Ischemisk celldöd

Ischemisk celldöd , eller onkos , är en form av oavsiktlig celldöd. Processen kännetecknas av en ATP- utarmning i cellen som leder till försämring av jonpumpar, cellsvullnad, clearing av cytosolen, utvidgning av det endoplasmatiska retikulumet och golgiapparaten , mitokondriell kondensation, kromatinklumpning och bildning av cytoplasmatiska blåsor. Onkos hänvisar till en serie cellulära reaktioner efter skada som föregår celldöd. Onkosprocessen är uppdelad i tre steg. För det första blir cellen engagerad i onkos som ett resultat av skador på plasmamembranet genom toxicitet eller ischemi, vilket resulterar i läckage av joner och vatten på grund av ATP-utarmning. Den joniska obalansen som uppstår därefter får cellen att svälla utan en samtidig förändring av membranpermeabiliteten för att vända svullnaden. I steg två passeras reversibilitetströskeln för cellen och cellen blir engagerad i celldöd. Under detta stadium blir membranet onormalt permeabelt för trypanblått och propidiumjodid , vilket indikerar membrankompromettering. Det sista stadiet är celldöd och avlägsnande av cellen via fagocytos medierad av en inflammatorisk respons.

Etymologi

Även om ischemisk celldöd är det accepterade namnet på processen, introducerades det alternativa namnet oncosis eftersom processen involverar den eller de drabbade cellen/cellerna sväller till en onormalt stor storlek i kända modeller. Detta tros vara orsakat av fel i plasmamembranets jonpumpar. Namnet oncosis (som härrör från ónkos , som betyder storhet, och ónkosis , som betyder svullnad) introducerades först 1910 av patologen Friedrich Daniel von Recklinghausen .

Jämförelse med apoptos

Onkos och apoptos är distinkta processer för celldöd. Onkos kännetecknas av cellulär svullnad orsakad av ett misslyckande i jontransportörens funktion. Apoptos, eller programmerad celldöd, involverar en serie cellkrympningsprocesser, som börjar med cellstorleksminskning och pyknos , följt av cellknoppning och karyorrhexis , och fagocytos av makrofager eller närliggande celler på grund av storleksminskning. Den fagocytiska bortskaffandet av apoptotiska celler förhindrar frisättning av cellulärt skräp som kan inducera ett inflammatoriskt svar i närliggande celler. I motsats till detta framkallar läckage av cellulärt innehåll associerat med membranstörningar i onkos ofta ett inflammatoriskt svar i närliggande vävnad, vilket orsakar ytterligare cellulär skada. Dessutom medieras apoptos och nedbrytningen av intracellulära organeller av kaspasaktivering , särskilt kaspas-3 . Oligonuklosomal DNA-fragmentering initieras av kaspasaktiverat deoxiribonukleas efter kaspas-3-medierad klyvning av enzymets inhibitor, ICAD. Däremot har den onkotiska vägen visat sig vara kaspas-3-oberoende.

Den primära determinanten för celldöd som sker via den onkotiska eller apoptotiska vägen är cellulära ATP-nivåer. Apoptos är beroende av ATP-nivåer för att bilda den energiberoende apoptosomen . En distinkt biokemisk händelse som endast ses vid onkos är den snabba utarmningen av intracellulär ATP. Bristen på intracellulär ATP resulterar i en deaktivering av natrium- och kalium- ATPas i det komprometterade cellmembranet. Bristen på jontransport vid cellmembranet leder till en ackumulering av natrium- och kloridjoner i cellen med ett samtidigt vatteninflöde, vilket bidrar till den kännetecknande cellulära svullnaden av onkos. Liksom med apoptos har onkos visat sig vara genetiskt programmerad och beroende av uttrycksnivåer av frånkopplande protein-2 (UCP-2) i HeLa-celler . En ökning av UCP-2-nivåer leder till en snabb minskning av mitokondriell membranpotential, vilket minskar mitokondriell NADH och intracellulära ATP-nivåer, vilket initierar den onkotiska vägen. Den anti-apoptotiska genprodukten Bcl-2 är inte en aktiv hämmare av UCP-2-initierad celldöd, vilket ytterligare särskiljer onkos och apoptos som distinkta celldödsmekanismer.