Сравнительная характеристика некроза и апоптоза

Некроз и апоптоз являются разновидностями смерти клеток в живом организме.

Отличия апоптоза от некроза связаны с различиями в их распространённости, генетическими, биохимическими, морфологическими и клиническими проявлениями. Существенным отличием апоптоза от некроза является то, что апоптоз распостраняется всегда только на отдельные клетки или их группы, в то время как некроз может захватывать территорию начиная от части клетки до целого органа.

Апоптоз возникает в клетках при определённых генетических перестройках, которые во многом ещё недостаточно изучены. При апоптозе усиливается экспрессия генов, контролирующих пролиферацию и дифференцировку клеток из группы клеточных онкогенов (c-fos, c-myc, c-bcl-2) и антионкогенов (p53). Активация клеточных онкогенов должна вести к усилению пролиферации клеток, однако при одновременной активации антионкогена р53 наступает апоптоз. Описанные взаимоотношения между генами демонстрируют возможность координации процессов пролиферации и гибели клеток, заложенной в генетическом аппарате клеток. В связи с тем, что взаимодействия между генами осуществляется посредством их белковых продуктов, в момент апоптоза в клетке усиливается белковый синтез. Ингибирование этого синтеза может предотвращать апоптоз.

Биохимические отличия апопотоза от некроза

В отличие от некроза разрушение ядра при апоптозе происходит с участием специальных кальций/магний-зависимых эндонуклеаз, расщепляющих молекулы ДНК в участках между нуклеосомами, что приводит к формированию однотипных по размерам фрагментов ДНК, что имеет и своё морфологическое выражение в виде особой структуры хроматина. В цитоплазме клетки, подвергшейся апоптозу никогда не наблюдается активации гидролитических ферментов, как это бывает при некрозе. Напротив, все органеллы долгое время остаются сохранными и подвергаются конденсации, что связывает с процессами сшивания белковых молекул трансглютаминазами, а также обезвоживания клеток за счёт действия особых селективных ферментных транспортных систем,регулирующих обмен ионов калия, натрия, хлора и воды. Морфологические отличия апоптоза от некроза касаются в основном ультраструктурных перестроек и наиболее достоверно выявляются специальными мофологическими методами.

Нарушения регуляции апоптоза в патологии и его клиническое значение

Нарушение регуляции апоптоза приводит к возникновению дисбаланса между процессами митоза и гибели клеток в тканях, что воздействует на тканевой гомеостаз и обнаруживается при многих заболеваниях. Выделяют чререзмерный, недостаточный, незавершённый апоптоз.

● Чрезмерный апоптоз. Приводит к чрезмерной клеточной гибели (ВИЧ-инфекция, фульминантные формы гепатитов В и С) или к атрофии (нейродегенеративные заболевания, хроническая ишемия миокарда).

● Недостаточный апоптоз по отношению к уровню пролиферативных процессов. Наблюдается при гиперпластических процессах, опухолевом росте, аутоиммунных болезнях. Снижение уровня апоптоза в тканях способствует выживанию мутированных клеток и может способствовать развитию опухолей, что наблюдается при мутациях p53 и в гормонально-зависимых карциномах молочной железы, предстательной железы и яичника. Недостаточный апоптоз «запрещённых» клонов активированных по каким-либо причинам B-лимфоцитов, продуцирующих аутоантитела, может приводить к развитию аутоиммунных болезней.

● Незавершённый апоптоз в связи с отсутствием фагоцитоза апоптозных телец. Наблюдается при раке лёгкого. Незавершённый характер апоптоза, без последующего фагоцитоза апоптозных телец, можно считать проявлением его патологии при опухолевом росте. Незавершённый апоптоз может являться мощным источником митогенетических факторов, стимулирующих пролиферацию живых опухолевых клеток. Таким образом, можно предположить, что незавершённый апоптоз в раке лёгкого с последующим аутолизом апоптозных телец может ещё в большей степени стимулировать рост опухоли.

Значение апоптоза для клиники велико, поскольку его развитие связано с большинством общепатологических процессов. Особое значение апоптоз имеет для появления атрофии, иммунопатологических процессов, воспаления и опухолевого роста. Примером апоптоза в условиях патологии могут служить процессы атрофии паренхимы органов после обтурации выводных протоков (атрофия поджелудочной и околоушной слюнной желёз) или мочеточников (атрофия почек при гидронефрозе). Апоптоз может развиваться при повреждающем действии вирусов на клетки. Например, при вирусных гепатитах отмечается апоптоз гепатоцитов — тельца Каунсильмена. Апоптоз клеток воспалительного инфильтрата наблюдается в очагах иммунного (лимфоциты) и гнойного (полиморфноядерные лейкоциты) воспаления. Гибель B- и T-лимфоцитов, а также смерть клеток-мишеней в ходе реакций клеточного иммунитета и отторжения трансплантата также происходит путём апоптоза. Апоптоз развивается в корковых клетках тимуса при воздействии кортикостероидных гормонов и формировании имуннологической толерантности. Большое значение апоптоз имеет при опухолевом росте и может быть искусственно усилен химиотерапевтическими и лучевыми воздействиями на опухоль.

ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ГИБЕЛИ КЛЕТОК

СМЕРТЬ КЛЕТОК ПРИ ИШЕМИИ

Ишемия — снижение или полное прекращение кровообращения в органах. В зависимости от степени выраженности и продолжительности она вызывает развитие разных вариантов смерти клеток. При незначительной степени ишемии, а также в случаях её хронического течения, ишемизированные клетки подвергаются атрофии и апоптозу. При остро развивающейся выраженной ишемии в органах появляются различные варианты некроза (инфаркт, гангрена).

Ишемическая смерть клеток является наиболее часто встречающимся вариантом их гибели. Она закономерно развивается в органах и тканях при различных заболеваниях сердца и сосудов, цереброваскулярных заболеваниях, атеросклерозе, гипертонической болезни и васкулитах. Морфогенетическая особенность этого вида смерти клеток обусловлена тем, что разрушение ультраструктур начинается с повреждения митохондрий и приводит к энергетическому дефициту, активации анаэробного гликолиза, нарушению работы ионных помп и накоплению Са²⁺ в клетках, активации Са²⁺ зависимых фосфолипаз и протеаз, разрушающих мембраны.