Apoptosis (tiếng Hy Lạp là apoptosis - rụng lá) là một quá trình chết tế bào theo chương trình, nó là một hiện tượng hoàn toàn tự nhiên cho phép loại bỏ các tế bào bất thường, hư hỏng và sử dụng ra khỏi cơ thể. Cần tìm hiểu chính xác nó là gì, liệu apoptosis có hại không, khi nào nó xảy ra và những quá trình nào dẫn đến nó.
Mục lục:
- Bắt đầu quá trình apoptosis
- Quá trình apoptosis
- Kiểm soát apoptosis
- Apoptosis và bệnh tật
Apoptosis là một quá trình sinh lý và tự nhiên diễn ra liên tục ở mọi sinh vật khỏe mạnh, nó rất cần thiết cho hoạt động bình thường của sinh vật. Nhờ quá trình apoptosis, cơ thể có khả năng kiểm soát số lượng và chất lượng tế bào. Quá trình này, được gọi là chết tế bào theo chương trình, dẫn đến việc loại bỏ các tế bào bị hư hỏng, nhiễm trùng hoặc không cần thiết, đảm bảo sự cân bằng giữa sự hình thành của các tế bào mới và sự tiêu diệt của các tế bào cũ.
Các rối loạn trong quá trình apoptosis có ảnh hưởng rất tiêu cực, có những bệnh mà việc phòng ngừa và điều trị rất khó khăn - ung thư, bệnh tự miễn dịch. Có lẽ những phương pháp điều trị mới giúp kích hoạt quá trình tự chết của tế bào ung thư sẽ trở thành một phương pháp điều trị hiệu quả.
Tổng số tế bào trong cơ thể được xác định chặt chẽ và không đổi, bất kỳ sự thay đổi lâu dài nào về số lượng của chúng có thể có tác động tiêu cực đến sức khỏe của chúng ta, do đó, cơ thể cố gắng duy trì sự cân bằng giữa sự phá hủy tế bào và sự hình thành của tế bào mới. Quá trình chết tế bào có thể xảy ra theo một số cách, trong đó quan trọng nhất là:
- Hoại tử (hoại tử) - là do các yếu tố bên ngoài: hóa học, cơ học, vật lý. Đây là một quá trình bệnh lý, bất thường mà cơ thể không kiểm soát được. Trong quá trình của nó, toàn bộ nhóm tế bào bị phá hủy, và hậu quả của tổn thương này là sự phát triển của quá trình viêm.
- Apoptosis (chết tế bào theo chương trình) rất khác, quá trình này diễn ra hoàn toàn bình thường, sinh lý, đơn bào và thiết yếu trong một sinh vật hoạt động bình thường.
- Autophagy - liên quan đến việc tế bào tự tiêu hóa bằng các enzym của chính nó.
Bất chấp tác động tiêu cực của nó, quá trình chết rụng là một hiện tượng bình thường, thường xuyên, nó nhằm mục đích tốt đẹp của toàn bộ sinh vật, cho phép thay thế các tế bào mòn, kém hiệu quả bằng những tế bào mới. Các tế bào bị loại bỏ chủ yếu là những tế bào có thể trở nên nguy hiểm đối với vật chủ, ví dụ như ung thư hoặc ung thư.
Do đó, quá trình apoptosis giúp duy trì cân bằng nội môi, tức là sự cân bằng của sinh vật. Quá trình tế bào chết theo chương trình là một hiện tượng rất phức tạp, liên quan đến hàng chục loại enzym và protein. Thời điểm xuất hiện cũng không phải ngẫu nhiên, nó được xác định bởi nhiều con đường tín hiệu được kích hoạt do tổn thương tế bào: các bào quan hoặc vật chất di truyền của nó.
Cũng đọc: Martwica - nó là gì? Các loại hoại tử
Bắt đầu quá trình apoptosis
Sự hoạt hóa của quá trình apoptosis có liên quan đến việc kích hoạt hoặc ức chế hoạt động của một số protein (pro và anti-apoptotic) thường xuyên hiện diện trong tế bào. Cách thức quá trình xảy ra phụ thuộc vào loại và kích thích gây ra quá trình apoptosis. Khởi đầu là giai đoạn đầu tiên, giai đoạn khởi đầu, trong đó các con đường tín hiệu dẫn đến sự phát triển của quá trình chết được lập trình được kích hoạt.
Con đường quan trọng nhất trong số đó là con đường bên trong, trong đó ty thể đóng vai trò chi phối, và con đường bên ngoài, tác nhân kích hoạt của nó là các tín hiệu từ bên ngoài tế bào:
- thiếu hụt các yếu tố tăng trưởng, hormone
- tăng nồng độ của một số cytokine (các phân tử được sản xuất bởi tế bào lympho)
- tương tác với các ô lân cận
- các yếu tố vật lí
- thiếu hụt chất dinh dưỡng.
Trong trường hợp con đường ngoại bào, các kích thích từ môi trường tác động lên các thụ thể nằm trong màng tế bào (được gọi là các thụ thể chết), kích thích một loạt các tín hiệu nội bào dẫn đến apoptosis.
Trong trường hợp của con đường nội tại, ti thể đóng một vai trò quan trọng. Sau khi bị các yếu tố khác nhau phá hủy, các protein pro-apoptotic được biểu hiện trong các bào quan này, do đó làm hỏng chức năng của ty thể, ngăn cản quá trình sản xuất năng lượng.
Ngoài ra, tổn thương này gây ra việc giải phóng một protein từ ty thể - cytochrome, góp phần làm tăng nồng độ của các ion canxi trong tế bào. Tăng lượng ion này là một nguyên nhân gây ra quá trình chết rụng.
Quá trình apoptosis
Quá trình chuyển đổi sang apoptosis của tế bào có thể được nhận biết bằng cách tách biệt khỏi tế bào và là bước đầu tiên trong quá trình này. Nó là kết quả của sự thay đổi chất điện giải, sự mất nước của tế bào và thay đổi hình dạng của nó. Sau đó, nhân tế bào bị phân mảnh và cái gọi là thể apoptoric được hình thành, đây là những mảnh vụn tế bào sẽ bị các tế bào lân cận hấp thụ hoặc bị đại thực bào “ăn”. Quá trình apoptosis như vậy khiến tế bào bị loại bỏ một cách "âm thầm", nó không gây ra sự phát triển của một phản ứng chung - viêm.
Như đã đề cập, các enzym khác nhau tham gia vào quá trình này: các caspase tiêu hóa các protein chứa trong nhân và tế bào chất, transglutaminase và các enzym endonucleolytic chịu trách nhiệm cắt DNA. Quá trình của toàn bộ quá trình tiêu hủy (thực hiện apoptosis) có thể được chia thành nhiều giai đoạn:
1. Giai đoạn kiểm soát-quyết định - nó bao gồm việc truyền thông tin đến nhân tế bào về việc kích hoạt các cơ chế sửa chữa hoặc từ bỏ chúng và sự bắt đầu của quá trình phân hủy tế bào. Các protein Caspase, BID và BAX tham gia vào quá trình này, và các tế bào lympho T giải phóng các hạt bên trong tế bào, trong số đó, giải phóng các ion canxi kích thích quá trình apoptosis.
2. Giai đoạn điều hành - ở giai đoạn này, các caspase phát triển đầy đủ chức năng của chúng - chúng phá hủy các protein tế bào - cấu trúc và enzym:
- DNA polymerase và DNA kinase, ngăn chặn việc sửa chữa các axit nucleic
- lamines, làm hỏng màng nhân.
Trong giai đoạn này, sự mất nước của tế bào diễn ra, tiếp tục thay đổi về hình dạng và kích thước, phân mảnh DNA (bởi endonuclease), sau đó phân mảnh tế bào và hình thành các thể apoptotic. Những caspase này là các enzym nội bào cắt protein ở những vị trí cụ thể - một chuỗi các axit amin nhất định. Sự kích hoạt của chúng xảy ra theo cách giống như tuyết lở - caspase được kích hoạt sẽ kích hoạt cái tiếp theo.
Điều thú vị là, bất chấp sự phân hủy của nhiều protein tế bào, các bào quan của tế bào vẫn không bị phá hủy và đi vào cơ thể apoptoric hoàn toàn.
3. Giai đoạn làm sạch dựa trên quá trình thực bào, tức là hấp thụ các mảnh vụn tế bào, thường là bởi các tế bào ảo - đại thực bào.
Kiểm soát apoptosis
Apoptosis là một quá trình được quy định chặt chẽ - cả quá trình bắt đầu và quá trình của nó. Việc kiểm soát chủ yếu được thực hiện bởi họ protein Bcl-2, chúng bao gồm các protein chống apoptotic - chúng chống lại sự phát triển của apoptosis (ví dụ Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) và pro-apoptotic - thúc đẩy sự xuất hiện của nó bằng cách làm hỏng màng ty thể (Bid, Bak, Xấu).
Sự biểu hiện hoặc hoạt động của các protein này phụ thuộc vào điều kiện tồn tại của tế bào cũng như tình trạng của nó - nếu tổn thương lớn hoặc điều kiện bên ngoài không thuận lợi, các protein pro-apoptotic sẽ được kích hoạt.
Trong điều kiện bình thường, các protein chống apoptotic chiếm ưu thế và ức chế quá trình chết tế bào theo chương trình. Hơn nữa, người ta đã chứng minh rằng quá trình apoptosis cũng được kiểm soát bởi các gen, một trong số đó là gen p53, thuộc về các yếu tố pro-apoptotic. Sản phẩm của nó, protein p53, kích hoạt quá trình tự sát tế bào chết nếu tổn thương vật liệu di truyền nghiêm trọng đến mức không thể sửa chữa DNA.
Do đó, protein này đôi khi được gọi là "người giám hộ của bộ gen" vì nó quyết định liệu một tế bào sẽ ngừng phân chia tế bào để sửa chữa những tổn thương đã xảy ra hay nó sẽ tự chết.
Apoptosis và bệnh tật
Người ta đã chứng minh rằng sự mất cân bằng giữa sự hình thành các tế bào mới và loại bỏ các tế bào cũ là nguyên nhân của nhiều bệnh, do đó việc kiểm soát quá trình chết theo tế bào là vô cùng quan trọng và sự xáo trộn của nó có thể gây ra những hậu quả rất nghiêm trọng.
Nếu các tế bào có khả năng chống lại cái chết do quá trình apoptosis, ung thư hoặc một bệnh tự miễn dịch (ví dụ, viêm khớp dạng thấp) có thể phát triển. Trong cả hai trường hợp này, các tế bào bị bệnh không phải chịu quá trình apoptotic, chúng “kháng” lại do đột biến gen hoặc hoạt động bất thường của các protein pro và anti-apoptotic. Mặt khác, tuân thủ quá mức và loại bỏ quá nhiều tế bào có thể dẫn đến các bệnh thoái hóa và tổn thương cơ quan.
Hiện đã được thử nghiệm, các loại thuốc ung thư mới nhất hoạt động ở giai đoạn apoptosis - cơ chế hoạt động là thúc đẩy sự hiện diện của các protein pro-apoptotic - thúc đẩy sự xuất hiện của quá trình apoptosis trong các tế bào khối u. Xạ trị và hóa trị liệu "tiêu chuẩn" hoạt động theo cách tương tự để gây ra quá trình apoptosis. Cả hai phương pháp điều trị này đều gây ra căng thẳng tế bào dẫn đến chết tế bào khối u. Thật không may, liệu pháp như vậy không phải lúc nào cũng hiệu quả, bởi vì hoạt động của các yếu tố ức chế quá trình apoptosis không thường xuyên tăng lên trong các tế bào khối u, điều này không chỉ cản trở cuộc chiến chống lại chúng mà còn dẫn đến sự phát triển và nhân lên không kiểm soát được.
Cũng đọc: Sự phát triển của ung thư, hoặc cách ung thư phát sinh
Đề xuất bài viết:
Sự phát triển khối u - Ung thư hình thành như thế nào Về tác giả
