Значение апоптоза в постнатальном периоде. Значение апаптоза в постнатальном периоде. Значение апаптоза в постнатальном периоде
 Скачать 30.69 Kb.
|
|
Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южно-Уральский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра гистологии, эмбриологии и цитологии РЕФЕРАТ Тема: «Значение апаптоза в постнатальном периоде» Выполнил: Цесарский Владислав Валерьевич Группа № 112 «_____»__________________20___г. Проверил: Пашнина Елена Николаевна «_____»__________________20___г. Челябинск 2015 год Оглавление: 1.Введение…………………………………………………………………………..3 2. Основная часть…………………………………………………………………...4 2.1. Нарушение регуляции апоптоза в патологии и его клиническое значение……………………………………………………………………………..4 2.2. Роль апоптоза в иммунных процессах……………………………………….5 2.3. Роль апоптоза в поддержании тканевого гомеостаза………………………..7 2.3.1.Депривация фактора роста…………………………………………………..7 2.3.2. Повреждение ДНК …………………………………………………………..7 2.3.3.Накопление белков с нарушенным фолдингом…………………………..8 2.3.4.Апоптоз аутореактивных лимфоцитов…………………………………….8 2.3.5. Цитотоксический Т-лимфоцитарный апоптоз……………………………..8 3. Заключение………………………………………………………………………9 4. Список литературы……………………………………………………………..10 Введение По классификации, предложенной в 2005 г. комитетом по номенклатуре клеточной гибели NCCD и основанной на морфологических проявлениях, выделяют различные формы клеточной гибели, одни из них – апоптоз. Апоптоз (в переводе с греч. – «опадание листьев») – запрограммированная генетически клеточная сметь. При апоптозе происходит разделение клетки на части (апоптозные тела), а затем апоптозные тела путём фагоцитоза поглощаются соседними клетками. [4] Термин «апоптоз» впервые введён в 1972 г. Дж. Керром, который исследовал личинок круглых червей нематод и наблюдали на определённой стадии развития одновременную гибель одного и того же числа клеток. Возникла мысль о запрограммированной клеточной гибели. В пролиферирующих тканях млекопитающих тоже происходит запрограммированная гибель клеток. Так, апоптозу подвергаются стадиеспецифичные ткани в эмбриогенезе, пролиферирующие клетки в отсутствии факторов роста, Т- и В-лимфоциты в процессе селекции, короткоживущие клетки крови. Апоптоз может быть индуцирован активацией лимфоцитов. [2] Апоптоз – обязательный компонент жизни многоклеточных организмов: их развития нормального функционирования и осуществления регуляторных процессов, ответственный за поддержание постоянства численности клеток и формообразование[5]; изучение апоптотических процессов в номе и при патологии открывает новые механизмы в понимании аномалий патогенеза различных заболеваний и определяет возможность новых терапевтических вмешательств. Цель работы: расширить знания об апоптозе, и понять какое значение он имеет в онтогенезе человека после рождения. Основная часть Нарушение регуляции апоптоза в патологии и его клиническое значение В здоровом взрослом организме клеточный гомеостаз определяется балансом между клеточной гибелью и пролиферацией. Так например у мужчины с массой тела 70 кг в сутки образуется 100 г лейкоцитов и 200 г эритроцитов, таким образом, в месяц образуется 9 кг кровяных клеток, а в год около 100 кг [3]. Нарушение регуляции апоптоза приводит к возникновению дисбаланса между процессами митоза и гибели клеток в тканях, что воздействует на тканевый гомеостаз и обнаруживается при многих заболеваниях. Выделяют 3 варианта нарушений регуляции апоптоза при различных заболеваниях человека. Чрезмерный апоптоз по сравнению с пролиферацией, что приводит к избыточности клеточной гибели (например, ВИЧ-инфекция, фульминантные формы гепатитов В и С) или к атрофии (нейродегенеративные заболевания, хроническая ишемия миокарда). Недостаточный апоптоз по отношению к уровню пролиферативных процессов, что наблюдается при гиперпластических процессах, опухолевом росте, а также аутоиммунных болезнях. Снижение уровня апоптоза в тканях способствует развитию опухолей, что наблюдается при мутациях р53 и в гормонально-зависимых карциномах молочной железы, предстательной железы и яичника. Недостаточный апоптоз «запрещённых» клонов, активированных по каким-либо причинам В-лимфоцитов, продуцирующих аутоантитела, может приводить к развитию аутоиммунных болезней. Незавершённый апоптоз в связи с отсутствием фагоцитоза апоптозных телец, что можно считать проявлением его патологии при опухолевом росте. В свою очередь незавершённый апоптоз с последующим аутолизмом апоптозных телец, приводящих к выходу клеточных онкогенов, факторов роста, цитокинов может быть источником митогенетических факторов, стимулирующих пролиферацию живых опухолевых клеток. Значение апоптоза для клиники велико, поскольку его развитие завязано с большинством общепатологических процессов. Особое значение апоптоз имеет для развития атрофии, иммунопатологических процессов, воспаления и опухолевого роста. Примерами апоптоза в условиях патологии могут служить процессы атрофии паренхимы органов после обтурации выводных протоков или мочеточников. Апоптоз может развиваться при повреждающем действии вирусов на клетки, при воспалениях, а так же гибель лимфоцитов и клеток-мишеней при реакциях клеточного иммунитета тоже проявление апоптоза. Большое значение апоптоз играет при опухолевых заболеваниях, и может быть искусственно усилен химиотерапевтическими и лучевыми воздействиями на опухоль. [1] Роль апоптоза в иммунных процессах Апоптоз – крайне важный механизм иммунной регуляции. Развитие клеток иммунной системы происходит при постоянном участии апоптоза. Подробно изучена роль апоптоза в различных стадиях дифференцировки лимфоцитов. В стадии про-Т- и про-В-лимфоцитов при отсутствии ИЛ-7 происходит избыточная гибель клеток. Апоптоз служит основным механизмом выбраковки клеток с дефектами перестройки генов антигенраспознающих рецепторов (TCR, BCR). Свыше 97% лимфоцитов погибает при апоптозе в тимусе в результате селекции: при положительной селекции погибают лимфоциты, не распознающие аутологичных молекул HLA со средней степенью аффинности; при отрицательной селекции с помощью апоптоза происходит выбраковка аутоагрессивных клонов. При дифференцировке субпопуляций Т-хелперов и ЦТЛ апоптозу подвергаются клетки в случае несоответствия их костимулирующих молекул (CD4 и CD8). Клетки, выполняющие свою функцию в иммунном ответе, подвергаются апоптозу. Большинство активизированных клеток погибает при апоптозе в результате элиминации антигена. При отсутствии антигена клетки не получают сигналов, необходимых для их выживания. В этом случае митохондрии клетки высвобождают цитохром с, который комплексе с APAF-1 (активирующий апоптоз фактор 1) вызывает активацию каспаз. При длительной антигенной стимуляции клетки подвергаются апоптозу по механизму индуцированной активацией клеточной гибели. Этот механизм обусловлен тем, что в нём участвует семейство рецепторов фактора некроза опухоли. Наиболее важный из них – рецептор Fas, при связывании со своим лигандом FasL вызывает активацию каскада каспаз и в итоге – гибель клетки. FasL может экспрессироваться на поверхности различных клеток, однако существуют данные, что Т-лимфоциты могут сами секретировать растворимый FasL и тем самым запускать собственную гибель при длительной стимуляции. Нарушения регуляции гибели клетки – важный компонент многих заболеваний: опухолевых, лимфопролиферавного синдрома, СПИДа, ишемии и нейродегенеративных заболеваний (болезнь Паркинсона, Альцгеймера, Хантингтона). При одних заболеваниях функция апоптоза снижена, при других, наоборот, выражена чрезмерная гибель клеток путём апаптоза. Подавление апоптоза играет центральную роль в развитии и прогрессировании раковых образований. Существует множество молекулярных механизмов, с помощью которых в опухолевых клетках происходит подавление апоптоза. Клетки могут приобрести устойчивость к апоптозу путем усиленной экспрессии антиапоптотических факторов или в результате мутаций в генах проапоптотических молекул. Так, в опухолевых клетках снижена экспрессия рецептора Fas либо изменена его конформация, что делает невозможным взаимодействие с лигандом. Важную роль в канцерогенезе играет и белок р53 — фактор транскрипции. Он регулирует клеточный цикл и активирует белки, участвующие в репарации ДНК. Однако, если повреждения ДНК восстановить невозможно, белок р53 запускает процесс апоптоза. Мутации гена р53 резко ослабляют процесс элиминирования опухолевых клеток. В процессе канцерогенеза могут участвовать и другие механизмы подавления апоптоза. Еще одно заболевание, при котором резко снижен уровень апоптоза, — аутоиммунный лимфопролиферативный синдром. При этом заболевании не происходит апоптоза аутоагрессивных Т-клеток, что приводит к развитию разнообразных аутоиммунных процессов, таких, как тромбоцитопения, гемолитическая анемия и аутоиммунная нейтропения. [2] Роль апоптоза в поддержании тканевого гомеостаза Депривация фактора роста Чувствительные к гормонам клетки, лишенные соответствующего гормона, лимфоциты при отсутствии стимуляции антигенами и цитокинами и нейроны в результате траты фактора роста нерва гибнут путём апоптоза. Во всех этих ситуациях апоптоз запускается митохондриальным путём и, вероятно, опосредован активацией проапоптотических членов семейства Bcl-2 и снижением синтеза Bcl-2 и Bcl-XL. [1] Повреждение ДНК При повреждении ДНК протеин p53 аккумулируется в клетках, что приводит к выходу клетки из клеточного цикла (в фазе G1), чтобы предоставить время для репарации ДНК. Однако, если повреждение слишком обширно и не поддаётся восстановлению, р53 запускает апоптоз, главным образом стимулируя сенсоры, которые активируют Bax и Bak, и синтез проапоптотических членов семейства Bcl-2. При мутации или отсутствии р53 (как при определённых формах рака), этот протеин не способен стимулировать апоптоз, что позволяет клеткам с повреждённой ДНК оставаться в живых. В таких клетках повреждение ДНК может завершиться мутациями или транслокациями, приводящими к малигнизации. [1] Накопление белков с нарушенным фолдингом Во время нормального синтеза протеина шапероны в ЭПР контролируют правильность флодинга (упаковки) вновь синтезируемых протеинов. Однако, если неупакованные или неправильно упакованные белки аккумулируются в ЭПР из-за наследственных мутаций или стрессов, они индуцируют ЭПР-стресс, запускающий многие клеточные реакции, все вместе называемые реакцией на протеины с нарушенным фолдингом. При этом происходит активация каспаз, ведущая к апоптозу. Внутриклеточное накопление протеинов с нарушением с нарушенным фолдингом, вызванное мутациями, старением или неизвестными экологическими факторами, считается признаком многих нейродегенеративных заболеваний, включая болезни Альцгеймера, Гентингтона и Паркинсона и, возможно, сахарный диабет 2 типа. Депривация глюкозы, кислорода и стресса (например, высокая температура) также завершаются неправильным фолдингом белка, приводящим в конечном итоге к клеточному повреждению и апоптозу. [1] Апоптоз аутореактивных лимфоцитов Лимфоциты, способные к распознаванию аутоантигенов, имеются у всех людей. Если эти лимфоциты взаимодействуют с аутоантигенами, клетки погибают путём апоптоза. Нарушение апоптоза аутореактивных лимфоцитов – одна из причин аутоиммунных болезней. [1] Цитотоксический Т-лимфоцитарный апоптоз Цитотоксические Т-лимфоциты (цТЛ) распознают чужеродные антигены, представленные на поверхности инфицированных клеток хозяина и опухолевых клеток. После активации протеаз, содержащихся в гранулах цТЛ и называемых гранзимами, они входят в клетки-мишени. Гранзимы расщепляют протеины в остатках аспартата и приобретают способность активировать клеточные каспазы. Таким образом, цТЛ уничтожают клетки-мишени прямо индуцируя эффекторную фазу апоптоза, без привлечения митохондрий или рецепторов смерти. цТЛ также экспрессируют FasL на поверхности клеток-мишеней и могут уничтожать клетки-мишени лигандированием Fas-рецепторов. [1] Заключение Биологический смысл апоптоза в постнатальном периоде заключается в элиминации окончивших жизненный цикл и повреждённых клеток ив обеспечении динамического равновесия между процессами пролиферации и дифференцировки клеток, поддержании тканевого гомеостаза на определённом уровне, уничтожении клеток с нарушенным генетическим аппаратом, тем самым апоптоз предохраняет организм от образования злокачественных образований, а так же он участвует в формировании иммунитета. Список литературы 1 Патология : руководство / Под ред. В. С. Паукова, М. А. Пальцева, Э. Г. Улумбекова. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. - 2500 с. 2 Клиническая иммунология и аллергология с основами общей иммунологии: учебник / Л.В. Ковальчук, Л.В. Ганковская, Р.Я. Мешкова. – М. : ГЭОТАР-медиа, 2011. – 640 с. 3 Механизмы апоптотической смерти клеток: Обзор [Текст]/ Е.Б. Владимирская // Гематология и трансфузиология – 2002 – Том: 47, N: 2. 4 Элективный курс: «Актуальные вопросы нормальной и патологической спланхнологии» Е. Л. Куренков, кафедра нормальной анатомии, ЮУГМУ, г. Челябинск, 2015 г. 5 Апоптоз и его роль в патогенезе заболеваний почек. Обзор [Текст] / Ю.Б. Перевезенцева // Нефрология. – 2001. Том: 5, N 4. – С. 17-23 |