Апоптоз

Джерело інформації:

В організмі здорової людини клітинний гомеостаз визначається балансом між загибеллю і проліферацією клітин. Апоптоз - програмована клітинна загибель, енергетично залежний, генетично контрольований процес, який запускається специфічними сигналами і позбавляє організм від ослаблених, непотрібних або пошкоджених клітин. Щодня, приблизно близько 5% клітин організму піддаються апоптозу, а їх місце займають нові клітини. У процесі апоптозу клітина зникає безслідно протягом 15-120 хвилин.

Апоптоз - це біохімічно специфічний тип загибелі клітини, що характеризується активацією нелізосомних ендогенних ендонуклеаз, які розщеплюють ядерну ДНК на маленькі фрагменти. Морфологічно апоптоз виявляється загибеллю одиничних, безладно розташованих клітин, що супроводжується формуванням округлих, оточених мембраною тілець ("апоптотичні тільця"), які тут же фагоцитуються оточуючими клітинами.

Це енергозалежний процес, за допомогою якого видаляються небажані та дефектні клітини організму. Він відіграє велику роль в морфогенезі і є механізмом постійного контролю розмірів органів. При зниженні апоптозу відбувається накопичення клітин, приклад - пухлинний ріст. При збільшенні апоптозу спостерігається прогресивне зменшення кількості клітин в тканині, приклад - атрофія.

Морфологічні прояви апоптозу

Апоптоз має свої відмітні морфологічні ознаки, як на світлооптичному, так і на ультраструктурному рівні. При фарбуванні гематоксиліном і еозином апоптоз визначається в одиничних клітинах або невеликих групах клітин. Апоптотичні клітини виглядають як округлі або овальні скупчення інтенсивно еозинофільної цитоплазми з щільними фрагментами ядерного хроматину. Оскільки стиск клітини і формування апоптотичних тілець відбувається швидко і також швидко вони фагоцитуються, розпадаються або викидаються в просвіт органа, то на гістологічних препаратах він виявляється у випадках його значної виразності. До того ж апоптоз - на відміну від некрозу - ніколи не супроводжується запальною реакцією, що також ускладнює його гістологічне виявлення.

Апоптоз - це механізм загибелі клітин, який має ряд біохімічних і морфологічних відмінностей від некрозу.

Найбільш чітко морфологічні ознаки виявляються при електронній мікроскопії. Для клітин, які піддаються апоптозу характерно (рис.1):

Стиснення клітини

Клітина зменшується в розмірах; цитоплазма ущільнюється; органели, які виглядають відносно нормальними, розташовуються більш компактно.

Передбачається, що порушення форми та об'єму клітини відбувається в результаті активації в апоптотичних клітинах трансглютамінази. Цей фермент викликає прогресивне утворення перехресних зв'язків у цитоплазматичних білках, що призводить до формування своєрідної оболонки під клітинною мембраною, подібно зроговілих клітин епітелію.

Конденсація хроматину

Це найбільш характерний прояв апоптозу. Хроматин конденсується по периферії, під мембраною ядра, при цьому утворюються чітко окреслені щільні маси різної форми і розмірів. Ядро ж може розриватися на два чи кілька фрагментів.

Механізм конденсації хроматину вивчений досить добре. Він зумовлений розщепленням ядерної ДНК в місцях, які зв'язують окремі нуклеосоми, що призводить до розвитку великої кількості фрагментів, в яких число пар основ ділиться на 180-200. При електрофорезі фрагменти дають характерну картину сходів. Ця картина відрізняється від такої при некрозі клітин, де довжина фрагментів ДНК варіює. Фрагментація ДНК у нуклеосоми відбувається під дією кальцій чутливої ​​ендонуклеази. Ендонуклеаза в деяких клітинах знаходиться постійно (наприклад, в тимоцитах), де вона активується появою в цитоплазмі вільного кальцію, а в інших клітинах синтезується перед початком апоптозу. Однак ще не встановлено, яким чином після розщеплення ДНК ендонуклеаз відбувається конденсація хроматину.