STARZENIE SI
i
ZAPROGRAMOWANA ŚMIERĆ
KOMÓREK
KOMÓREK
( bez komórek macierzystych)
Czynniki odpowiedzialne za starzenie się komórek:
" Skrócenie telomerów (z 15 kb do 5 kb)
" Aktywacja genów supresorowych guzów
" Akumulacja uszkodzeń pochodzących z
" Akumulacja uszkodzeńpochodzących z
zewnÄ…trz (wolne rodniki, chemikalia, UV)
FENOTYP KOMÓREK STARZEJ
CYCH SI
:
Zmiany morfologiczne
" Wzrost rozmiarów komórek (hypertrofia)
" Wzrost rozmiarów mitochondriów
" Wzrost rozmiarów i liczby lizosomów
" Poszerzenia cystern siateczki śródplazmatycznej
" Poszerzenia cystern siateczkiśródplazmatycznej
" Odkładanie się lipofuscyny (barwnik starzenia)
Zmiany biochemiczne :
" Sumowanie się defektów w systemie naprawy DNA
" Spadek aktywności wielu enzymów
Zmiany w błonie komórkowej starzejących
się komórek dotyczą:
1. Składu lipidowego
2. Aktywności enzymów błonowych
gęstości
gęstości
3. Receptorów
Powinowactwa do
ligandów
4. Potencjału błonowego
5. Białek transportowych
6.Expresji  antigenu starzenia siÄ™
(zmodyfikowany transporter anionów)
Populacje komórek w ustroju:
I. Komórki nie dzielące się :
- k. nerwowe
- k. mieśnia sercowego
II. Komórki wolno dzielące się(przez proste proste
podwojenie)
- hepatocyty, komórki trzustki, komórki nerki
- hepatocyty, komórki trzustki, komórki nerki
- fibroblasty (osteoblasty), k.śródbłonka
III. Komórki szybko dzielące się (z komórek
macierzystych):
- k.naskórka
- k.nabłonkowe przewodu pokarmowego
- k.szpiku, k.nabłonka plemnikotwórczego
MARTWICA APOPTOZA
ROŻNICE POMI
DZY APOPTOZ
A MARTWIC

SPOSOBY IDENTYFIKACJI APOPTOZY
1. Obraz morfologiczny na poziomie mikroskopu
optycznego (barwienie Hoechsta)
2. Obraz morfologiczny na poziomie mikroskopu
elektronowego
3. Reakcja ze znakowanÄ… anneksynÄ… (identyfikacja
3. Reakcja ze znakowanÄ…anneksynÄ…(identyfikacja
fosfatydyloseryny na powierzchni błony)
4. TUNEL (Terminal deoxynucleotidyl Transferase 
Tdt mediated d UTP  biotin nick end labeling)
5. Elektroforeza DNA w żelu agarozowym/
poliakrylamidowym ( drabinka )
Apoptoza realizowana jest przez
aktywacjękaspaz
Kaspazy (caspases)
cystein proteases that cleave proteins after an
aspartic acid residue
Aktywacja apoptozy od zewnÄ…trz
Aktywacja apoptozy od wewnÄ…trz
SZLAKI INDUKCJI APOPTOZY
SZLAK BA
ONOWY
Działanie ligandów na błonowe receptory:
D
Aktywacja domen śmierci (DD)
I
Przyłączenie białek adaptorowych (FADD, TRADD)
S
Przyłączenie i autoproteliza prokaspazy 8
C
* DISC  Death induced signalling complex
Receptorowa indukcja apoptozy przez ligandy:
-Tumor necrosis factor), TNFÄ…
- APO-1/FAS (CD95),
-TRAIL (TNF-related apoptosis inducing factor)*
- Limfotoksyna ²
*dla komórek transformowanych
SZLAKI INDUKCJI APOPTOZY cd.
SZLAK MITOCHONDRIALNY
A
1
P
Uwolnienie cytochromu C
O
(Bax, Bad)
P
P
T
Przyłączenie Apaf-1
O
do prokaspazy 9
S
O Autoproteoliza prokaspazy 9
M
Uwolnienie DIABLO (direct IAP binding protein
2
with low PI)
SZLAKI INDUKCJI APOPTOZY cd.
SZLAK SIATECZKI ŚRÓDPLAZMATYCZNEJ
- uszkodzenie siateczki śródplazmatycznej
- uwolnienie jonów Ca2+
- uwolnienie jonów Ca
-
aktywacja kaspazy 12
CZYNNIKI INDUKUJ
CE APOPTOZ

Biologiczne:
" hormony: (glikokortykoidy, h. płciowe, ACTH,
" cytokiny TNFÄ…, TGF², IL1², IL3, IL6
" p-ciała anty Fas/APO-I
" niedobór czynników wzrostowych
" produkty limfocytów cytotoksycznych (perforyny, proteazy
serynowe-granzymy A i B)
" niektóre wirusy (HIV)
" przerwanie kontaktu z otoczeniem
CZYNNIKI INDUKUJ
CE APOPTOZ
cd.
Chemiczne
" wolne rodniki,
" leki: antracykliny
niektóre antybiotyki (bleomycyna)
aspiryna
" inhibitory niektórych enzymów (topoizomerazy I,II, kinazy C)
" inhibitory niektórych enzymów (topoizomerazy I,II, kinazy C)
" zwiÄ…zki toksyczne: alkilujÄ…ce, CCl4
cyjanki, alkohol
Fizyczne:
" Promieniowanie UV, Rtg
" szok zimny
" szok cieplny
INHIBITORY APOPTOZY
" Bcl  2
" IAPs (Inhibitor of apoptosis proteins)
" FLIP (Flice inhibitory protein)
" FLIP (Flice inhibitory protein)
" Białko surwiwina (z rodziny IAP)
" Fosforylacje (receptorów, Bcl 2, Bad)
" SODD (silencer of death domains)
" Białka szoku termicznego
ASPEKT MEDYCZNY
Zmiany dotyczące białek IAPs:
W komórkach transformowanych:
- nadekspresja
- zaburzenie degradacji
- zaburzenie degradacji
We wrodzonej atrofii mięśni kręgosłupa:
- mutacja prowadzÄ…ca do nadmiernej aktywacji
kaspaz
ASPEKT MEDYCZNY
Patologie dotyczące białek FLIP
Zawarte w wirusach (v.FLIP):
- Human Herpes Virus
- Kaposi sarcoma as.HHV
- Kaposi sarcoma as.HHV
- Moluscum contagiosum virus
Zawarte w komórkach (c.FLIP):
- melanoma, pierwotnych keratynocytach
Dodatkowa ekspresja w ch. autoimmunologicznych
Specyfika Apoptozy w komórkach nowotworowych:
" Indukcja apoptozy przez TRAIL omija brak p53 i
nadekspresjÄ™ Bcl-2
" Indukcja apoptozy przez blokowanie receptorów
związanych z przeżyciem
" Większość stosowanych leków działa poprzez szlak
mitochondrialny zwłaszcza przez uwalnianie smac/DIABLO
" Mutacje genów proapoptotycznych  oporność na chemio- i
radioterapiÄ™
APOPTOZA:
PROLIFERACJA:
AIDS
rak
Ch.Alzheimera
lupus erythematosus
C. Parkinsona
glomerulonephritis
anemia aplastyczna
infekcje wirusowe
zawał serca
RÓWNOWAGA POMI
DZY PROLIFERACJą KOMÓREK A
APOPTOZ

PRZYKA
ADY APOPTOZY
W warunkach fizjologicznych
" regresja ogona u kijanek
" zanik błon międzypalcowych u ludzkich embrionów
" redukcja ilości komórek w różnych tkankach (CSN) l
" zanik gruczołu mlekowego po ustaniu karmienia
" atrezja pęcherzyków jajnikowych
" atrezja pęcherzyków jajnikowych
" regresja korzenia włosa (catogen)
" rogowacenie komórek naskórku
" delecja autoreaktywnych T limfocytów i neutrofilów
" utrzymanie stałej liczebności populacji wolno i szybko
rosnÄ…cych
" supresja nowotworów
ROZPOZNAWIANIE KOMÓREK
APOPTOCZNYCH PRZEZ
MAKROFAGI DZI
KI:
- lektynom
- rozpoznanie zmienionego cukru w otoczce
- integrynom
- rozpoznanie :
trombospondyny
fibronektyny
fosfatydyloseryny (przemieszczonej do
zewnętrznej blaszki)