р53 або порушення його синтезу в організмі може призвести до розвитку гормоно-залежної карциноми молочної залози, яєчників і передміхурової залози. Подібні порушення також виявлені і при розвитку лімфом.
Можливість впливу на апоптозну систему є одним з напрямків в пошуку лікарських засобів від раку. Проте в деяких випадках стимуляція апоптозної активності, навпаки – згубна для організму. У цьому зв’язку вчені та медики активно вивчають природу даного явища, сподіваючись у майбутньому отримати інструмент, за допомогою якого можна було б керувати апоптозом.
ЧИТАЙТЕ ТАКОЖ:
МНОЖИННА МІЄЛОМА