Патофизиология апоптоза

1.

«Патофизиология
апоптоза»
Выполнил: Акбулатов
Р.Р.
316-1 гр.

2. Содержание

• Введение
• Понятие апоптоза
• Примеры апоптоза
• Механизм апоптоза
• Различия апоптоза и некроза
• Заключение
• Список использованной литературы

3. Введение

Исследования феномена программируемой клеточной
смерти начались с конца 1960-х годов. Одним из первых в
данной области был Джон Керр, который изучал гибель
гепатоцитов при остром поражении печени у крыс.
В 1972 году коллектив британских учёных во главе с Дж.
Керром впервые предложили использовать термин
«апоптоз» для обозначения программируемой клеточной
смерти.
14 марта 2000 года Джон Керр был удостоен престижной
премии Пауля Эрлиха и Людвига Дармштедтера за свой
вклад в исследования апоптоза.

4. Понятие апоптоза

Апоптоз - форма гибели отдельных клеток,
возникающая под действием вне- или
внутриклеточных факторов,
осуществляющаяся путём активации
специализированных внутриклеточных
процессов, регулируемых определёнными
генами.
Апоптоз — запрограммированная гибель
клетки.

5.

6. Примеры апоптоза

Запрограммированная
гибель клеток —
естественный процесс
массовой гибели клеток и
элиминации целых клонов
в ходе эмбрионального
развития, гистогенеза и
морфогенеза органов.

7.

Гибель клеток.
Клетки, выполнившие свою функцию, гибнут
путём апоптоза. Механизм гибели клеток,
достигших состояния терминальной
дифференцировки и выполнивших свою
функцию, изучен недостаточно, но ясно, что он
генетически детерминирован.

8.

Дегенерация.
При некоторых
патологических
состояниях наблюдают
относительно
избирательную гибель
клеток, например, в
нервной системе при
боковом
амиотрофическом
склерозе (болезнь
Шарко).

9.

Ликвидации аутоагрессивных Т-клеток:
в процессе развития тимуса или удаления
лимфоцитов после реализации иммунного
ответа;
устранение клеток тканей, подвергшихся
воздействию цитотоксических Тлимфоцитов или естественных киллеров.

10.

Старение
Например, путём гормонозависимой
инволюции клеток эндометрия и атрезии
фолликулов яичников у женщин в
менопаузе, ткани простаты и яичек у
пожилых мужчин.

11.

• Трансфекция. Внедрение в клетку
нуклеиновой кислоты вируса (например,
при вирусном гепатите, миокардите,
энцефалите, СПИДе).

12.

• Повреждение клетки. Воздействие на
клетку агентов, повреждающих её, но не
приводящих к некрозу (например, высокой
температуры, радиации, цитоста-тиков,
гипоксии). Увеличение интенсивности этих
воздействий приводит как обычно к
некрозу.

13. Примеры апоптоза

• Опухолевый рост (апоптоз выявляется
как при формировании опухолевого
узла, так и при его деструкции).
Примеры апоптоза

14. Механизм апоптоза

При реализации апоптоза условно можно выделить
четыре стадии:
Инициация
Программирование
Реализация
программы
Удаление
погибшей клетки

15. Стадия инициации

На этой стадии информационные
сигналы рецептируются клеткой.
Патогенный агент либо сам является
сигналом, либо обусловливает
генерацию сигнала в клетке и его
проведение к внутриклеточным
регуляторным структурам и молекулам.
Стадия инициации

16.

Инициирующие апоптоз
стимулы
смешанные
положительные
отрицательные
трансмембранные
внутриклеточные

17.

Положительные
сигналы генерируют
запуск программы
апоптоза.
Смешанные сигналы
являются комбинацией
воздействий сигналов
первой и второй групп.
Отрицательные сигналы:
отсутствие или прекращение
воздействия на клетку
факторов роста, цитокинов,
регулирующих деление и
созревание клетки, а также
гормонов, контролирующих
развитие клеток.
!«освобождают» программу
апоптоза.

18. Апоптоз: стадия инициации.

19. Стадия программирования

На этой стадии специализированные белки либо
реализуют сигнал к апоптозу путём активации
исполнительной программы (её эффекторами
являются цистеиновые протеазы — каспазы и
эндонуклеазы), либо блокируют потенциально
летальный сигнал.
Стадия программирования

20.

21. Стадия программирования

Выделяют два (не исключающих друг друга)
варианта реализации стадий
программирования:
1) путём прямой активации эффекторных каспаз
и эндонуклеаз (минуя геном клетки);
2) опосредованной через геном передачи сигнала
на эффекторные каспазы и эндонуклеазы.

22. Прямая передача сигнала осуществляется через:

адапторные
белки
гранзимы
цитохром С
Прямая передача сигнала наблюдается обычно в
безъядерных клетках, например в эритроцитах.

23.

Адапторные белки. В качестве
адапторного белка выступает, например,
каспаза-8. Так реализуют своё действие
цитокины Т-лимфоцитов-киллеров в
отношении чужеродных клеток.

24.

Цитохром С. Выделяясь из
митохондрий, цитохром С вместе с
белком Apaf-1 и каспазой-9 формирует
комплекс активации (апоптосому)
эффекторных каспаз. Каспаза-8 и
каспаза-9 активируют эффекторные
каспазы (например, каспазу-3), которые
участвуют в протеолизе белков.

25.

Гранзимы. Эти протеазы выделяют
цитотоксические Т-лимфоциты, протеазы
проникают в клетки-мишени через
цитоплазматические поры, предварительно
сформированные перфоринами. Гранзимы
активируют аспартатспецифи-ческие
цистеиновые протеазы клетки-мишени,
подвергающейся апоптозу.

26.   Апоптоз: стадия программирования.

Апоптоз: стадия
программирования.

27.

• Опосредованная передача сигнала
подразумевает репрессию генов, кодирующих
ингибиторы апоптоза, и активацию генов,
кодирующих промоторы апоптоза.
• Белки-ингибиторы апоптоза блокируют апоптоз
(например, путём уменьшения проницаемости
мембран митохондрий, тем самым уменьшая
вероятность выхода в цитозоль одного из пусковых
факторов апоптоза — цитохрома С).
• Белки-промоторы апоптоза активируют
эффекторные каспазы и эндонуклеазы.

28. Стадия реализации программы

• Стадия реализации программы апоптоза
(исполнительная, эффекторная) состоит в
собственно гибели клетки, осуществляемой
посредством активации протеолитического и
нуклеолитического каскадов.
Стадия реализации программы

29. Стадия реализации программы

В результате разрушения белков и хроматина в
процессе апоптоза клетка подвергается
деструкции. В ней формируются и от неё
отпочковываются фрагменты, содержащие
остатки органелл, цитоплазмы, хроматина и
цитолеммы — апоптозные тельца.
Непосредственными исполнителями
процесса «умертвления» клетки являются
Ca2+,Mg2+ -зависимые эндонуклеазы
(катализируют распад нуклеиновых кислот) и
эффекторные каспазы (подвергают
протеолитическому расщеплению
различные белки, в том числе белки
цитоскелета, ядра, регуляторные белки и
ферменты).
Стадия реализации программы

30.

Апоптоз: стадия реализации программы.

31. Стадия удаления фрагментов погибших клеток

На поверхности апоптозных телец
экспрессируются лиганды, с которыми
взаимодействуют рецепторы
фагоцитирующих клеток. Фагоциты быстро
обнаруживают, поглощают и разрушают
апоптозные тельца. Благодаря этому
содержимое разрушенной клетки не попадает
в межклеточное пространство.
Стадия удаления фрагментов
погибших клеток

32.

НЕКРОЗ
АПОПТОЗ
Некроз — это смерть клетки вследствие
её повреждения (химического,
термического, рентгеновского
излучения и т. д.).
Апоптоз — это запрограммированная
клеточная гибель, которая происходит
вследствие работы многих ферментов,
как самой клетки, так, возможно, и
других клеток-соседей.
Некроз сопровождается развитием
перинекротического воспаления.
Некроз характерен для группы клеток
При апоптозе отсутствует
воспалительная реакция.
Апоптоз характерен для одной клетки.

33.

34. Заключение

Апоптоз является генетически запрограммированным
защитным механизмом, который направлен на запуск
самоуничтожения патологически измененных, мутировавших
клеток (содержащих дефектные ДНК), ради сохранения
целостности макроорганизма.
Как правило, борьба с дефектными клетками не ограничивается
только запуском апоптоза, и протекает при активации реакций
клеточного и гуморального иммунитета.
Проявлением недостаточности апоптоза служит
неконтролируемое деление атипичных клеток, то есть
образование и рост опухоли.
В то же время, усиленный апоптоз может приводить к раннему
старению, развитию клеточной аплазии и дегенерации.
В настоящее время при разработке современных методов
противоопухолевого лечения немало внимания уделяется
процессам клеточной регуляции и индукции апоптоза.

35. Список использованной литературы

• Gaspar Banfalvi. Apoptotic chromatin changes. —
Springer Science + Business Media B. V., 2009. —
412 p. — ISBN 978-1-4020-9560-3
• Karp G. Cell and Molecular Biology Concepts and
Experiments. — 6th edition. — John Wiley & Sons,
2010. — 765 p. — ISBN 978-0-470-48337-4
• Анисимов В. Н. Молекулярные и
физиологические механизмы старения. — 2-ое,
переработанное и дополненное. — СПб.: Наука,
2008. — Т. 1. — 481 с. — ISBN 978-5-02-026356-7