Апоптоз — это процесс, запускаемый строго регулируемой программой уничтожения клетки, приводящий к ее смерти. Клетка должна погибать при активации ферментов, расщепляющих их собственные ДНК и ядра, а также цитоплазматические белки. Апоптозные клетки распадаются на фрагменты — апоптозные тельца, содержащие часть цитоплазмы и ядра. Плазматическая мембрана апоптозных клеток остается интактной, но ее структура изменена так, чтобы привлечь к себе фагоциты.

Мертвые клетки и их фрагменты быстро удаляются фагоцитами до просачивания содержимого наружу, не вызывая, таким образом, воспалительной реакции в окружающей ткани. Процесс апоптоза был открыт в 1972 г. и описан морфологически как появление мембраносвязанных фрагментов клетки.

Слово «апоптоз» в переводе с греческого означает «листопад». Апоптоз — уникальный механизм смерти клетки, отличный от некроза, который характеризуется утратой целостности мембран, ферментативным расплавлением клетки, просачиванием ее компонентов наружу и воспалительной реакцией в организме-хозяине. Иногда апоптоз и некроз сосуществуют друг с другом, и апоптоз индуцирует некоторые патологические факторы, способные перевести его в некроз.

Причины апоптоза

В норме апоптоз встречается и при развитии эмбриона, и при половом созревании организма, элиминируя ставшие ненужными, старыми или потенциально вредными клетки. К патологической ситуации относится элиминация больной клетки при ее повреждении без запуска программы репарации.

а) Физиологический апоптоз. Смерть клетки в результате апоптоза — нормальный феномен, при котором происходит элиминация ненужных клеток и поддерживается стабильное количество различных клеточных популяций в тканях. Апоптоз очень важен при следующих физиологических состояниях:

- физиологическом разрушении клеток при эмбриогенезе, включая имплантацию, органогенез, эволюционную инволюцию и метаморфизм. Термин «запрограммированная смерть клетки» изначально был использован для обозначения смерти специфических типов клеток в определенные периоды развития организма. «Апоптоз» — это общий термин, обозначающий смерть клетки, но его часто используют как синоним термина «запрограммированная смерть клетки»;

- инволюции гормонозависимых тканей при удалении гормона, например эндометрия при менструальном цикле, атрезии фолликула яичника при менопаузе, регрессии лактирующей молочной железы после отнятия младенца от груди и атрофии предстательной железы после кастрации;

- потере клеток в пролиферирующей популяции для обеспечения их постоянного количества (гомеостаза), например незрелых лимфоцитов в костном мозге и тимусе, которые не экспрессируют необходимые рецепторы антигена, В-лимфоцитов в герминативных центрах и эпителиальных клеток крипт тонкой кишки;

- элиминации потенциально опасных аутоагрессивных лимфоцитов (либо до их созревания, либо после) с целью предотвращения их активности против собственных тканей;

- смерти клеток организма-хозяина, выполнивших свою функцию, например нейтрофилов в очаге острого воспаления и лимфоцитов в конце иммунного ответа. В этих случаях клетки погибают в результате апоптоза, т.к. лишены необходимых к выживанию факторов, например факторов роста.

б) Апоптоз при патологических состояниях. В процессе апоптоза удаляются клетки, которые не подлежат восстановлению после повреждения, таким образом ограничивается повреждение прилежащей ткани.

Смерть в результате апоптоза происходит при разных патологических состояниях:
- при повреждении ДНК. Радиация, цитотоксические противоопухолевые препараты и гипоксия могут повредить ДНК либо напрямую, либо опосредованно (через продукцию свободных радикалов). Если механизмы восстановления не могут справиться с повреждением, запускается апоптоз. В этой ситуации элиминация клетки может стать лучшей альтернативой, чем риск появления мутаций в поврежденной ДНК, что способно привести к злокачественной трансформации клетки.
Повреждающие агенты могут вызвать апоптоз, если воздействие средней степени, более серьезное воздействие может привести к развитию некроза;

- при накоплении неправильно свернутых белков. Эти белки могут появиться из-за мутаций кодирующих их генов или действия внешних факторов, например повреждения свободными радикалами. Чрезмерное накопление этих белков в ЭПР ведет к стрессу, приводящему к апоптозу (ЭПР-стрессу). Апоптоз, вызванный накоплением неправильно свернутых белков, считают основным процессом при некоторых дегенеративных заболеваниях ЦНС и других органов;

- при определенных инфекциях, особенно вирусных, когда смерть инфицированных клеток происходит в большей степени за счет апоптоза, который может индуцироваться вирусом, например аденовирусом и вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ), или иммунным ответом организма-хозяина, как при вирусном гепатите. Ответ организма-хозяина на вирусную инфекцию состоит из специфических к белкам вируса цитотоксических Т-лимфоцитов, которые индуцируют апоптоз инфицированных клеток в попытке элиминировать инфекцию.
Во время этого процесса может произойти обширное повреждение ткани. Этот же опосредованный Т-клетками механизм ответствен и за смерть опухолевых клеток, и за отторжение трансплантата;

- при патологической атрофии паренхиматозных органов после обструкции протоков, как это происходит в поджелудочной железе, слюнных железах и почках.

- Рекомендуем ознакомиться со следующей статьей "Морфологические изменения при апоптозе"

1. Ишемическое и гипоксическое повреждение клеток
2. Реперфузионное повреждение клетки после ишемии
3. Механизмы химического повреждения клетки
4. Что такое апоптоз? Причины апоптоза
5. Морфологические изменения при апоптозе
6. Биохимические признаки апоптоза
7. Механизмы апоптоза и их патогенез
8. Внутренний путь развития апоптоза
9. Внешний путь развития апоптоза
10. Механизмы запуска апоптоза