Ишемическая гибель клеток
Ишемическая гибель клеток , или онкоз , является формой случайной гибели клеток. Процесс характеризуется истощением АТФ внутри клетки, что приводит к нарушению работы ионных насосов, набуханию клеток, очистке цитозоля , расширению эндоплазматической сети и аппарата Гольджи , конденсации митохондрий, слипанию хроматина и образованию цитоплазматических пузырей. [1] Онкоз относится к серии клеточных реакций после повреждения, которые предшествуют гибели клеток. Процесс онкоза делится на три стадии. Во-первых, клетка становится склонной к онкозу в результате повреждения плазматической мембраны в результате токсичности или ишемии, что приводит к утечке ионов и воды из-за истощения АТФ. [2] Возникающий впоследствии ионный дисбаланс приводит к набуханию клетки без одновременного изменения проницаемости мембраны, способного обратить набухание вспять. [3] На второй стадии порог обратимости для клетки преодолевается, и клетка становится подверженной клеточной гибели. На этом этапе мембрана становится аномально проницаемой для трипанового синего и йодида пропидия , что указывает на повреждение мембраны. [4] Заключительной стадией является гибель клеток и удаление клеток посредством фагоцитоза, опосредованного воспалительной реакцией. [5]
Этимология
[ редактировать ]Хотя ишемическая гибель клеток является общепринятым названием этого процесса, было введено альтернативное название онкоз , поскольку в известных моделях этот процесс включает в себя набухание пораженных клеток до аномально больших размеров. Считается, что это вызвано отказом ионных насосов плазматической мембраны . Название «онкоз» (происходящее от «onkos» , что означает «размер», и «onkosis» , что означает «опухоль») было впервые введено в 1910 году патологоанатомом Фридрихом Даниэлем фон Реклингхаузеном . [6]
Сравнение с апоптозом
[ редактировать ]Онкоз и апоптоз представляют собой отдельные процессы клеточной смерти. Онкоз характеризуется клеточным отеком, вызванным нарушением функции переносчика ионов . Апоптоз, или запрограммированная гибель клеток, включает в себя серию процессов сокращения клеток, начиная с уменьшения размера клеток и пикноза которыми следуют отпочкование клеток и кариорексис , а также фагоцитоз макрофагами , за или соседними клетками из-за уменьшения размера. [7] Фагоцитарная утилизация апоптотических клеток предотвращает высвобождение клеточного мусора, который может вызвать воспалительную реакцию в соседних клетках. [8] Напротив, утечка клеточного содержимого, связанная с разрушением мембраны при онкозе, часто провоцирует воспалительную реакцию в соседних тканях, вызывая дальнейшее повреждение клеток. [9] Кроме того, апоптоз и деградация внутриклеточных органелл опосредуются активацией каспаз , особенно каспазы-3 . [10] Фрагментация олигонуклосомальной ДНК инициируется активируемой каспазой дезоксирибонуклеазой после опосредованного каспазой-3 расщепления ингибитора фермента, ICAD. [11] Напротив, было показано, что онкотический путь не зависит от каспазы-3. [12]
Основным фактором, определяющим гибель клеток, происходящую по онкотическому или апоптотическому пути, является уровень клеточного АТФ. [13] Апоптоз зависит от уровня АТФ для формирования энергозависимой апоптосомы . [14] Отличительным биохимическим явлением, наблюдаемым только при онкозе, является быстрое истощение внутриклеточного АТФ. [15] Недостаток внутриклеточного АТФ приводит к дезактивации натриевой и калиевой АТФазы в поврежденной клеточной мембране. [16] Отсутствие транспорта ионов через клеточную мембрану приводит к накоплению ионов натрия и хлорида внутри клетки с одновременным притоком воды, что способствует характерному клеточному набуханию при онкозе. [17] Было показано, что, как и в случае апоптоза, онкоз генетически запрограммирован и зависит от уровня экспрессии разобщающего белка-2 (UCP-2) в клетках HeLa . Повышение уровня UCP-2 приводит к быстрому снижению мембранного потенциала митохондрий, снижению уровня митохондриального НАДН и внутриклеточного АТФ, инициируя онкотический путь. [18] Продукт антиапоптотического гена Bcl-2 не является активным ингибитором гибели клеток, инициированной UCP-2, что дополнительно позволяет различать онкоз и апоптоз как отдельные механизмы клеточной гибели. [19]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вирасингхе, Прия и Л. Максимилиан Буджа. «Онкоз: важный неапоптотический способ гибели клеток». Экспериментальная и молекулярная патология 93.3 (2012): 302-308.
- ^ Вирасингхе, Прия и Л. Максимилиан Буджа. «Онкоз: важный неапоптотический способ гибели клеток». Экспериментальная и молекулярная патология 93.3 (2012): 302-308.
- ^ Вирасингхе, Прия и Л. Максимилиан Буджа. «Онкоз: важный неапоптотический способ гибели клеток». Экспериментальная и молекулярная патология 93.3 (2012): 302-308.
- ^ Вирасингхе, Прия и Л. Максимилиан Буджа. «Онкоз: важный неапоптотический способ гибели клеток». Экспериментальная и молекулярная патология 93.3 (2012): 302-308.
- ^ Скарабелли Т.М., Найт Р., Стефану А., Таунсенд П., Чен-Скарабелли К., Лоуренс К., Готлиб Р., Лэтчман Д. и Нарула Дж. (2006) . Клинические последствия апоптоза в ишемизированном миокарде. Текущие проблемы кардиологии, 31(3), 181-264.
- ^ Майно; Йорис (1995). «Апоптоз, онкоз и некроз. Обзор гибели клеток» . Являюсь. Дж. Патол . 146 (1): 1–2, 16–19. ПМК 1870771 . ПМИД 7856735 .
- ^ Майно, Г., и Йорис, И. (1995). Апоптоз, онкоз и некроз. Обзор гибели клеток. Американский журнал патологии, 146 (1), 3.
- ^ Рен Ю. и Сэвилл Дж. (1998). Апоптоз: важность употребления в пищу. Смерть клеток и дифференцировка, 5(7), 563-568.
- ^ Рен Ю. и Сэвилл Дж. (1998). Апоптоз: важность употребления в пищу. Смерть клеток и дифференцировка, 5(7), 563-568.
- ^ Эрншоу, WC, Мартинс, LM, и Кауфманн, SH (1999). Каспазы млекопитающих: структура, активация, субстраты и функции при апоптозе. Ежегодный обзор биохимии, 68 (1), 383–424.
- ^ Энари, М., Сакахира, Х., Ёкояма, Х., Окава, К., Ивамацу, А., и Нагата, С. (1998). Активируемая каспазой ДНКаза, разрушающая ДНК во время апоптоза, и ее ингибитор ICAD. Природа, 391(6662), 43-50.
- ^ Вирасингхе, Прия и Л. Максимилиан Буджа. «Онкоз: важный неапоптотический способ гибели клеток». Экспериментальная и молекулярная патология 93.3 (2012): 302-308.
- ^ Эгучи Ю., Симидзу С. и Цудзимото Ю. (1997) Внутриклеточные уровни АТФ определяют судьбу гибели клеток в результате апоптоза или некроза. Рак Рез. в печати
- ^ Эгучи Ю., Симидзу С. и Цудзимото Ю. (1997) Внутриклеточные уровни АТФ определяют судьбу гибели клеток в результате апоптоза или некроза. Рак Рез. в печати
- ^ Эгучи Ю., Симидзу С. и Цудзимото Ю. (1997) Внутриклеточные уровни АТФ определяют судьбу гибели клеток в результате апоптоза или некроза. Рак Рез. в печати
- ^ Ямамото Н., Смит М.В., Маки А., Березский И.К. и Трамп Б.Ф. (1994). Роль цитозольного Ca2+ и протеинкиназ в индукции гена hsp70. Kidney International, 45(4), 1093-1104.
- ^ Ямамото Н., Смит М.В., Маки А., Березский И.К. и Трамп Б.Ф. (1994). Роль цитозольного Ca2+ и протеинкиназ в индукции гена hsp70. Kidney International, 45(4), 1093-1104.
- ^ Миллс, Э.М., Сюй, Д., Фергюссон, М.М., Комбс, Калифорния, Сюй, Ю. и Финкель, Т. (2002). Регуляция клеточного онкоза путем разобщения белка 2. Журнал биологической химии, 277 (30), 27385-27392.
- ^ Миллс, Э.М., Сюй, Д., Фергюссон, М.М., Комбс, Калифорния, Сюй, Ю. и Финкель, Т. (2002). Регуляция клеточного онкоза путем разобщения белка 2. Журнал биологической химии, 277 (30), 27385-27392.