Was ist Apoptose?

Eine ordnungsgemäße, effiziente Regulierung der Zellentwicklung ist für einen lebenden Organismus unerlässlich. Zellen müssen ständig entfernt und recycelt werden, wobei sie ständig durch neue Zellen ersetzt werden. Ein solcher Prozess, der über die natürliche Lebensdauer eines Organismus abläuft, ist die Apoptose, ein entscheidender Prozess, der in den letzten Jahren intensiv untersucht wurde.

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Apoptose-ein Überblick

Apoptose ist der Prozess des kontrollierten zellulären „Selbstmords“. Während in Nekrosezellen aufgrund von Verletzungen oder Krankheiten sterben, ist Apoptose ein natürlicher Teil der Regulation und Entwicklung der biologischen Prozesse des Körpers. Es ist ein komplexer, aber geordneter Prozess, der vielen Funktionen dient, und Anomalien im Prozess können zu Krankheiten führen.

Zum Beispiel ist die Trennung einzelner Finger im fetalen Stadium auf die Apoptose des zellulären Materials zwischen ihnen zurückzuführen., Wenn dies nicht geschehen würde, würde der Fötus entweder mit „webbed“ Fingern oder nur einem Pad von Gewebe enden, wo die Hand wäre.

Apoptose produziert apoptotische Körper, die Zellfragmente sind, die dann von phagozytischen Zellen verschlungen werden. Dadurch werden die Fragmente entfernt, bevor sie sich in das umgebende Gewebe ausbreiten und möglicherweise Schäden verursachen können.

Apoptosewege

Es gibt zwei Wege, die Apoptose in einer Zelle auslösen können: die intrinsischen und extrinsischen Wege. In dem intrinsischen Weg bewirkt zellulärer Stress, sobald er erkannt wird, dass die Zelle Apoptose selbst initiiert., Im extrinsischen Weg wird die Apoptose durch externe Signale von anderen Zellen initiiert. Der intrinsische Weg kann auch durch schwache externe Signale aktiviert werden.

Mitochondrien spielen eine wesentliche Rolle im intrinsischen Weg. Sie wirken, indem sie durch die Freisetzung von Proteinen aus dem Intermembranraum aktiviert werden, die durch mitochondriale Schwellung und die Bildung von Membranporen oder durch erhöhte Permeabilität der Membran auftreten können, wodurch apoptotische Faktoren aus den Mitochondrien austreten.,

Der wichtigste extrinsische Mediator der Apoptose ist TNF-alpha, ein Zytokin, das von aktivierten Makrophagen produziert wird. Das Zytokin bindet an die TNFR1-und TNFR2-Rezeptoren, die in den meisten menschlichen Zellen vorhanden sind. Der Fas-Weg (an dem der fas – schnelle Apoptose – Signalrezeptor, ein Transmembranprotein, beteiligt ist) ist ein weiterer Initiator für den extrinsischen Weg. Durch die Wechselwirkung zwischen Fas und FasL (dem Fas-Liganden) wird die Bandscheibe (Death-Inducing Signal Complex) gebildet. Eine Rückkopplungsschleife erhöht die Freisetzung von proapoptotischen Faktoren aus den Mitochondrien und beginnt so den Prozess des Zelltods.,

Der Zelltod wird durch beide Wege durch die Aktivierung von Caspasen induziert, bei denen es sich um Enzyme handelt, die Proteine abbauen. Es gibt zwei Arten von Caspasen: Caspasen-inhibitor und Henker-Caspasen (Caspasen-inhibitor aktivieren Sie die Henker-Caspasen). Die Zelle wird dann durch den wahllosen Abbau von Proteinen abgetötet. Der Endprozess der Apoptose ist die Verpackung von Zellorganellen und Proteinen in membrangebundene Blebs (oder Brocken), die dann von Phagozyten konsumiert und entfernt werden.,

Apoptose in physiologischer Entwicklung

Apoptose spielt eine bedeutende Rolle in der physiologischen Entwicklung eines Organismus. Wie bereits erwähnt, ist die Entwicklung von Fingern und Zehen aus dem anfänglichen fetalen „Paddel“ auf Apoptose in den Geweben zwischen ihnen zurückzuführen. Eine Kaulquappe, die ihren Schwanz verliert, ist ein weiteres Beispiel für einen Prozess, der durch Apoptose vermittelt wird. Apoptose spielt auch eine Rolle bei der Entwicklung des Gehirns, indem nicht benötigte Neuronen entfernt werden.

Der durchschnittliche erwachsene Mensch verliert durch den Prozess der Apoptose zwischen 50 und 70 Milliarden Zellen pro Tag., Auf diese Weise werden Zellen ständig entfernt, da sie nicht mehr notwendig werden oder das Ende ihres Lebens erreichen, was das Wachstum neuer Zellen und deren Ersatz ermöglicht.

Altersbedingte Erhöhungen der apoptotischen Lymphozyten führen zu einer erhöhten Sterberate von Zellen im Knochenmark und im Thymus, und diese erhöhte Apoptoserate ist einer der signifikanten Faktoren für das Altern selbst. Apoptose spielt eine bedeutende Rolle im Immunsystem.,

Abnormale Apoptose

Viele Faktoren können eine Rolle bei erhöhten oder verringerten Apoptose-Raten spielen, die sich nachteilig auf den Organismus auswirken können. Störungen im Prozess sind mit Krankheiten, Infektionen und abnormalen physiologischen Prozessen verbunden. Wenn beispielsweise eine Zelle nicht durch Apoptose entfernt wird und daher länger lebt, als sie haben sollte, kann sie fehlerhafte Eigenschaften entwickeln, die dazu führen können, dass sie krank oder krebsartig wird.

Jüngste Forschungen haben gezeigt, wie eine Störung der Apoptose bei NCI-H460, einer Art von Lungenkrebs, auftritt., In der H460-Zelllinie, XIAP (X-linked inhibitor of apoptosis protein) überexprimiert ist. XIAPs binden an Caspase-9 (insbesondere die verarbeitete Form) und verursachen ein Ungleichgewicht von antiapoptotischen und proapoptotischen Effektoren. Beschädigte Zellen replizieren sich weiter und führen zu ihren krebsartigen Mutationen.

Die Hemmung der Apoptose führt zu verschiedenen Krebsarten, Autoimmunerkrankungen und Virusinfektionen. Hyperaktive Apoptose kann zu Gewebeschäden, neurodegenerativen Erkrankungen und hämatologischen Erkrankungen führen. Dazu gehören Alzheimer und Parkinson., HIV-Infektionen sind mit ungeregelter, hyperaktiver Apoptose verbunden.

Abnormale Apoptose wurde auch mit degenerativen Herzerkrankungen wie Kardiomyopathie, paroxysmalen Arrhythmien, arrhythmogener rechtsventrikulärer Dysplasie und Leitungsstörungen in Verbindung gebracht, die für den plötzlichen Tod verantwortlich sein können.

Apoptose-ein kritischer, aber wenig verstandener physiologischer Prozess

Apoptose ist ein Teil der normalen Entwicklung eines Organismus, der noch nicht klar verstanden ist., Aufgrund seiner Rolle bei der Krankheitsanfälligkeit, der Regulierung des natürlichen Zelltods und seiner kritischen Rolle im Immunsystem untersuchen Forscher diesen wesentlichen Prozess, um neue Behandlungen und medikamentöse Therapien zu entwickeln, die die Manipulation der beteiligten Wege beinhalten.

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Citations