Apoptose vs. nekrose
Share
ud fra følgende betragtninger apoptose er en form for celledød, der generelt udløses af normale, sunde processer i kroppen, nekrose er celledød, det er
Indhold: Apoptose vs nekrose
- 1 Apoptotiske og nekrotiske processer
- 1.1 Energiindgang
- 1.2 Caspases
- 2 apoptotiske og nekrotiske symptomer
- 2.1 Når apoptose er usundt
- 3 Generelle årsager til apoptose og nekrose
- 3.1 Typer af nekrose og deres årsager
- 4 Behandling
- 5 Forekomst
- 6 Referencer
Apoptotiske og nekrotiske processer
Både apoptose og nekrose kan ses som en del af et spektrum af delte biokemiske begivenheder, som begge resulterer i en form for celledød.
Apoptose, eller programmeret celledød (PCD), får celler til at krympe, udvikle blæser (boblelignende pletter) på cellemembranen, gennemgå nedbrydning af genetiske og proteinmaterialer i kernen og får deres mitokondrier nedbrudt og således frigøres cytokrom. Fragmenterne indpakkes hver i deres egen membran, med andre kemikalier (såsom ATP og UTP) frigivet frit. Disse kemikalier fører til makrofager - celle-spiserende kroppe - til at finde og eliminere de døde celler og deres fragmenter. Denne "spis mig" -meddelelse udløses af et phospholipid, der normalt er inert i en celles membran, og makrofagerne frigiver på sin side cytokiner, der hæmmer inflammatoriske responser.
I modsætning hertil kvælder eller kan nekrotiske celler danne vakuoler på deres overflade, idet indre strukturer enten distribueres eller krymper hurtigt, hvilket ødelægger cellens processer og kemiske strukturer. Den uregulerede frigivelse af cytochrom og cellemembranens phospholipid (kaldet phosphatidylserin) forårsager øjeblikkelige reaktioner i omgivende væv, hvilket fører til hævelse (betændelse) og ødemer; det udløser ofte andre celledødsfald gennem apoptose. I modsætning til apoptose målrettes ikke nekrotiske celler af makrofager til rengøring af deres cellulære affald, så virkningen af cellebrud kan sprede sig hurtigt og over hele kroppen i lange perioder.
Energiindgang
Apoptose er energiafhængig, hvilket betyder, at det kræver input fra en celle for at celledød kan forekomme, hvilket fører til udtrykket "cellesmord". Nekrose kræver ikke energiindgang fra en celle, da eksterne faktorer eller lokaliserede infektioner er det, der udløser nekrose.
caspaser
For de apoptotiske veje, der forårsager cellesmord, er de primære molekylære signaler inaktive proenzymer kaldet caspaser. Nekrose bruger undertiden caspaser, men i langt mindre grad, og ofte gør processen det ingen nytte af dem, da en celle i sig selv ødelægges ukontrolleret under nekrotiske begivenheder. For eksempel er nekrose processen bag døende eller nekrotisk væv, der omgiver, for eksempel, en giftig edderkopbid.
Forskning har identificeret så mange som 13 caspases, bredt kategoriseret som initiatorer, effektorer eller bødler (dem, der direkte udløser celledød) og inflammatorisk. På trods af hvordan det kan lyde, faktisk inflammatoriske caspaser inhibere betændelse. Da nekrose mangler det inflammatoriske caspase input, betændelse er altid til stede i nekrotisk celledød.
Apoptotiske og nekrotiske symptomer
Nekrose efter en bid fra en brun eneboer edderkop. Da apoptose er en normal del af en organismes cellebalance, er der ingen mærkbare symptomer relateret til processen. I modsætning hertil er nekrose en ukontrolleret ændring i en organismes cellebalance, så det er altid skadeligt, hvilket resulterer i mærkbare, negative symptomer.
Nekrose ledsages i sine tidlige stadier af betændelse, da komponenter (inklusive cellestrukturer, cytoplasma og DNA / RNA) af de ødelagte eller beskadigede celler frigives. For en organisme udløser denne uregulerede strøm af proteiner, kemikalier og genetisk materiale nødsituationer, såsom betændelse for at beskytte de omgivende væv, samt en stigning i hvide blodlegemer, makrofager og produktion af T-celler for at bekæmpe infektion. Disse reaktioner er ofte ledsaget af et metabolisk boost og feber, som kan føre til træthed og et generelt svækket immunsystem.
Hvis det ikke er behandlet, mister nekrotisk væv vaskularitet, hvilket betyder, at de mister blodgennemstrømningen og dermed begynder at dø. Når dette sker kaldes nekrosen gangren, en tilstand, hvor vævet i sidste ende dør og skal fjernes for at forhindre nekrose i at ekspandere.
Når apoptose er usundt
Apoptose bliver kun unormal, når de cellulære processer, der holder kroppen i balance, enten forårsager for mange celledød eller forårsager for få. Mange autoimmune sygdomme, såsom muskeldystrofi og Alzheimers, antages at være relateret til overdreven apoptose, hvilket får muskel- eller nerveceller til at dø før deres tid. Celler, der vokser uden kontrol, hvilket betyder, at apoptose ikke sker ofte nok, fører normalt til tumorer, som i sig selv kan blive kræftfremkaldende.
Generelle årsager til apoptose og nekrose
Der er tre mekanismer, der forårsager celledød:
- Selvgenererede signaler i en celle, der kan opstå fra alder, infektion, uregelmæssig mitose (celledeling) eller andre årsager. Denne mekanisme er kendt som den intrinsiske eller mitokondriske sti, hvorimod de følgende to typer celledød er ekstrinsiske veje.
- Udløsningen af dødsaktivatorer, receptorer på en celleoverflade, der reagerer på eksterne signaler såsom hormoner eller andre kemiske budbringere.
- Ekstern trigning af reaktive iltarter, såsom frie radikaler, som er farlige for kroppen.
Generelt er apoptose en del af livet, fortsættelsen af den cellulære cyklus initieret af mitose. Imidlertid kan apoptose udløses af en række skadelige stimuli, såsom varme, stråling, mangel på ilt (hypoxia), medikamenter og traumer, blandt andre. I disse tilfælde rider apoptose kroppen af beskadigede celler eller celler, der ikke længere kan fungere normalt og hjælper med at helbrede beskadigede områder. Højere grader af skade fra de samme stimuli kan føre til nekrose. For eksempel kan en mild forbrænding forårsage en lille blister, der heles i løbet af en uge, men en tredjegradsforbrænding vil forårsage nekrose i det berørte område.
Apoptose kan også være forårsaget af hormonelle og kemiske ændringer i kroppen, en proces, der oftest ses i embryonal udvikling. Både immun- og nervesystemet udvikler sig med en stor overproduktion af celler, der reduceres før fødslen gennem selektive processer, der udføres ved apoptose. F.eks. Udvikler fostre hænder og fødder uden individuelle cifre; når en kemisk messenger er frigivet, dør spredevævet mellem fingre og tæer og adskiller hvert ciffer. En lignende proces opstår med seksuel differentiering, da hormoner leder fosterets udvikling til at undertrykke eller eliminere visse væv og strukturer til fordel for at udvikle andre. På den anden side, hvis nekrose er til stede under fosterudviklingen, er der ofte brug for en form for medicinsk indgriben, og deformation eller spontanabort kan forekomme.
Typer af nekrose og deres årsager
Ved nekrose skyldes cellens død normalt et pludseligt og ukontrolleret brud baseret på to mekanismer:
- Interferens med cellens energiforsyning (blod, plasma, ilt osv.).
- Direkte skade på cellemembranen.
Nekrose kategoriseres på fem måder, afhængigt af årsagen:
- Bakterielle eller svampeinfektioner kan forårsage flydende nekrose. Dette er nekrose, der inkluderer den flydende masse af dødt væv, der kaldes "pus."
- Den nekrose, der opstår fra denaturerede proteiner, der forhindrer korrekt cirkulation, kaldes koagulativ nekrose. Denne type ses oftest i hjertet efter et infarkt såvel som i nyrer og binyrerne.
- Svampe- og mykobakterielle infektioner, såsom tuberkulose, kan forårsage gasformig nekrose. Denne kombination af flydende og koagulativ nekrose er forårsaget af døde celler, der ikke fordøjes fuldstændigt af mikrofager; de efterlader en granulær rest, som hindrer cirkulation.
- Nekrose, der kun forekommer i fedtvævet kaldes fedtnekrose. Den mest almindelige form for denne nekrose er forbundet med pancreatitis, alvorlig betændelse i bugspytkirtlen.
- Aflejringer af antigener og antistoffer kombineret med fibrin kan klæbe til og til sidst blokere arterier og ødelægge deres struktur. Dette kaldes fibrinoid nekrose.
Behandling
Apoptose og nekrose behandles på meget forskellige måder, primært baseret på det faktum, at den ene proces ofte er normal, og den anden er patenterende unormal.
Selvom meget af apoptoseprocessen identificeres, er mekanismerne og aktiveringskaskaden endnu ikke fuldt ud forstået. Forskning i stierne er udbredt og udvides, da de kliniske fund har direkte anvendelser til autoimmune sygdomme, såsom Parkinson, Huntingtons, amyotrofisk lateral sklerose og HIV / AIDS samt næsten alle typer kræft. Da apoptose er en proces med sundhed og sygdom, jo mere det forstås, jo større er chancerne for at udvikle mere effektive og bedre målrettede behandlinger. I alle tilfælde er ubehandlet nekrose farligt og kan føre til død.
I tilfælde af autoimmune sygdomme, hvor apoptose forårsager for mange celledødsfald, består behandlingen af at hæmme caspase-triggere eller reducere de eksterne triggere, der kan udfælde de øgede cellesmord. For kræft er det modsatte nødvendigt, så behandling for at inducere apoptose i tumorcellerne, hvilket gør cellerne mere sårbare over for medikamenter og stråling, er en vigtig del af de fleste behandlingsformer. En lovende ny behandling involverer den generiske forbindelse dichloreddikesyre (DCA), som har vist sig at være meget effektiv til "genoptagelse" af apoptose i visse kræftsvulster.
De almindelige behandlinger af nekrose er:
- Antibiotika / NSAIDs: disse bekæmper den infektiøse og inflammatoriske karakter af nekrose og er ofte den første forsvarslinje mod dens skader. I ekstreme tilfælde kan immunsuppresserende medikamenter ordineres for at reducere den inflammatoriske respons.
- Debridement: fjernelse af det døde væv fra enkel rengøring af området til operation, inklusive amputation. Fluelarver (maggots) bruges også ret effektivt i nogle former for debridement.
- Antioxidanter: kan bruges til behandling af indre nekrotiske væv, som oftest er relateret til iskæmi, hvor slutresultatet af, at hjertevæv mister vaskularitet efter et infarkt (hjerteanfald).
Hændelse
Med over 50 milliarder celler, der naturligt dør i en voksen menneskelig krop hver dag, er apoptose meget almindelig og typisk godartet, hvis ikke helt gavnligt. Nekrose er relativt sjældent til sammenligning, og graden af celledød afhænger meget af, om effektive behandlinger, såsom antibiotika og antiinflammatoriske lægemidler, anvendes.
Referencer
- Apoptose - Kimballs biologiske sider
- Apoptose: En gennemgang af programmeret celledød - Toksikologisk patologi
- Nekrose: en bestemt form for programmeret celledød? - ScienceDirect
- Programmeret celledød - NIH.gov
- Wikipedia: Apoptosis
- Wikipedia: Nekrose
