Apoptoza, czyli programowana śmierć komórki, brzmi co najmniej niepokojąco. Na szczęście jednak wcale tak nie jest! Wiele osób może być zaskoczonych, ale apoptoza to wręcz niezbędny proces, który odgrywa kluczową rolę w funkcjonowaniu naszego organizmu, szczególnie w okresie rozwoju.
Weźmy na przykład nasze dłonie. To dzięki apoptozie powstają oddzielne palce. Komórki znajdujące się pomiędzy nimi ulegają zaprogramowanej śmierci, tworząc przestrzeń i kształtując dłoń. Podobnie dzieje się z uszkodzonymi komórkami w naszym ciele. Mogą one same "postanowić" o swojej śmierci przez apoptozę lub układ odpornościowy "nakłoni" je do tego procesu.
W tym artykule przyjrzymy się bliżej apoptozie, fascynującemu zjawisku biologicznemu, i porównamy ją z nekrozą, czyli innym typem śmierci komórki.
Apoptoza, pochodząca od greckiego słowa oznaczającego "opadanie", to inaczej programowana śmierć komórki. Dzięki temu procesowi organizm usuwa zbędne lub uszkodzone komórki, na przykład powstałe w wyniku urazu.
Nowoczesne badania naukowe wykazały, że śmierć komórkowa jest wręcz nieodłącznym elementem prawidłowego rozwoju embrionów zwierząt. Apoptoza jest częścią życia, regulującą rodzaj i liczbę komórek w trakcie i po rozwoju.
W odróżnieniu od apoptozy, nekroza to bierna śmierć komórki, występująca w wyniku uszkodzenia i zwykle polegająca na pęcznieniu komórki, prowadzącym do jej śmierci i stanu zapalnego.
Natomiast podczas apoptozy komórki się kurczą. Dodatkowo, pozostałości obumarłych komórek są wchłaniane przez otaczające je zdrowe komórki, dzięki czemu nie dochodzi do uszkodzenia otaczającej tkanki.
Przez wiele lat naukowcy błędnie uważali, że "naturalna" śmierć komórki to proces pasywny. Dopiero w latach 70. XX wieku rozpoczęto badania nad śmiercią komórkową, opierając się na jej morfologicznych cechach.
Programowana śmierć komórki (apoptoza) jest mechanizmem odpowiadającym za procesy eliminacji komórek, które przestały działać prawidłowo. Dzięki temu zachowana jest w organizmie homeostaza.
Mechanizm apoptozy jest również odpowiedzialny za śmierć komórek zainfekowanych przez wirusy lub uszkodzone przez bakterie.
Zjawisko apoptozy wykorzystywane jest również w zabiegach kriopolizy, która wywołuje śmierć komórek tłuszczowych(adipocytów). Martwe komórki są następnie usuwane przez układ limfatyczny, prowadząc do zaniku opornej tkanki tłuszczowej w danych obszarze.
Mechanizmy programowanej śmierci komórki
Apoptoza może być wywołana na kilka sposobów, jednak skupimy się na dwóch najważniejszych, wewnętrznym i zewnętrznym. Szlak wewnętrzny związany jest z destabilizacją błony mitochondrialnej co prowadzi do śmierci komórki. Mitochondria odpowiadają za niezbędne funkcje biochemiczne i oddychanie komórkowe.
Proces apoptozy dzieli się na trzy etapy. Pierwszy zaczyna się od zaburzenia równowagi wewnątrz komórki. Następnie następuje napływ białek proapoptotycznych i destabilizacja błony mitochondrialnej oraz napływ cytokin(kaspazy), jest to ostatnia faza śmierci komórki.
Mitochondrium, które jest swoistą „elektrownią” komórki, w przypadku uszkodzenia poprzez szereg głębszych mechanizmów, traci swoją umiejętność produkcji energii, a jej błona staje się przepuszczalna co pozwala na eliminacje wadliwej komórki.
Szlak zewnętrzny polega na odebraniu przez komórkę sygnału inicjującego apoptozę. Dzieje się to w przypadku, gdy komórka zostaje zaatakowana przez wirusa, lub gdy nasz układ immunologiczny, który wykrywa w komórce anomalię.
Długość życia m.in. zależy od zdolności organizmu do regeneracji uszkodzonych komórek.
W badaniach wykazano, że rolą mitochodriów nie jest tylko oddychanie komórkowe, wytwarzanie ATP czy regulacja metabolizmu komórki, ale i aktywne uczestniczenie w procesie śmierci komórki.
Wielu naukowców próbowało stworzyć lek który miałby zdolność do modulacji apoptozy w sposób kontrolowany, aby móc utrzymać populację zdrowych komórek w ciele na poziomie takim jak w młodym organizmie. Badania nie były jednak w pełni owocne.
Istnieje również pula leków badanych klinicznie opierających się na mechanizmie apoptozy, które wykazują potencjał do hamowania dalszego postępowania nowotworów. Badania są jednak na wczesnym etapie.
Apoptoza jest naturalnym i bardzo ważnym procesem zachodzącym w niemal każdym żywym organizmie. Jeżeli komórka jest uszkodzona, ulega samozniszczeniu. Mechanizm ten jest niezbędny do utrzymania homeostazy w organizmie.
