1. Апоптоз
2. Рак
3. Список использованной литературы

P.S. Клетка запускает программу «активной» гибели (апоптоза), как только достигнет конца своего естественного жизненного пути; кроме того, «неожиданные» нарушения могут вызвать «пассивную» клеточную гибель (некроз).

а) Апоптоз. Клетки нашего организма — это элементы высокоорганизованного сообщества. Число клеток строго регулируется, так что число делений клетки соответствует числу клеточных смертей. Если клетка далее не используется, происходит запуск внутриклеточной программы гибели. Эта последовательность процессов носит название «программируемая клеточная гибель», или апоптоз (от греч. «опадение») (рис. 1).

Например, в период эмбрионального развития нервной системы погибает примерно 50% исходно заложенных клеток. В нормальном зрелом организме каждый час погибают миллиарды клеток кишечного эпителия и клеток крови. Преимущественно это результат активной клеточной гибели (апоптоза, а применительно к эритроцитам — эриптоза).

Таким образом постоянно обновляются клетки, которые находятся в непосредственном контакте с окружающей средой (эпителий бронхов и желудочно-кишечного тракта, клетки печени, эпидермиса и т.д.).

Кроме того, возможна острая (непредвиденная) гибель клеток. При остром нарушении состояния ткани (заболевании) наблюдается набухание и разрыв клеток. Клеточное содержимое изливается, так что соседние клетки тоже подвергаются вредному воздействию. Процесс называется некрозом клетки, а следствием является воспаление.

В отличие от некроза, при апоптозе клеточная гибель «локальна», соседние клетки не затрагиваются. Клетка сморщивается, ее ядро максимально уплотняется. Цитоскелет теряет прочность, ядерная оболочка разрушается, а ДНК распадается на фрагменты. Затем макрофаги (клетки-«пожиратели») во внеклеточном пространстве распознают клетку как «излишнюю» и эндоцитируют ее.

Процесс апоптоза обусловлен активацией протеолитических ферментов каспаз, которые на первых стадиях развития клетки обычно неактивны и начинают функционировать после активации внутриклеточного протеолитического каскада. Если запущена активность каскада, он работает по принципу «все или ничего», неминуемо приводя клетку к гибели.

Активация каспаз может начаться с рецепторов гибели на поверхности клетки. Они могут активироваться специфическими белками внеклеточной среды и передавать сигнал гибели внутрь клетки. Активацию каспаз может вызвать стресс. В частности, из митохондрий клеток, испытывающих стресс, высвобождается особый белок (цитохром С), который затем вызывает апоптоз. Кроме того, стимулом для запуска программируемой клеточной гибели может стать повреждение ДНК; в результате устраняются клетки-мутанты (с дефектами генов).

Наряду с белками, вызывающими апоптоз, существуют другие белки, которые предотвращают программируемую клеточную гибель. В конечном счете взаимодействие между про- и антиапоптозными сигналами определяет, продолжится ли жизнь клетки.

б) Рак:

1. Патология. Раковые клетки берут начало от обычных клеток, у которых аномалия генетического материала присутствовала исходно либо была вызвана различными факторами (например, канцерогенами сигаретного дыма). Вследствие этого клетки теряют свои генуинные качества (лат. genuinus — природный, истинный), такие как способность к дифференцировке. Они не занимают свое обычное «рабочее место» в эпителиальном клеточном «монослое», а мигрируют в близлежащую ткань (рис. 2). При этом они внедряются в кровеносные сосуды, разносятся с кровотоком и проявляются в организме вторичными очагами роста опухоли (метастазами).

2. Причины. Наряду с ионизирующим излучением (радиоактивные материалы), химическими веществами (бензпирен угольной смолы) и отягощенной наследственностью (уже присутствующими мутантными генами без клинических симптомов) причиной рака могут также быть вирусы, бактерии или паразиты. Например, гепатоцеллюлярная карцинома, вызываемая вирусом гепатита B (преимущественно в тропической Африке и Юго-Восточной Азии); причина рака шейки матки — папилломавирус (повсеместно); причина саркомы Капоши — ВИЧ (прежде всего в Южной Африке); причина рака желудка — бактерия Helicobacter pylori (повсеместно); рака мочевого пузыря — инвазия червя Schistosoma haematobium.

Основной механизм — встраивание вирусной ДНК в человеческий геном, вызывающее мутацию ДНК. Бактериальные инфекции и паразитарные инвазии сопровождаются хроническим воспалением тканей, которое стимулирует их постоянную регенерацию (восстановление). Таким образом, мутации могут быть последствием слишком частых митозов.

в) Коротко. Репродукция, дифференцировка и гибель клеток. Некоторые клетки (кишечный эпителий) воспроизводятся практически каждый час, тогда как другие (например, нейроны) вообще не делятся. Во время клеточного цикла ДНК сначала удваивается, в случае необходимости репарируется, затем уплотняется. Очередное деление хромосом длится несколько минут. Несмотря на то что любая клетка располагает полным геномом, экспрессируется только его часть. Благодаря этому каждый тип клеток использует лишь определенный набор генов — тот, который нужен для выполнения клеточной функции.

Процессы дифференцировки управляются также сигналами извне, которые могут влиять на клетку и модулировать ее деятельность. Если использование клетки прекратилось, запускается программа ее гибели (апоптоз). Этому физиологическому процессу ежечасно подвергаются миллиарды клеток. В результате повреждения ткани клетка подвергается некрозу. Этот патологический процесс не только приводит к гибели клеток, на которые воздействовал повреждающий фактор, но и вызывает воспалительные реакции в их окружении.

Программированная клеточная смерть должна наступить и у тех клеток, геном которых был изменен в процессе деления. Некоторые из мутантных клеток «ускользают» от апоптоза, так что впоследствии может возникнуть рак.

- Рекомендуем ознакомиться далее "Регуляция объема клетки - с точки зрения физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 1.7.2024