апоптоз
Апоптоз (от древнегреческого ἀπόπτωσις , apóptōsis , «отпадение») представляет собой форму запрограммированной гибели клеток , которая происходит в многоклеточных организмах . [1] Биохимические события приводят к характерным изменениям клеток ( морфологии ) и гибели. Эти изменения включают образование пузырьков , сморщивание клеток , фрагментацию ядра , конденсацию хроматина , фрагментацию ДНК и распад мРНК . В среднем взрослый человек ежедневно теряет от 50 до 70 миллиардов клеток из-за апоптоза. [а]У среднего человеческого ребенка в возрасте от восьми до четырнадцати лет от двадцати до тридцати миллиардов клеток умирает в день. [3]
В отличие от некроза , который является формой травматической гибели клеток, возникающей в результате острого клеточного повреждения, апоптоз представляет собой строго регулируемый и контролируемый процесс, который дает преимущества в течение жизненного цикла организма. Например, разделение пальцев рук и ног у развивающегося эмбриона человека происходит потому, что клетки между пальцами подвергаются апоптозу. В отличие от некроза, при апоптозе образуются клеточные фрагменты, называемые апоптозными тельцами , которые фагоциты способны поглощать и удалять до того, как содержимое клетки сможет выплеснуться на окружающие клетки и вызвать их повреждение. [4]
Поскольку апоптоз не может остановиться после того, как он начался, это строго регулируемый процесс. Апоптоз может быть инициирован одним из двух путей. При внутреннем пути клетка убивает себя, потому что чувствует клеточный стресс , тогда как при внешнем пути клетка убивает себя из-за сигналов от других клеток. Слабые внешние сигналы могут также активировать внутренний путь апоптоза. [5] Оба пути вызывают гибель клеток путем активации каспаз , которые являются протеазами или ферментами, расщепляющими белки. Оба пути активируют каспазы-инициаторы, которые затем активируют каспазы-исполнители, которые затем убивают клетку, разрушая белки без разбора.
В дополнение к его важности как биологического явления дефектные апоптотические процессы связаны с широким спектром заболеваний. Чрезмерный апоптоз вызывает атрофию , тогда как недостаточный уровень приводит к неконтролируемой пролиферации клеток, например, к раку . Некоторые факторы, такие как рецепторы Fas и каспазы, способствуют апоптозу, в то время как некоторые члены семейства белков Bcl-2 ингибируют апоптоз.
Немецкий ученый Карл Фогт первым описал принцип апоптоза в 1842 году. В 1885 году анатом Вальтер Флемминг дал более точное описание процесса запрограммированной гибели клеток. Однако только в 1965 году эта тема была возрождена. Изучая ткани с помощью электронной микроскопии, Джон Керр из Университета Квинсленда смог отличить апоптоз от травматической гибели клеток. [6] После публикации статьи, описывающей это явление, Керр был приглашен присоединиться к Аластеру Карри , а также Эндрю Уилли , который был аспирантом Карри, [7] в Абердинском университете.. В 1972 году трио опубликовало основополагающую статью в British Journal of Cancer . [8] Первоначально Керр использовал термин «запрограммированный клеточный некроз», но в статье процесс естественной гибели клеток был назван апоптозом . Керр, Уилли и Карри считают, что Джеймс Кормак, профессор греческого языка в Абердинском университете, предложил термин апоптоз. Керр получил премию Пауля Эрлиха и Людвига Дармштедтера 14 марта 2000 г. за описание апоптоза. Он разделил приз с бостонским биологом Х. Робертом Хорвицем . [9]
В течение многих лет термины «апоптоз» и «запрограммированная гибель клеток» не были широко цитируемыми. Два открытия вывели клеточную гибель из безвестности в основную область исследований: идентификация компонентов контроля клеточной гибели и эффекторных механизмов, а также связь аномалий клеточной гибели с болезнями человека, в частности раком.
