Celldöd

För tidskriften, se Celldöd & differentiering .

Översikt över signaltransduktionsvägar involverade i apoptos

Celldöd är den händelse att en biologisk cell slutar utföra sina funktioner. Detta kan vara resultatet av den naturliga processen med att gamla celler dör och ersätts av nya, som vid programmerad celldöd , eller kan bero på faktorer som sjukdomar , lokal skada eller döden av den organism som cellerna är en del av . Apoptos eller typ I celldöd och autofagi eller typ II celldöd är båda former av programmerad celldöd, medan nekros är en icke-fysiologisk process som uppstår som ett resultat av infektion eller skada.

Programmerad celldöd

Programmerad celldöd (PCD) är celldöd som förmedlas av ett intracellulärt program. PCD utförs i en reglerad process , vilket vanligtvis ger fördelar under en organisms livscykel . Till exempel sker differentieringen av fingrar och tår i ett utvecklande mänskligt embryo eftersom celler mellan fingrarna apoptoserar ; resultatet är att siffrorna separeras. PCD tjänar grundläggande funktioner under både växt- och metazoa (flercelliga djur) vävnadsutveckling.

Apoptos

Morfologiska förändringar associerade med apoptos

Apoptos är processen för programmerad celldöd (PCD) som kan inträffa i flercelliga organismer . Biokemiska händelser leder till karakteristiska cellförändringar ( morfologi ) och död. Dessa förändringar inkluderar blebbing , cellkrympning, kärnfragmentering , kromatinkondensering och kromosomal DNA- fragmentering. Man tror nu att celler – i ett utvecklingssammanhang – induceras att positivt begå självmord medan de befinner sig i ett homeostatiskt sammanhang; frånvaron av vissa överlevnadsfaktorer kan ge impulsen till självmord. Det verkar finnas en viss variation i morfologin och faktiskt biokemin hos dessa självmordsvägar; vissa går vägen för "apoptos", andra följer en mer generaliserad väg till deletion, men båda är vanligtvis genetiskt och syntetiskt motiverade. Det finns vissa bevis för att vissa symptom på "apoptos" såsom endonukleasaktivering kan induceras falskt utan att engagera sig i en genetisk kaskad, men förmodligen måste sann apoptos och programmerad celldöd vara genetiskt medierad. Det blir också tydligt att mitos och apoptos växlas eller kopplas ihop på något sätt och att balansen som uppnås beror på signaler som tas emot från lämpliga tillväxt- eller överlevnadsfaktorer.

Exempel på händelser i autofagi

Autofagi

Autofagi är cytoplasmatisk , kännetecknad av bildandet av stora vakuoler som äter bort organeller i en specifik sekvens innan kärnan förstörs . Makroautophagy , ofta kallad autophagy , är en katabolisk process som resulterar i autophagosomic - lysosomal nedbrytning av bulkcytoplasmainnehåll , onormala proteinaggregat och överskott av eller skadade organeller . Autofagi aktiveras i allmänhet av tillstånd av näringsbrist men har också associerats med fysiologiska såväl som patologiska processer som utveckling, differentiering, neurodegenerativa sjukdomar , stress , infektion och cancer .

Andra varianter av PCD

Andra vägar för programmerad celldöd har upptäckts. Kallas "icke-apoptotisk programmerad celldöd" (eller " kaspas -oberoende programmerad celldöd"), dessa alternativa vägar till döden är lika effektiva som apoptos och kan fungera som antingen backup-mekanismer eller huvudtypen av PCD.

Vissa sådana former av programmerad celldöd är anoikis , nästan identiska med apoptos förutom i dess induktion; cornification , en form av celldöd exklusivt för ögonen; excitotoxicitet ; ferroptosis , en järnberoende form av celldöd och Wallerian degeneration .

Växtceller genomgår speciella processer av PCD som liknar autofagisk celldöd. Vissa vanliga egenskaper hos PCD är dock mycket konserverade i både växter och metazoer.

Aktiveringsinducerad celldöd (AICD) är en programmerad celldöd som orsakas av interaktionen mellan Fas-receptor (Fas, CD95) och Fas-ligand (FasL, CD95-ligand). Det uppstår som ett resultat av upprepad stimulering av specifika T-cellsreceptorer (TCR) och det hjälper till att upprätthålla den perifera immuntoleransen. Därför kan en förändring av processen leda till autoimmuna sjukdomar. Med andra ord är AICD den negativa regulatorn av aktiverade T-lymfocyter.

Ischemisk celldöd , eller onkos, är en form av oavsiktlig eller passiv celldöd som ofta anses vara en dödlig skada. Processen kännetecknas av mitokondriell svullnad , cytoplasmavakuolisering och svullnad av kärnan och cytoplasman .

Mitotisk katastrof är en oncosuppressiv mekanism som kan leda till celldöd som beror på för tidigt eller olämpligt inträde av celler i mitos. Det är det vanligaste sättet för celldöd i cancerceller som utsätts för joniserande strålning och många andra anti-cancerbehandlingar.

Immunogen celldöd eller immunogen apoptos är en form av celldöd som orsakas av vissa cytostatika som antracykliner , oxaliplatin och bortezomib, eller strålbehandling och fotodynamisk terapi (PDT).

Pyroptos är en mycket inflammatorisk form av programmerad celldöd som oftast inträffar vid infektion med intracellulära patogener och som sannolikt utgör en del av det antimikrobiella svaret i myeloidceller.

PANoptosis är en unik inflammatorisk celldödsväg som integrerar komponenter från andra celldödsvägar. Helheten av biologiska effekter i PANoptos kan inte enbart förklaras av pyroptos, apoptos eller nekroptos. PANoptos regleras av mångfacetterade makromolekylära komplex som kallas PANoptosomer.

Nekrotisk celldöd

Nekros är celldöd där en cell har skadats svårt av yttre krafter som trauma eller infektion och förekommer i flera olika former. Vid nekros genomgår en cell svullnad, följt av okontrollerad bristning av cellmembranet med cellinnehåll som utvisas. Dessa cellinnehåll fortsätter sedan ofta att orsaka inflammation i närliggande celler. En form av programmerad nekros, kallad nekroptos , har erkänts som en alternativ form av programmerad celldöd. Det antas att nekroptos kan fungera som en celldödsbackup till apoptos när apoptossignaleringen blockeras av endogena eller exogena faktorer såsom virus eller mutationer. Nekroptotiska vägar är associerade med dödsreceptorer såsom tumörnekrosfaktorreceptor 1.

Studieområde och etymologi

Termen "cellnekrobiologi" har använts för att beskriva de livsprocesser som är förknippade med morfologiska, biokemiska och molekylära förändringar som predisponerar, föregår och åtföljer celldöd, såväl som konsekvenserna och vävnadens svar på celldöd. Ordet kommer från grekiskan νεκρό som betyder "död", βìο som betyder "liv" och λόγος som betyder "studiet av". Termen myntades ursprungligen för att brett definiera undersökningar av de förändringar som åtföljer celldöd, upptäckt och mätt med multiparameter flödes- och laserskanningscytometri. Den har använts för att beskriva förändringar i realtid under celldöd, detekterade med flödescytometri.

Se även

• Programmerad celldöd 1 , ett protein
• Tumörnekrosfaktor 1