15. Апоптоз

 Апоптоз – генетически запрограммированная смерть

клеток в живом организме.

 Апоптоз – форма смерти, при которой устраняются

отдельные клетки из живой ткани.

 Основная роль апоптоза в норме:

 Установление необходимого равновесия между

процессами пролиферации и гибели клеток,

 Что в одних случаях обеспечивает стабильное

состояние организма, в других – рост, в третьих –

атрофию тканей и органов.

 Подавление механизмов смерти клеток путем апоптоза

может привести к развитию опухолей.

 Встречается при следующих состояниях:

 Устранение клеток во время эмбриогенеза

(имплантация, органогенез, инволюция развития).

 Инволюция гормонально-зависимых органов после

снижения действия соответствующего гормона у

взрослых (отторжение эндометрия во время

менстуации, атрофия яичников в менопаузе, регрессия

лактирующих молочных желез после прекращения

кормления).

 Смерть клеток в опухолях (чаще при спонтанной

регрессии, но также и в активно растущих опухолях).

 Смерть иммунных клеток (Т- и В-лимфоцитов после

прекращения стимулирующего действия цитокинов).

 Атрофия паренхиматозных органов при обструкции

выводящих путей.

 Встречается при следующих состояниях:

 Смерть клеток вследствие действия цитотоксических Т-

лимфоцитов в реакциях отторжения и трансплантат

против хозяина.

 Клеточные повреждения при действии некоторых

вирусов (образование телец Каунсильмена при

вирусном гепатите В).

 Клеточная смерть под действием различных

повреждающих факторов, способных привести в

больших дозах к некрозу (умеренные термические,

радиационные повреждения, цитотоксические

противоопухолевые препараты, гипоксия).

Патогенез апоптоза

 Белки семейства Bcl-2 являются основными регуляторами

митохондриального пути апоптоза.

 В семействе Bcl-2 различают проапоптотические и антиапоптотические

белки.

 На основании структурных и функциональных различий выделяются три

подсемейства белков Bcl-2:

 Антиапоптотические Bcl-2 белки, содержащие 4 BH-домена: Bcl-2 и

другие;

 Проапоптотические Bcl-2 белки, содержащие 3 BH-домена: Вах и

другие;

 Bcl-2 белки, содержащие только BH3-домен, которые могут

исполнять роль активаторов или репрессоров апоптоза.

 Ген BAX активируется под действием р53.

 BAX кодирует проапоптотический белок, который способствует выбросу

из митохондрий цитохрома С. В комплексе с APAF1 цитохром С

принимает участие в активации каспазы-9, запускающей апоптозный

каскад.

 Активация р53, вызванная сильными повреждениями ДНК или

нарушением регуляцией клеточного цикла, дает мощный апоптогенный

сигнал, в реализации которого задействованы различные механизмы

индукции каспаз.

 р53-зависимый апоптоз элиминирует из организма не только

поврежденные клетки, но и клетки, в которых наблюдается

нерегулируемая стимуляция пролиферации (опухолевые клетки

Морфогенез апоптоза

 Конденсация и маргинация хроматина:

 Наиболее характерная черта апоптоза.

 Приводит к образованию глыбок причудливой формы

под ядерной мембраной.

 Ядро становится изрезанным, может

фрагментироваться.

 Сморщивание клетки:

 Происходит вследствие конденсации внутриклеточных

органелл.

 Образование апоптозных телец:

 Состоят из фрагмента цитоплазмы с плотно

упакованными органеллами и фрагмента ядра (иногда

без него).

 Фагоцитоз апоптозных телец рядом расположенными

паренхиматозными клетками или макрофагами (90 минут).

 При гистологическом исследовании апоптозные тельца

имеют следующий вид:

 Округлые или овальные частицы,

 Небольших размеров (сравнимыми с размерами

лимфоцитов),

 С интенсивно эозинофильной цитоплазмой,

 С темными фрагментами ядерного хроматина.

Верификация апоптоза

 Наиболее достоверными морфологическими методами

верификации апоптоза считаются методы, основанные на

обнаружении неспаренных участков ДНК в местах ее

расщепления эндонуклеазами: метод метки in situ

уридиновыми основаниями – TUNEL-тест.

 При постановке TUNEL-теста ядерный хроматин клеток,

вступивших в апоптоз, имеет специфическую

флюоресценцию при использовании флюоресцентной

метки или приобретает коричневое окрашивание в случае

пероксидазной метки.

 TUNEL-тест выявляет клетки со сморщенными ядрами с

конденсированным хроматином, клетки с интенсивно

окрашенными пикнотическими ядрами, округлые

апоптозные тельца.

Отличия апоптоза от некроза

 Апоптоз захватывает всегда только отдельные клетки или

их группы, в то время как некроз может захватывать от

части клетки до целого органа.

 В отличии от некроза, разрушение клетки происходит не

активированными гидролитическими ферментами, а с

участием специальных Ca2+-Mg2+-зависимых эндонуклеаз,

которые разрезают ядро на множество фрагментов.

 Апоптоз является энергозависимым процессом.

 Образующиеся фрагменты клеток, апоптозные тельца,

фагоцитируются любыми близлежащими клетками

(паренхиматозными и стромальными) в течение нескольких

минут.

 Апоптоз не сопровождается развитием воспаления.