PROGRAMOWA ŚMIERĆ

PROGRAMOWA ŚMIERĆ

KOMÓKI

KOMÓKI

Śmierć komórki

Śmierć komórki



Oznacza całkowicie zaprzestanie czynnikami

Oznacza całkowicie zaprzestanie czynnikami

biochemicznymi zachodzącymi w danej

biochemicznymi zachodzącymi w danej

komórce, czyli w efekcie koniec jej istnienia

komórce, czyli w efekcie koniec jej istnienia

.

.



Śmierć komórki może zachodzić

Śmierć komórki może zachodzić

w dwóch mechanizmach:

w dwóch mechanizmach:



Apoptoza



Nekroza

Apoptoza

Apoptoza

(z greckiego - apoptosis - opadanie, więdnięcie liści), czyli

(z greckiego - apoptosis - opadanie, więdnięcie liści), czyli

naturalna, programowana śmierć komórki, jest zjawiskiem

naturalna, programowana śmierć komórki, jest zjawiskiem

fizjologicznym, niezbędnym do prawidłowego

fizjologicznym, niezbędnym do prawidłowego

funkcjonowania każdego organizmu. Jest to proces aktywny,

funkcjonowania każdego organizmu. Jest to proces aktywny,

przebiegający z udziałem metabolizmu komórkowego

przebiegający z udziałem metabolizmu komórkowego

obejmującego aktywację genów i syntezę białek.

obejmującego aktywację genów i syntezę białek.

Apoptozę charakteryzuje szereg specyficznych
zmian morfologicznych i biochemicznych.
Komórka

obkurcza

się

i

oddziela

od

sąsiednich. W jądrze komórkowym dochodzi
do kondensacji i fragmentacji chromatyny.
DNA jest cięte przez endonukleazy. W
kolejnym etapie dochodzi do fragmentacji
cytoplazmy.

Czynniki powodujące

Czynniki powodujące

apoptozę:

apoptozę:



Bodźce fizjologiczne – np. Niedobory hormonów (np.

Bodźce fizjologiczne – np. Niedobory hormonów (np.

zmiana stężenia hormonów steroidowych, czynników

zmiana stężenia hormonów steroidowych, czynników

wzrostu, jonów (np. jonów wapnia);

wzrostu, jonów (np. jonów wapnia);



Występowanie cytokin – cząsteczki produkowane przez

Występowanie cytokin – cząsteczki produkowane przez

układ immunologiczny, np. interferon;

układ immunologiczny, np. interferon;



Oddziaływania międzykomórkowe – na skutek

Oddziaływania międzykomórkowe – na skutek

przekazywania błędnych informacji o podziałach

przekazywania błędnych informacji o podziałach

komórkowych;

komórkowych;



Limfocyty cytotoksyczne (np. przy odrzuceniu

Limfocyty cytotoksyczne (np. przy odrzuceniu

przeszczepu);

przeszczepu);



Czynniki fizyczne (np. promieniowanie jonizujące);

Czynniki fizyczne (np. promieniowanie jonizujące);



Działalnością niektórych patogenów (głównie wirusów)

Działalnością niektórych patogenów (głównie wirusów)



Wolne rodniki.

Wolne rodniki.



Apoptoza

Apoptoza

polega na

polega na

kurczeniu się

kurczeniu się

komóki

komóki

poprzez utratę

poprzez utratę

wody. Po

wody. Po

różnorodnie

różnorodnie

przebiegającej

przebiegającej

fazie inicjacji

fazie inicjacji

apoptozy

apoptozy

zachodzi

zachodzi

fala

fala

egzekucji

egzekucji

zależna od

zależna od

enzymów

enzymów

proteolitycznyc

proteolitycznyc

h z grup

h z grup

kaspaz.

kaspaz.



Szybkie zmiany zachodzące

Szybkie zmiany zachodzące

w jądrze komórkowym mają

w jądrze komórkowym mają

charakter zorganizowany –

charakter zorganizowany –

chromatyna jądrowa ulega

chromatyna jądrowa ulega

kondensacji, a DNA zostaje

kondensacji, a DNA zostaje

pocięte przez

pocięte przez

endonukleazy. DNA

endonukleazy. DNA

apoptycznej komórki dzieli

apoptycznej komórki dzieli

się na fragmenty wielkości

się na fragmenty wielkości

180 par zasad i ich

180 par zasad i ich

wielokrotności. Następuje

wielokrotności. Następuje

dezintegracja

dezintegracja

cytoszkieletu. Komórka

cytoszkieletu. Komórka

apoptyczna zaokrągla się,

apoptyczna zaokrągla się,

traci kontakt z podłożem,

traci kontakt z podłożem,

rozwijają się na jej

rozwijają się na jej

powierzchni liczne

powierzchni liczne

uwypuklenia.

uwypuklenia.



W procesie apoptozy organelle

W procesie apoptozy organelle

komórkowe pozostają nienaruszone.

komórkowe pozostają nienaruszone.

Są one usuwane z komórki wraz z

Są one usuwane z komórki wraz z

fragmentami chromatyny w tzw.

fragmentami chromatyny w tzw.

Ciałkach apoptycznych,

Ciałkach apoptycznych,

pęcherzykach powstałych w wyniku

pęcherzykach powstałych w wyniku

zmian w strukturze błony

zmian w strukturze błony

komórkowej. W większości

komórkowej. W większości

przypadków są one następnie

przypadków są one następnie

fagocytowane przez komórki żerne.

fagocytowane przez komórki żerne.

Apotoza nie wywołuje stanu

Apotoza nie wywołuje stanu

zapalnego i dotyczy pojedynczych

zapalnego i dotyczy pojedynczych

komórek.

komórek.

Apoptoza w stanach

Apoptoza w stanach

patologicznych

patologicznych



Zjawisko apoptozy występuje także w

Zjawisko apoptozy występuje także w

różnych stanach patologicznych.

różnych stanach patologicznych.



Przykładem komórki w stanie apoptozy jest

Przykładem komórki w stanie apoptozy jest

ciałko kwasochłonne („były” hepatocyt w

ciałko kwasochłonne („były” hepatocyt w

wątrobie w zapaleniu wirusowym)

wątrobie w zapaleniu wirusowym)

interpretowanym dawniej jako przejaw

interpretowanym dawniej jako przejaw

martwicy skrzepowej komórki.

martwicy skrzepowej komórki.



Wirus HIV powoduje apoptozę limfocytów T.

Wirus HIV powoduje apoptozę limfocytów T.

W cukrzycy typu II w wyspach trzustkowych

W cukrzycy typu II w wyspach trzustkowych

odkłada się peptyd amylina, który jest

odkłada się peptyd amylina, który jest

tokstyczny i powoduje apoptozę komórek

tokstyczny i powoduje apoptozę komórek

beta i narastanie objawów choroby.

beta i narastanie objawów choroby.

Kaspazy

Kaspazy



Enzymy z grupy proteaz, kontrolujących apoptozę, czyli

Enzymy z grupy proteaz, kontrolujących apoptozę, czyli

programową śmierć komórki

programową śmierć komórki

Właśnie kaspazy w największym stopniu odpowiadają za

Właśnie kaspazy w największym stopniu odpowiadają za

zniszczenie komórki skazanej na samobójstwo: przecinając

zniszczenie komórki skazanej na samobójstwo: przecinając

odpowiednie białka, pośrednio doprowadzają do poszatkowania

odpowiednie białka, pośrednio doprowadzają do poszatkowania

materiału genetycznego na drobne kawałki, zmainy kształtu

materiału genetycznego na drobne kawałki, zmainy kształtu

komórki i jej podzielenia na pęcherzyki apoptyczne, które są

komórki i jej podzielenia na pęcherzyki apoptyczne, które są

natychmiast pożerane przez inne, żywe komórki (granulocyty

natychmiast pożerane przez inne, żywe komórki (granulocyty

obojętnochłonne (neutrofile), monocyty, komórki sąsiadujące).

obojętnochłonne (neutrofile), monocyty, komórki sąsiadujące).



Pęcherzyki apoptyczne posiadają w pełni

Pęcherzyki apoptyczne posiadają w pełni

funkcjonalne organella komórkowe.

funkcjonalne organella komórkowe.



Do tej pory naukowcy wiedzieli, że

Do tej pory naukowcy wiedzieli, że

kaskada kaspaz może rozpoczynać się

kaskada kaspaz może rozpoczynać się

przy błonie komórkowej (np. wskutek

przy błonie komórkowej (np. wskutek

aktywacji białka Fas) albo w pobliżu

aktywacji białka Fas) albo w pobliżu

mitochondrium, kiedy do cytoplazmy

mitochondrium, kiedy do cytoplazmy

przedostaną się cząsteczki cytochromu

przedostaną się cząsteczki cytochromu

c.

c.

Kaspazy jako

Kaspazy jako

proteazy,

proteazy,



rozszczepiają białka i równocześnie

rozszczepiają białka i równocześnie

aktywują inne kaspazy. Następuje trawienie

aktywują inne kaspazy. Następuje trawienie

strukturalnych białek i degradacja DNA.

strukturalnych białek i degradacja DNA.

Komórka ulega fagocytozie.

Komórka ulega fagocytozie.



Uszkodzenie siateczki śródplazmatycznej

Uszkodzenie siateczki śródplazmatycznej

prowadzi do uruchomienia kaspazy 12,

prowadzi do uruchomienia kaspazy 12,

która znajduje się wewnątrz siateczki i do

która znajduje się wewnątrz siateczki i do

skierowania komórki na drogę apoptozy.

skierowania komórki na drogę apoptozy.



Jeśli programowa śmierć komórki zaczyna

Jeśli programowa śmierć komórki zaczyna

się od aktywacji kaspaz przy

się od aktywacji kaspaz przy

mitochondrium albo przy błonie

mitochondrium albo przy błonie

komórkowej to kaspaza 12 w ogóle nie jest

komórkowej to kaspaza 12 w ogóle nie jest

uruchamiana.

uruchamiana.

Ciałka apoptyczne

Ciałka apoptyczne

pozostałości po apoptyczne komórce. Są

pozostałości po apoptyczne komórce. Są

to otoczone błoną komórkową fragmenty

to otoczone błoną komórkową fragmenty

cytoplazmy zawierające funkcjonalne

cytoplazmy zawierające funkcjonalne

organella i resztki chromatyny.

organella i resztki chromatyny.

Ciało apoptyczne w cytoplazmie
komórki trawiącej

Receptory śmierci,

Receptory śmierci,



Występujące na powierzchni komórek

Występujące na powierzchni komórek

białka takie jak: Fas, receptor dla

białka takie jak: Fas, receptor dla

TNF-α

,

,

receptor DR, których wspólną cechą jest

receptor DR, których wspólną cechą jest

transdukcja sygnału powodującego

transdukcja sygnału powodującego

uruchomienie kaskady kaspaz i apoptozę.

uruchomienie kaskady kaspaz i apoptozę.

Martwica,

Martwica,



Nekroza (gr. Martwy, łac.

Nekroza (gr. Martwy, łac.

necrosis

necrosis

),

),



Ciąg zmian zachodzących po śmierci komórki.

Ciąg zmian zachodzących po śmierci komórki.

Występuje ona w następstwie mechanicznego lub

Występuje ona w następstwie mechanicznego lub

chemicznego uszkodzenia, które jest na tyle duże,

chemicznego uszkodzenia, które jest na tyle duże,

że nie może zostać wyleczone.

że nie może zostać wyleczone.

Nekroza następuje w wyniku zakażenia komórki

Nekroza następuje w wyniku zakażenia komórki

patogenem lub na skutek silnie działających

patogenem lub na skutek silnie działających

czynników środowiskowych, takich jak:

czynników środowiskowych, takich jak:



Niedotlenienie;

Niedotlenienie;



Duże dawki promieniowania;

Duże dawki promieniowania;



Braku substancji odżywczych;

Braku substancji odżywczych;



Uszkodzenie wywołane przez substancje

Uszkodzenie wywołane przez substancje

toksyczne;

toksyczne;



Uszkodzenie termiczne, albo innego rodzaju stresu

Uszkodzenie termiczne, albo innego rodzaju stresu

działającego na komórkę.

działającego na komórkę.

Martwica charakteryzuje

Martwica charakteryzuje

się...

się...



Stopniową degradacją struktur

Stopniową degradacją struktur

komórkowych (m. in. Denaturacją

komórkowych (m. in. Denaturacją

białek),

białek),



Obrzmieniem cytoplazmy,

Obrzmieniem cytoplazmy,



Dezintegracją błony komórkowej

Dezintegracją błony komórkowej



Chaotyczną

Chaotyczną inaktywacją

wszystkich szlaków

wszystkich szlaków

biochemicznych.

biochemicznych.

W odróżnieniu od

W odróżnieniu od

apoptozy...

apoptozy...

Nekrozie towarzyszy wydostanie się zawartości

Nekrozie towarzyszy wydostanie się zawartości

komórki (następuje rozpad komórki) do otaczającej

komórki (następuje rozpad komórki) do otaczającej

ją przestrzeni międzykomórkowej, na skutek utraty

ją przestrzeni międzykomórkowej, na skutek utraty

ciągłości błony komórkowej i uwolnienia enzymów

ciągłości błony komórkowej i uwolnienia enzymów

lizosomalnych. Powoduje to zazwyczaj silną reakcję

lizosomalnych. Powoduje to zazwyczaj silną reakcję

zapalną, która może mieć znaczenie patologiczne

zapalną, która może mieć znaczenie patologiczne

(nie występuje to na ogół w przypadku apaptozy).

(nie występuje to na ogół w przypadku apaptozy).

DNA komórek rozpada się na fragmenty o

DNA komórek rozpada się na fragmenty o

przypadkowej długości.

przypadkowej długości.

Śmierć komórek lub tkanek

Śmierć komórek lub tkanek

może nastąpić:

może nastąpić:



W przypadku śmierci całego ustroju – ciało

W przypadku śmierci całego ustroju – ciało

zmarłego ulega rozkładowi wskutek działania

zmarłego ulega rozkładowi wskutek działania

własnych enzymów litycznych (autoliza),

własnych enzymów litycznych (autoliza),



W przypadku chirurgicznego wycięcia

W przypadku chirurgicznego wycięcia

narządu lub jego fragmentu – tkanka wycięta

narządu lub jego fragmentu – tkanka wycięta

obumiera, ulega autolizie, jeżeli nie zostanie

obumiera, ulega autolizie, jeżeli nie zostanie

włożona do utrwalacza,

włożona do utrwalacza,



W razie zadziałania czynników lub warunków

W razie zadziałania czynników lub warunków

zabijających fragment ustroju żywego.

zabijających fragment ustroju żywego.

Do typów martwicy

Do typów martwicy

komórek zaliczamy:

komórek zaliczamy:



Martwicę skrzepową (najczęściej zawał);

Martwicę skrzepową (najczęściej zawał);



Martwicę rozpływną (typowa dla mózgu);

Martwicę rozpływną (typowa dla mózgu);



Martwicę enzymatyczną tkanki tłuszczowej

Martwicę enzymatyczną tkanki tłuszczowej

(w tkance tłuszczowej okołotrzustkowej)

(w tkance tłuszczowej okołotrzustkowej)



Martwicę serowaną (serowacenie – typowo

Martwicę serowaną (serowacenie – typowo

w gruźlicę)

w gruźlicę)



Zgorzel (zachodzi gnicie), w tym:

Zgorzel (zachodzi gnicie), w tym:

•

Zgorzel wilgotna

Zgorzel wilgotna

•

Zgorzel sucha

Zgorzel sucha

•

Zgorzel gazowa

Zgorzel gazowa

Rodzaje martwic:

Rodzaje martwic:



Martwica aseptyczna

Martwica aseptyczna



Martwica rozpływna

Martwica rozpływna



Martwica sucha

Martwica sucha

Dziękuję za uwagę

Dziękuję za uwagę



