img112095

czyć normalną tkankę. Tylko te ty-mocyty, które produkują użyteczne receptory, dojrzeją całkowicie i dostaną się do krwiobiegu, aby patrolować organizm. Te, którym się nie udało wytworzyć funkcjonalnego receptora, jeszcze w grasicy przechodzą jako zbęd-' ne proces apoptozy. Śmierci ulegają także te tymocyty, których receptory wiążą się mocno z cząsteczkami występującymi w grasicy. Silne wiązanie jest bowiem sygnałem, że komórka mogłaby później atakować zdrową tkankę własnego organizmu w reakcji auto-immunologicznej.

Dojrzałe komórki T, które w końcu przedostają się do krwiobiegu, pozostają w spoczynku, dopóki nie napotkają obcego antygenu rozpoznawanego przez ich receptor. Komórki spoczynkowe, podobnie jak tymocyty i inne typy komórek, są zdolne do reagowania na dodatkowe induktory samobójczej śmierci: promienie X (stosowane np. podczas radioterapii nowotworów) i inne czynniki uszkadzające DNA. Uszkodzenie DNA pobudza komórki do produkcji białka zwanego p53, które może następnie uruchomić program samobójczy. Początkowo wraz z innymi badaczami sądziliśmy, że wszystkie komórki muszą syntetyzować p53 i inne białka w celu autodestrukcji. Synteza białek jest rzeczywiście w wielu przypadkach konieczna, ale nie zawsze.

Krążące limfocyty T zostają pobudzo- 8 ne - to znaczy, że rosną, dzielą się i produkują białka wywołujące stan zapalny - gdy ich receptory są silnie związane z obcymi antygenami. Taka aktywność jest cenna, dopóki czynnik zakaźny jest stale obecny, ale z chwilą, gdy infekcja zanika, limfocyty powinny umrzeć.

W przeciwnym wypadku mogłyby się nagromadzać, doprowadzając do chronicznego stanu zapalnego (z towarzyszącym obrzękiem i gorączką) i prawdopodobnie autoimmunizacji (wytwarzania przeciwciał przeciwko własnym tkankom).

W komórkach, które odegrały już swą rolę, apoptoza jest indukowana za pomocą co najmniej dwóch mechanizmów. Jeden z nich uruchamia się, gdy brak czynników wzrostu - w tym przypadku interleukiny 2, czynnika wzrostu limfocytów T - który zanika, gdy czynnik infekcyjny zostaje wyeliminowany. Drugi wymaga obecności cząsteczki zwanej Fas, której poświęca się ostatnio wiele uwagi.

Spoczynkowe limfocyty T produkują niewielką ilość cząsteczki Fas, która tkwi w błonie komórkowej; jeden jej koniec wystaje do przestrzeni międzykomórkowej, a drugi znajduje się we wnętrzu

Komórki ulegające apoptozie w dojrzałym organizmie

Komórki co jakiś czas ulegające apoptozie znajdują się we wszystkich tkankach.

Zwykle popełniają samobójstwo dla dobra całego organizmu. Poniżej podano tylko niektóre przykłady.

Oko. Soczewki oka, które formują się podczas rozwoju zarodkowego, zbudowane są z komórek apoptycznych. Cytoplazma takich komórek została zastąpiona bezbarwnym białkiem zwanym krystaliną.

Jelito. Komórki tworzące wypustki w ścianie jelita powstają u nasady kosmka i w ciągu kilku dni migrują w kierunku jego czubka. Tam umierają i zostają ztuszczone.

Skóra. Komórki skóry rozpoczynają swe życie w najgłębszych warstwach skóry, a następnie przesuwają się w kierunku powierzchni, ulegając po drodze apoptozie. Martwe komórki tworzą zewnętrzną warstwę ochronną skóry - naskórek.

Grasica. Limfocyty T ■ białe krwinki będące krytycznym elementem układu odpornościowego - dojrzewają w grasicy. Te z nich, które nie potrafią skutecznie rozpoznawać obcych antygenów lub atakują własne tkanki, popełniają samobójstwo przed dostaniem się do krwiobiegu.

Macica. Komórki ściany macicy umierają i ztuszczając się podczas menstruacji, giną skutkiem apoptozy.

Inne. Komórki zainfekowane wirusem lub zbyt poważnie uszkodzone w wyniku mutacji w genomie często popełniają samobójstwo. Niezdolność do apoptozy genetycznie zmienionych komórek jest często przyczyną powstania nowotworów.

komórki, gdzie może przekazywać sygnał dalej do jądra. Gdy limfocyt T napotka antygen i zostaje pobudzony, produkuje dodatkowe, aJe niefunkcjonalne cząsteczki Fas. Jednocześnie przez jakiś czas wytwarza inną cząsteczkę powierzchniową nazywaną ligandem Fas. Po kilku dniach Fas staje się zdolny do funkcjonowania. Wówczas w regionie infekcji Ugand Fas pobudzonego limfocytu T wiąże się z cząsteczką Fas na tym samym lub innym pobudzonym limfocycie T. Wiązanie to jest rodzajem instrukcji dla niosącej Fas komórki do popełnienia samobójstwa [ilustracja na stronie 30]. Pobudzone limfocyty T mają zatem kilka dni na wykonanie swego zadania (czyli zlikwidowanie infekcji) i są już z góry zaprogramowane, aby potem umrzeć.

Jak powiedzieliśmy wcześniej, wrażliwość limfocytów T i innych komórek na różne induktory apoptozy zależy od stanu komórki w danym momencie. Spoczynkowe limfocyty T w przeciwieństwie do limfocytów pobudzonych umierają

szybko w odpowiedzi na promienie X. Silne związanie tymocytamego receptora z białkami w grasicy prowadzi do śmierci tymocytu, natomiast analogiczne związanie dojrzałego krążącego limfocytu T z antygenem - do jego pobudzenia. Co więcej, niektóre typy komórek charakteryzują się „wrodzoną", większą podatnością na apoptozę niż inne. Co ma decydujący wpływ na takie różnice?

Zaczynamy zdawać sobie sprawę, że ewolucja „postarała się", aby komórki trudne do zastąpienia, na przykład neurony czy komórki mięśni szkieletowych, były najbardziej oporne na apoptozę, ponieważ ich utrata może mieć dramatyczne konsekwencje dla organizmu. Przeciwnie, komórki, które łatwo można wymienić, takie jak komórki krwi, wydają się najbardziej skłonne do umierania z byle powodu. Z coraz liczniej-szych prac wynika, że ta wrażliwość jest w znacznym stopniu modulowana przez białko Bcl-2 i całą rodzinę pokrewnych białek, na przykład Bax i Bad. Niektóre z nich blokują apoptozę, natomiast

Świat Nauki Luty 1997 27