ชนิดและลักษณะของเซลล์ตาย

การตายของเซลล์ มันเป็นกระบวนการทำลายส่วนประกอบของเซลล์ซึ่งสิ่งมีชีวิตทุกชนิดได้รับในระยะต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์จะต้องมีความสมดุลที่เหมาะสมระหว่างการตายของเซลล์และการแพร่กระจายของพวกเขา.

การตายของเซลล์เกิดขึ้นจากสองกลไกหลัก: โดยการตายของเซลล์หรือการตายของเซลล์โดยไม่ตั้งใจและโดยการตายของเซลล์หรือการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ แต่ละกลไกมีการบันทึกสัณฐานวิทยาของเซลล์โดยเฉพาะ.

Apoptosis หรือการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมประกอบด้วยเส้นทางที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยส่วนประกอบทางพันธุกรรม บ่อยครั้งที่สิ่งมีชีวิตประสบกับสภาพพยาธิสภาพ (เช่นโรคความเสื่อม) โปรแกรม apoptotic สามารถดำเนินการได้อย่างไม่ถูกต้องทำให้เกิดการทำลายเซลล์ที่ไม่เหมาะสม.

โปรแกรมเซลล์ตายเป็นองค์ประกอบสำคัญของเส้นทางการพัฒนาและสภาวะสมดุล (การควบคุมระหว่างการตายและการเพิ่มจำนวนเซลล์) โดยทั่วไป.

เนื้อร้ายหรือเซลล์ตายโดยไม่ได้ตั้งใจคือการตายของเซลล์ประเภทที่สอง มันนำเสนอความแตกต่างที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงถ้าเราเปรียบเทียบกับ apoptosis ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อเซลล์สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยหรือรุนแรงซึ่งส่งผลให้เกิดความเสียหายต่อโครงสร้างเซลล์.

ดัชนี

• 1 โปรแกรมเซลล์ตายหรือ apoptosis
  • 1.1 มุมมองทางประวัติศาสตร์
  • 1.2 คำจำกัดความ
  • 1.3 ฟังก์ชั่น
  • 1.4 ลักษณะเซลล์ของการตายของเซลล์
  • 1.5 ด้านพันธุกรรม
  • 1.6 การไม่ตายจากการตายของเซลล์
• 2 การตายของเซลล์โดยอุบัติเหตุหรือการตายของเนื้อเยื่อ
  • 2.1 คำจำกัดความ
  • 2.2 ลักษณะเซลลูลาร์ของเนื้อร้าย
  • 2.3 กลไก
• 3 การเปรียบเทียบระหว่างการตายของเซลล์และเนื้อร้าย
  • 3.1 ความแตกต่าง
  • 3.2 เราสามารถแยกความแตกต่างระหว่างการตายของเซลล์และเนื้อร้ายได้หรือไม่?
• 4 Cytot พิษตาย
• 5 อ้างอิง

โปรแกรมการตายของเซลล์หรือการตายของเซลล์

มุมมองทางประวัติศาสตร์

ในปี 1972 คำว่า apoptosis ถูกใช้เป็นครั้งแรก มันปรากฏในบทความทางวิทยาศาสตร์คลาสสิกที่เขียนโดยนักเขียน Kerr, Wyllie และ Currie สำหรับเคอร์ et al., apoptosis คำอธิบายรูปแบบทางสัณฐานวิทยาที่โดดเด่นของการตายของเซลล์.

แม้ว่าคุณสมบัติเหล่านี้จะมีรายละเอียดหลายครั้งแล้ว แต่ผู้เขียนเหล่านี้เป็นคนแรกที่ให้ชื่อปรากฏการณ์.

คำนิยาม

สิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ประกอบด้วยเซลล์หลายเซลล์ที่ต้องสร้างการเชื่อมต่อซึ่งกันและกัน ชุมชนต้องได้รับการจัดระเบียบอย่างเข้มงวดและสามารถทำได้โดยสร้างการควบคุมระหว่างการเพิ่มจำนวนเซลล์ใหม่และการกำจัดเซลล์ที่มีอยู่แล้ว.

ด้วยวิธีนี้เซลล์ที่ด้วยเหตุผลหลาย ๆ อย่างไม่จำเป็นต้องสัมผัสกับ "การฆ่าตัวตาย" ในระดับโมเลกุลที่เรียกว่า apoptosis.

การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้เป็นปรากฏการณ์ทางสรีรวิทยาปกติ มันเกี่ยวข้องกับการกำจัดของเซลล์บางอย่างควบคุม กลไกนี้มีความสำคัญต่อการทำงานของเนื้อเยื่อผู้ใหญ่อย่างถูกต้อง นอกจากนี้ยังมีบทบาทในการพัฒนาตัวอ่อน.

ฟังก์ชั่น

รักษาสมดุลของการแพร่กระจาย

วัตถุประสงค์หลักของการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้คือเพื่อรักษาสมดุลของการเพิ่มจำนวนเซลล์ ตัวอย่างเช่นในร่างกายของเราเกือบ 5 x 10 จะถูกกำจัดทุกวัน¹¹ เม็ดเลือดแดงหรือเซลล์เม็ดเลือดผ่านการตายของเซลล์.

ปกป้องเซลล์

นอกจากนี้ยังอนุญาตให้สร้างกลไกการป้องกันเซลล์ที่อาจส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิต ในกรณีของเซลล์ที่ตกเป็นเหยื่อของการติดเชื้อไวรัสพวกเขามักถูกกำจัดโดยการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ ดังนั้นไวรัสไม่สามารถแพร่กระจายภายในโฮสต์.

การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไม่เพียง แต่กำจัดเซลล์ที่ติดเชื้อจากเชื้อโรคภายนอก แต่ยังสามารถกำจัดเซลล์ของร่างกายที่มีความเสียหายต่อสารพันธุกรรม ในกรณีนี้เซลล์ที่มีการกลายพันธุ์ที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตจะถูกกำจัด.

ในกรณีที่การพัฒนาของเซลล์ที่ผิดปกติเหล่านี้สามารถดำเนินต่อไปและกลไกการตายของเซลล์ไม่ได้ทำหน้าที่, เนื้องอกอาจปรากฏขึ้นและการพัฒนาของมะเร็งชนิดต่าง ๆ.

ประสานงานการพัฒนาตัวอ่อน

การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาของตัวอ่อน ในระหว่างการก่อตัวของเดียวกันจะต้องกำจัดหลายเซลล์ที่ไม่จำเป็น.

ตัวอย่างเช่นมันมีหน้าที่ในการกำจัดเนื้อเยื่อในตัวอ่อนในสิ่งมีชีวิตที่ได้รับการเปลี่ยนแปลง: ตัวอ่อนและสัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ นอกจากนี้บางรูปแบบเด็กและเยาวชนมีลักษณะโดยการนำเสนอเยื่อระหว่างนิ้วมือ, ลักษณะของสิ่งมีชีวิตในน้ำ.

เมื่อสิ่งมีชีวิตกลายเป็นผู้ใหญ่เยื่อหุ้มเหล่านี้จะหายไปเนื่องจากเซลล์ที่ประกอบขึ้นเป็นเหตุการณ์การตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้ โดยทั่วไปกระบวนการของการตายของเซลล์จะทำให้แขนขาของมนุษย์และหนูตัวใหญ่: โครงสร้างรูปพลั่วจบลงด้วยตัวเลขที่มีรูปร่างดี.

ในระหว่างการพัฒนาของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมโปรแกรมเซลล์ตายมีส่วนร่วมในการก่อตัวของระบบประสาท เมื่อสิ่งมีชีวิตกำลังพัฒนาเซลล์ประสาทจำนวนมากจะถูกผลิตออกมาซึ่งจะถูกกำจัดโดยการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้.

เซลล์ประสาทที่จัดการเพื่อความอยู่รอด (ใกล้เคียงกับ 50%) สร้างการเชื่อมต่อที่ถูกต้องกับเซลล์เป้าหมาย เมื่อการเชื่อมต่อถูกสร้างขึ้นการหลั่งของชุดของปัจจัยการเจริญเติบโตที่ช่วยให้การอยู่รอดของเซลล์เริ่มต้นขึ้นเนื่องจากมันยับยั้งโปรแกรมการตายของเซลล์.

ลักษณะเซลลูลาร์ของการตายของเซลล์

ในระหว่างการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมเซลล์จะแสดงฟีโนไทป์โดยเฉพาะ คุณสมบัติเด่นประการแรกคือการแยกส่วนของโครโมโซม DNA.

ในเหตุการณ์นี้เกิดการแตกของนิวคลีโอโซมโครงสร้างที่เกิดจาก DNA และโปรตีน ด้วยการควบแน่นของ chromatin นิวเคลียสจะแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ.

เมื่อกระบวนการดำเนินไปเซลล์จะลดขนาดลงอย่างมาก ในที่สุดเซลล์แบ่งออกเป็นหลายส่วนที่ล้อมรอบด้วยเยื่อหุ้มเซลล์ แต่ละชิ้นส่วนเหล่านี้เป็นที่รู้จักกันในนามร่างกาย apoptotic.

ต่อจากนั้นเซลล์ของระบบภูมิคุ้มกันที่เรียกว่าแมคโครฟาจมีหน้าที่รับผิดชอบในการจดจำและทำลายเซลล์ที่ตายแล้วเหล่านี้.

ดังนั้น "ศพ" ของเซลล์ที่ทุกข์ทรมานจากการตายของเซลล์อย่างมีประสิทธิภาพหายไปจากสิ่งมีชีวิตที่มันเป็น - ตรงกันข้ามกับสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อเซลล์เสียชีวิตจากการบาดเจ็บ ในสถานการณ์สุดท้ายนี้เซลล์จะพองตัวและสลายไปในที่สุด.

ในระหว่างการตายของเซลล์นั้นจะเกิดความเสียหายจากไมโทคอนเดรียโดยมีการปลดปล่อยโมเลกุลหลายชุดที่กระตุ้นกลไกการตายเช่น cytochrome c, โปรตีน Smac / Diablo เป็นต้น.

ด้านพันธุกรรม

กฎระเบียบที่เข้มงวดของการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมเกิดขึ้นเนื่องจากการทำงานของยีนต่าง ๆ.

การศึกษาครั้งแรกที่เกี่ยวข้องกับกลไกทางพันธุกรรมของ apoptosis ถูกดำเนินการในไส้เดือนฝอย Caenorhabditis elegans. ในสิ่งมีชีวิตนี้มียีน 3 ยีนที่เกี่ยวข้องกับการดำเนินการและระเบียบของกระบวนการ apoptotic ทั้งหมด.

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมพบยีนที่คล้ายกับไส้เดือนฝอยมาก ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงได้รับการอนุรักษ์ไว้เป็นอย่างดีตลอดการวิวัฒนาการ.

Ced-3 เป็นตัวอย่างของครอบครัวที่เกิดจากโปรตีเอสมากกว่าโหล (เอนไซม์ในโปรตีนไฮโดรไลซ์) รู้จักกันในชื่อ caspases.

ในกรณีที่มีการตายของโปรแกรม caspases ไฮโดรไลซ์โปรตีนที่พบในเซลล์มากกว่า 100 คำถาม ในบรรดาโปรตีนสีขาวของ caspases เราพบว่าสารยับยั้งของ DNAases ซึ่งทำให้เกิดการสลายของ DNA ของนิวเคลียสของเซลล์.

แคสเปสยังมีส่วนรับผิดชอบต่อการแตกของแผ่นนิวเคลียร์ซึ่งนำไปสู่การแตกของนิวเคลียสและโครงร่างโครงร่างโดยทั่วไป ผลที่ตามมาทันทีจากเหตุการณ์ความเสื่อมโทรมเหล่านี้คือการแตกตัวของเซลล์.

การยกเลิกการตรึงของ apoptosis

มีชุดของสิ่งเร้าที่ก่อให้เกิดกลไก apoptotic สิ่งเร้าเหล่านี้สามารถทางสรีรวิทยาหรือพยาธิวิทยา น่าสนใจไม่ใช่ว่าทุกเซลล์จะตอบสนองในทางเดียวกันกับสิ่งเร้า.

การฉายรังสีและยาที่ใช้ในการรักษาโรคมะเร็ง (เคมีบำบัด) ส่งผลให้เกิดการตายของเซลล์จากทางเดินที่เรียกว่าเส้นทางขึ้นอยู่กับ p53.

ฮอร์โมนบางชนิดเช่น corticosteroids - ฮอร์โมนจากกลุ่มของเตียรอยด์และอนุพันธ์ - สามารถนำไปสู่เส้นทาง apoptotic ในบางเซลล์ อย่างไรก็ตามเซลล์ส่วนใหญ่จะไม่ได้รับผลกระทบจากการปรากฏตัวของพวกเขา.

การตายของเซลล์โดยอุบัติเหตุหรือการตายของเนื้อเยื่อ

คำนิยาม

การตายของเซลล์โดยไม่ตั้งใจหรือการตายของเนื้อเยื่อเกิดขึ้นเมื่อเซลล์สัมผัสกับสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวยซึ่งก่อให้เกิดความเสียหายอย่างร้ายแรงต่อโครงสร้างเซลล์.

ปัจจัยเหล่านี้ที่ทำให้เกิดการบาดเจ็บรวมถึงอุณหภูมิที่สูงหรือต่ำมากระดับออกซิเจนที่ผิดปกติการสัมผัสกับสารพิษการสัมผัสกับปฏิกิริยาของออกซิเจนปฏิกิริยาการขาดสารอาหารระดับ pH ที่ผิดปกติและอื่น ๆ.

เงื่อนไขทางการแพทย์ที่แตกต่างกันเกี่ยวข้องกับเนื้อร้ายรวมถึงโรค neurodegenerative เช่นโรคอัลไซเม, โรคฮันติงตัน, โรคพาร์กินสัน, เส้นโลหิตตีบด้านข้าง amyotrophic และโรคลมชัก.

แม้ว่ากระบวนการตายจะเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขทางการแพทย์ต่าง ๆ แต่กลไกหลังจากเหตุการณ์ยังไม่ได้รับการอธิบายอย่างเต็มที่ ในอดีตเนื้อร้ายได้รับการพิจารณาอย่างง่ายๆว่าเป็นปฏิกิริยาอลหม่านที่ทำลายเซลล์.

อย่างไรก็ตามหลักฐานปัจจุบันที่ได้รับจากสิ่งมีชีวิต Caenorhabditis elegans และ แมลงหวี่ มีคำถามนี้ "ความเชื่อ".

ชนิดของเซลล์ต่าง ๆ ที่พบเนื้อร้ายแสดงลักษณะทางสัณฐานวิทยาของเซลล์ที่เฉพาะเจาะจงมากในการตอบสนองต่อแผลแสดงให้เห็นว่ามีโปรแกรมการดำเนินการของเนื้อร้ายกลาง.

การบีบอัดที่สมบูรณ์และมีรายละเอียดของกระบวนการตายอาจส่งผลให้เกิดการพัฒนาวิธีการใหม่ในการควบคุมโรคที่เกี่ยวข้องกับการตายของเซลล์ตาย.

ลักษณะเซลลูลาร์ของเนื้อร้าย

ในขณะที่ apoptosis เนื้อร้ายมีลักษณะทางสัณฐานวิทยา นอกจากนี้สิ่งเหล่านี้แตกต่างจากที่เราสังเกตในเซลล์ที่ตายโดยเส้นทาง apoptotic.

ความตายเกิดขึ้นพร้อมกับการอักเสบอย่างมีนัยสำคัญในเซลล์, การก่อตัวของ vacuoles ในไซโตพลาสซึม, การขยายของเอนโดพลาสซึมเรติเคิล, การก่อตัวของแผลในไซโตพลาสซึม, การควบแน่นของไมโทคอนเดรีย และแตกสลาย.

Necrosis เป็นกระบวนการ "แฝง" เนื่องจากมันไม่ต้องการการสังเคราะห์โปรตีนเพิ่มเติมความต้องการพลังงานที่จำเป็นในการเกิดขึ้นนั้นน้อยมากและไม่มีกลไก homeostatic ของกฎระเบียบเพิ่มเติม.

กลไก

รอยโรคที่เกิดจากเซลล์เนื้อตายสามารถถูกสื่อกลางโดยกลไกหลักสองประการ: การรบกวนของพลังงานและความเสียหายโดยตรงต่อเซลล์เนื่องจากปัจจัยดังกล่าวข้างต้น.

การเปรียบเทียบระหว่างการตายของเซลล์และเนื้อร้าย

ความแตกต่าง

การควบคุมกระบวนการอะพอพโทซิสเป็นกระบวนการที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวดในขณะที่เนื้อร้ายเป็นกระบวนการที่มีพิษซึ่งเซลล์นั้นเป็นเหยื่อที่แฝงตัวของโหมดความตายโดยไม่ขึ้นกับพลังงาน ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วหลักฐานในปัจจุบันได้ตั้งข้อสงสัยเกี่ยวกับการตายของเนื้อร้าย.

ที่ตั้งแห่งความตาย: โดยปกติ apoptosis เกิดขึ้นในเซลล์เดียวหรือในเซลล์เล็ก ๆ ในขณะที่เนื้อร้ายตั้งอยู่ในเซลล์ต่อเนื่อง.

พลาสมาเมมเบรนของรัฐ: ใน apoptosis เยื่อหุ้มเซลล์ยังคงเหมือนเดิมและพลาสซึมไซโตพลาสซึมยังคงอยู่ในร่างกายของ apoptotic ในเนื้อร้ายพลาสม่าในพลาสมาแตกตัวและไซโตปลาสซึมถูกปล่อยออกมา.

กระบวนการอักเสบ: ในอะพอพโทซีสไม่มีการอักเสบชนิดใดในขณะที่ภาวะเงินเฟ้อเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่โดดเด่นที่สุดของเนื้อร้าย การสูญเสียของพังผืดและความสมบูรณ์ของเซลล์ส่งสัญญาณทางเคมีที่รับสมัครตัวแทนของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการอักเสบ.

คุณสามารถแยกความแตกต่างระหว่างการตายของเซลล์และเนื้อร้ายได้หรือไม่?

มันขึ้นอยู่กับอะไรถ้าเซลล์ตายโดยการตายของเซลล์หรือโดยเนื้อร้าย? ปัจจัยหลายอย่างเกี่ยวข้องกับการตัดสินใจนี้รวมถึงลักษณะของสัญญาณการตายประเภทของเนื้อเยื่อที่เป็นปัญหาสถานะของการพัฒนาของสิ่งมีชีวิตและอื่น ๆ.

การใช้เทคนิคเนื้อเยื่อวิทยาแบบดั้งเดิมนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะแยกแยะระหว่างเนื้อเยื่อที่ตายโดยการตายของเซลล์หรือเนื้อร้าย ผลลัพธ์ทางสัณฐานวิทยาของการตายที่เกิดจากทางเดินตายและเส้นทาง apoptotic แตกต่างกันในหลาย ๆ ด้านและทับซ้อนกันในคนอื่น ๆ.

หลักฐานแสดงให้เห็นว่าการตายของเซลล์และเนื้อร้ายเป็นตัวแทนของการแสดงออกทางสัณฐานวิทยาของเส้นทางชีวเคมีที่ใช้ร่วมกันที่เรียกว่าการตายอย่างต่อเนื่องของ apoptosis-necrosis ตัวอย่างเช่นสองปัจจัยมีส่วนร่วมในการแปลงเส้นทาง apoptosis เป็นเนื้อร้าย: ลดความพร้อมของ caspases และ ATP ภายในเซลล์.

พิษต่อเซลล์ตาย

ในสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์มีเซลล์บางชนิดที่เป็นของระบบภูมิคุ้มกัน - หรือสารคัดหลั่งที่ผลิต - ซึ่งเป็นพิษต่อเซลล์อื่น.

เซลล์เหล่านี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการเริ่มต้นเส้นทางที่รับผิดชอบในการทำลายเซลล์เป้าหมาย (ซึ่งอาจเป็นเซลล์ที่ติดเชื้อจากเชื้อโรคหรือเซลล์มะเร็ง) อย่างไรก็ตามผู้เขียนไม่ต้องการรวมสองหมวดหมู่ที่กล่าวถึง (เนื้อร้ายหรือ apoptosis) เนื่องจากมันไม่ได้เกิดขึ้นผ่านกลไกเฉพาะ.

ใช้กรณีที่เฉพาะเจาะจงของการตายของเซลล์ที่ถูกสื่อกลางโดยเซลล์ชนิดที่เรียกว่า CD8 T เซลล์เม็ดเลือดขาว⁺ พิษต่อเซลล์ ในตัวอย่างนี้เซลล์รวมแง่มุมต่าง ๆ ของการเสียชีวิตของเซลล์ทั้งโดยอุบัติเหตุและโปรแกรม.

การอ้างอิง

1. Alberts, B. , Bray, D. , Hopkin, K. , Johnson, A.D. , Lewis, J. , Raff, M. , ... & Walter, P. (2013). ชีววิทยาของเซลล์ที่สำคัญ. วิทยาศาสตร์พวงมาลัย.
2. Cooper, G. , Hausman, R.E. , & Hausman, R.E (2000). เซลล์: วิธีโมเลกุล. วอชิงตันดีซี: ASM กด.
3. Elmore, S. (2007) Apoptosis: รีวิวการตายของเซลล์ที่ตั้งโปรแกรมไว้. พิษวิทยาทางพยาธิวิทยา, 35(4), 495-516.
4. Ross, M. H. , & Pawlina, W. (2006). จุลกายวิภาคศาสตร์เนื้อเยื่อ. Lippincott Williams & Wilkins.
5. Syntichaki, P. , & Tavernarakis, N. (2002) ตายโดยเนื้อร้าย หายนะที่ควบคุมไม่ได้หรือมีคำสั่งเบื้องหลังความโกลาหล?. รายงาน EMBO, 3(7), 604-9.