Apoptoza - co to jest i jakie ma znaczenie?

Apoptoza to naturalna, zaprogramowana genetycznie śmierć komórki w organizmach zwierząt i ludzi. W ramach tego procesu usuwane są komórki uszkodzone, zakażone, zmutowane, czy z czasem zbędne. Do ich eliminacji dochodzi bez wywoływania stanu zapalnego czy uszkodzeń tkanek. Apoptoza pełni bardzo ważną rolę w organizmie, a zaburzenia w tym procesie są oznaką chorób degeneracyjnych lub nowotworowych.

Apoptoza

Co to jest apoptoza? Apoptoza zwana też samobójczą śmiercią komórki, to naturalny proces zachodzący w organizmach zwierząt i ludzi. Proces ten występuje podczas całego życia organizmu.

Apoptoza jest procesem wpływającym na homeostazę (równowagę) tkankową organizmu. Polega on na eliminacji komórek, które zostały zużyte lub uszkodzone i w związku z tym mogłyby zaszkodzić prawidłowemu funkcjonowaniu organizmu. Zdolność do takiej zaprogramowanej śmierci ma większość komórek. Apoptozę można zaobserwować już na etapie embriogenezy, czyli kształtowania się układu nerwowego ssaków, ale też w późniejszym stadium, czyli u organizmów dorosłych.

Apoptoza –  proces i jego zaburzenia

Podczas procesu apoptozy w komórce dochodzi do wielu zmian, mających na celu jej bezpieczne usunięcie. Taka komórka oddziela się od innych, a z uwagi na odwodnienie i utratę elektrolitów zmienia kształt i kurczy się. Zmienia się również objętość cytoplazmy, a powierzchnia komórki ulega pofałdowaniu. Następuje również fragmentacja jądra komórkowego i powstają ciałka apoptotyczne. Dzięki wytworzeniu nierozpuszczalnej osłony zawartość komórki nie wydostaje się na zewnątrz, lecz są wchłaniane przez komórki sąsiednie lub makrofagi. Dlatego też apoptoza nie powoduje stanu zapalnego w organizmie.

W procesie usuwania niepotrzebnych, czy też zagrażających organizmowi komórek, biorą udział białka oraz enzymy:

  • kaspazy, które trawią białka jądrowe i cytoplazmatyczne,
  • transglutaminazy, które wytwarzają ciałka apoptotyczne,
  • endonukleolityczne, które niszczą kwasy nukleinowe komórki.

Zaburzenia w procesie apoptozy mają wpływ na powstawanie wad wrodzonych, a więc już na początku życia organizmu. Od procesu eliminacji komórek zależy bowiem prawidłowe kształtowanie się tkanek oraz narządów w okresie rozwoju zarodka (embriogeneza).

Apoptoza i nekroza

Apoptoza to aktywna śmierć komórki, natomiast nekroza - bierna. Do nekrozy może dojść poprzez:

  • uszkodzenie mechaniczne,
  • użycie środków chemicznych,
  • promieniowanie
  • czy kontakt z jadem.

Pod wpływem tych czynników zewnętrznych dochodzi do rozerwania błony komórkowej i przedostania się zawartość komórki do przestrzeni międzykomórkowej. W ten sposób w organizmie dochodzi do stanu zapalnego. To podstawowa różnica zachodząca między nerkozą a apoptozą.  

Apoptoza, a inne choroby

Choroba AIDS, czyli zespół nabytego upośledzenia odporności, wywoływana przez wirus HIV, to przykład zaburzeń apoptozy. Tak zwana apoptoza nadmierna to śmierć zbyt dużej liczby komórek. Organizm nie jest w stanie wytworzyć komórek zastępczych, co prowadzi do jego autodestrukcji. Również inne wirusy potrafią doprowadzić do długotrwałych problemów zdrowotnych. Zaburzenia apoptozy wywołuje między innymi wirus pomoru afrykańskiego świń czy lentiwirus u owiec.

Do czynników chorobotwórczych, które są w stanie zaburzyć proces apoptozy, należą także chlamydie. Te dość powszechne bakterie mogą przyczynić się do powstania poważnych problemów zdrowotnych. Niektórzy naukowcy uważają, że bakterie te mają nawet zdolność przenikania do przestrzeni międzykomórkowej, co dodatkowo wydłuża czas trwania zakażenia i uszkadzania tkanek.

Apoptoza pojawia się też przy reumatoidalnym zapaleniu stawów. Zaburzenia w procesie usuwania zbędnych komórek u człowieka widoczne są na różnych etapach reumatoidalnego zaburzenia stawów. Zachwiania w apoptozie powodują nasilenie degradacji tkanek i wydłużenie stanu zapalnego.

Apoptoza nowotwory

W onkologii apoptoza wykorzystywana jest do walki z nowotworami. Leki dla chorych na nowotwory wytwarzane są tak, aby wywoływały apoptozę lub inny rodzaj śmierci chorych komórek, przy zachowaniu tych zdrowych. Specjaliści nazywają taki proces nakłanianiem nowotworu do popełnienia samobójstwa. Dlatego apoptoza komórek nowotworowych jest niezwykle ważna we współczesnej medycynie.