59. Апоптоз и некроз

Некроз - утрачивается электронный потенциал на мембране, градиент концентрации уравнивается, выравнивается ионное состояние между окружающей средой и клеткой, разбухает ядро, лопается содержимое клетки. Если некроз в ткани, то воспалительный процесс, в ответ на попадание белков из клетки в окр. среду.С 1971-72 гг. (статья Керра (Kerr), где он вводит понятие) апоптоз – нет набухания клетки, а, наоборот, уплотнение цитоплазмы, происходит перешнуровывание ядра и расшнуровывание всей клетки. Появляются апоптические тельца. В мембране этих телец появл. рецепторы => путем фогоцитоза их поглощают окружающие клетки и макрофаги. Нет воспаления, нет реакции организма. Апоптоз позволяет удалять клетку без нарушения архитектуры ткани. Если поражение излучением => нужна гибель клетки => апоптоз. А. реализуется экспрессией генов клеточной гибели. Уже известны гены, инициирующие или блокирующие А. Болезнь Паркинсона или Альцгеймера- усиление А. нейронов. Инфаркт сопровождается А. мышечной ткани сердца. Если А. блокирован, то преобладает размножение клеток => опухоли. Иммунологические заболевания, иммунодефицит – А. Антитела (АТ) живут ограниченное время, они должны периодически погибать и прекращать реакцию организма. Если нет апоптоза АТ, то возникают аутоиммунные заболевания. При конденсации хроматина нуклеазы режут его до нуклеосом или олигонуклеосом. Компактизация, разрушения ламины. Расшнуровка, и образование апоптических телец. Затем фагоцитоз окружающими клетками или макрофагом. Стимулы апоптоза. Позитивный запуск апоптоза (при наличии соответствующих факторов): Тимоциты – Т-клеточный антиген или диоксин; Лимфоциты- глюкокортикоиды, и т.д. Апоптоз при удалении GF (Growth Factor, фактор роста): предшественники кроветворения – цитокины I L-3; Т-лимфоциты – интерлейкин-2; В-лимфоциты – антиген; эозенофил – интерлейкин-5; нервные клетки – NGF; глия – PGF; мол. железа - эстраген, прогестерон; простата – андроген. Генетика апоптоза на червях Cenorabditis elegans, у них строгое кол-во клеток на разных стадиях жизни. Факторы – ced 1-12 ( Cenorabditis Elegans Death). Изучены хорошо ced-3, ced-4 – индуцирующие А., ced-9 – блокирует А. Они являются ключевыми генами. Известны и их белки. Реализация А. с помощью каспаз (caspase) – ферменты, более 10. Каспаза – цистеиновая протеаза, разрушает связь после аспрогеновой кислоты. Bcl-2 – ингибитор А., Сходен белку, экспрессирующему ced-9. BCellLeukemia oncogene-2 (лейкемия – нет апаптоза, много В-лимфоцитов).

Два пути:

I. Митохондриальный. Bcl-2 ингибирует Apaf, procaspase-9 при наличии цитохрома-С переходит в caspase-9, начинается апоптоз. Apaptotic Protease Activating Factor (APAF). Пока Apaf в комплексе с Bcl-2 и прокаспазой (без цитохрома-С) – нет апоптоза. Появляется цитохром-С – апоптоз.

II. Взаимный TNF рецептор. Лиганд TNF соединен с TNF-рецептором, они запускают каскад каспаз – Каспаза-8, 10 переходит в каспазу-1, затем в касп-3,4,7, которые воздействуют на субстрат. Каспаза-7 может также переходить в касп-6. В случае с митохондриями каскад начинается с касп-9.

Субстраты: Ламины-А и –В – касп6; нуклеазы – касп3; РАК-2 – касп3; актин – касп3; гельзолин (режет актин) – касп3; аератин – касп?; а-фадрин (ассоциирован с актином) – касп3; митохондрии – касп8,3.Одна из первых апоптотических реакций – один из фосфолипидов (фосфолетилсерин, но не уверен) переходит в наружный слой и слой становится отрицательным. На апоптозной клетке – маркерные белки CD (CellDeath) в плазматической мембране. Напр., СD-36 означает, что клетка готова к фагоцитозу. То же означает тромбоспондин.

Порядок событий при апоптозе:

1. Стимулирование присутствия индуцирующих факторов, отсутствие GF

2. ПМ проницаема для Са²⁺ или происходит закисление.

3. Возрастает содержание церамида (сложный липид, который образуется из цингомнеллина), способного запускать апоптоз.

4. Сжатие ПМ.

5. Появление вспучиваний.

6. Фрагментация ДНК на крупные фрагменты.

7. Конденсация хроматина, затем расщепление.

8. Расщ. Ламины, сегментация ядра.

9. Расщ. Топоизомеразы-1 и -2.

10. Образование апоптических тел.