II az apoptózis morfológiájának és molekuláris eseményeinek áttekintése
az apoptotikus sejthalál négy egymást követő szakaszra osztható: beavatás, halálozás, végrehajtás és elnyelés. A celluláris feszültségek egy csoportja apoptózist kezdeményezhet az intracelluláris jelátviteli utak aktiválásával vagy a második hírvivők felszabadításával. Néhány példa a sejthalál kiváltó ionizáló sugárzás, kemoterápiás gyógyszerek, hipertermia, növekedési faktor nélkülözés., Más sejtek, például a Fas ligand (FasL) és a tumor nekrózis faktor (TNF) által bemutatott molekulák apoptózist is kiválthatnak a megfelelő receptorokat hordozó sejtekben. A sejt egyidejűleg különböző jeleket fogadhat, beleértve mind a proliferációt, mind a sejthalál jeleket. Ezekre a jelekre reagálva a sejtnek fel kell mérnie a helyzetét, és el kell döntenie, hogy apoptózissal öngyilkosságot követ-e el. A legfontosabb szabályozási molekulák ebben a szakaszban a Bcl-2 fehérjecsalád tagjai (fehér, 1996; Yang and Korsmeyer, 1996), bár hatásuk mechanizmusa nem teljesen ismert., Miután egy sejt úgy döntött, hogy meghal, a hóhérként működő molekulák aktiválódnak. A vizsgált apoptózis minden típusában számos többsejtű organizmusban a hóhérok közé tartoznak a citoszolikus proteázok, amelyek többsége a kaszpázok (Nicholson and Thornberry, 1997; Alnemri, 1997) nevű családhoz tartozik. Ezek a proteázok specifikus sejtfehérjéket támadnak meg, ami a kritikus sejtfolyamatok és struktúrák visszafordíthatatlan pusztulását eredményezi., Az apoptózis utolsó szakaszában a haldokló sejt maradványait felismerik, elnyelik és lebontják, akár egy szomszédos sejt, akár egy dögevő makrofág.
az apoptózissal összefüggő morfológiai változások elkülönültek és jól jellemezhetők (Wyllie, 1987; Darzynkiewicz et al., 1997). Az apoptózis alatt álló sejtek gyorsan összezsugorodnak és kondenzálódnak, eltávolodva a szomszédos sejtektől. A citoplazmatikus térfogat elvesztése következtében a plazmamembrán blebeket és kiemelkedéseket képez, így a sejt hólyagos megjelenést kölcsönöz., Gyakran megfigyelhető az intracelluláris kalcium-ion koncentráció gyors növekedése is (Schwartzman and Cidlowski, 1993). Az atommembrán felfelé fordul, és a kromatin sűrű, félholdszerű formákba tömörül a nukleáris membrán közelében. A kromatin kondenzáció a DNS kettős szálú hasításával jár egy vagy több nukleáris endonukleázzal (Wyllie et al., Montague és Cidlowski, 1996) és a nukleáris lamina proteázok általi lebontása (Lazebnik et al., 1995).
az apoptózis során a DNS lebomlása pontos, reprodukálható mintában történik (Wyllie et al.,, 1992; Montague és Cidlowski, 1996). Kezdetben a kromoszómális DNS-t körülbelül 50-300 kilobáz nagy szegmenseire hasítják (Oberhammer et al., 1993). A legtöbb, de nem minden esetben az apoptózis, ezeket a doméneket ezután tovább emésztjük kisebb fragmensekbe a nukleoszómák közötti hasítással. Elkülönítése a DNS apoptotic magok által agaróz gél-elektroforézis hozamok egy jellegzetes mintázatot ezek a mono – vagy oligonucleosomal töredékek a többszöröse 185-200 bázispár (bp), le, mint egy DNS létra (Tilly, valamint Hsueh, 1993)., A DNS-fragmentációért felelős endonukleázokat nem sikerült meggyőzően azonosítani, bár több jelöltet javasoltak (Montague and Cidlowski, 1996). Egyes tanulmányok a DNáz I vagy II szerepét javasolták, de ezek az enzimek általában nem helyezkednek el a magban. Talán jobb jelölt egy 18 kD Ca2 +/Mg2 +–függő endonuclease úgynevezett NUC18 volt szigetelve apoptotic nukleáris kivonatok, azt találtuk, hogy nagyon homológ cyclophilin A. NUC18 lehet a felelős azért, dekoltázs, a DNS-t 50 kD töredékek., Ezenkívül egy új 95 kD Ca2 +/Mg2 +–függő endonukleázt azonosítottak, amely az apoptózis során aktív (Pandey et al., 1997). HeLa sejtekből (Liu et al., 1997).
az apoptotikus sejtek mitokondriumában bekövetkező változások megelőzik a sejtek kondenzációját és a nukleáris szétesést, és lényeges korai esemény lehet az apoptózisban (Petit et al., 1996; Kroemer, 1997). A mitokondriumok depolarizációt mutatnak a membránpotenciálban (Δψm) (Marchetti et al.,, 1996; Zamzami et al., 1995b; Zamzami et al., 1996), ami a mitokondriális permeabilitás átmenetének (MPT) (Zoratti és Szabó, 1995) köszönhető. Az apoptotikus mitokondriumokból a citoplazmába felszabaduló fehérjék közvetlenül az MPT előtt vagy után képesek kromatin kondenzációt és DNS fragmentációt kiváltani (Liu et al., 1996; Susin et al., 1996; Zamzami et al., 1996).
A haldokló sejt szakít több körben membrán-zárt darab úgynevezett apoptotic szervek hasonlóan fagocitózist, s bomlik a fagocita sejtek (Savill et al., 1993; Hart et al.,, 1996). Az apoptózis helyeivel szomszédos epiteliális sejtek, endothel sejtek és fibroblasztok apoptotikus testeket ölelhetnek fel. Számos tanulmány azt is bizonyítja, hogy a” professzionális ” makrofágokat a sejthalál helyszíneire toborozzák, és felelősek az apoptotikus testek fagocitózisáért (Hopkinson-Woolley et al., 1994; tábor és Márton, 1996). Ez a elnyelés megakadályozza, hogy a gyulladásos válasz a celluláris törmelék intercelluláris terekbe szivárogjon., Az apoptotikus sejtek számos jelet mutatnak a fagociták vonzására, beleértve a sejtfelszíni molekulák, például cukrok, lipidek és fehérjék változásait. Bár az apoptotikus sejtek fagocitikus felismerése kritikus folyamat és aktív kutatási terület, az apoptózis végső eseményének részletei nem tartoznak e felülvizsgálat hatálya alá.
az apoptózis sejtes eseményei ellentétben állnak a nekrózissal, bár mindkettő végül a sejt halálát eredményezi (Darzynkiewicz et al., 1997)., A nekrózist vagy a véletlen sejthalált a sejt gyors, szinte azonnali halála jellemzi katasztrofális sérülés miatt. A nekrotikus sejtek nagy térfogatra duzzadnak, ami drámai növekedést mutat a mitokondriális térfogatban. A plazmamembrán megbomlik, a sejtek tartalma felszabadul, jellemzően gyulladásos reakciót vált ki, amely károsítja a szomszédos sejteket. A DNS lebomlása néha a nekrózis során fordul elő; azonban a hasítási helyek véletlenszerűek, ami a fragmentumméretek teljes skáláját eredményezi., A sejthalál eseteit gyakran egyértelműen meg lehet különböztetni nekrotikus vagy apoptotikus, de egyes esetekben a haldokló sejt mindkét folyamat jellemzőit mutatja.
a programozott sejthalál (PCD) kifejezést általában a sejtek pusztulásának leírására használják a szervezet normális fejlődése során. A legtöbb, de nem minden esetben a PCD ugyanazt a sztereotip folyamatot követi, mint az apoptózis; ezért az apoptózis és a PCD kifejezéseket gyakran szinonimaként használják. Alternatív gyakorlat az apoptózis kifejezés meghatározása a PCD egyik mechanizmusának leírójaként., Ebben a fejezetben az apoptózis kifejezést használjuk az abnormális extracelluláris feszültségek által kiváltott sejthalál és a PCD kifejezés leírására, hogy jelezzük az apoptotikus sejthalált, amely fejlődési predesztinált és általában előforduló.