آپوپتوز و نکروز

سایت ویستاژن در این مقاله به بین تفاوت نکروز  و آپوپتوز پرداخته است.

آپوپتوز (Apoptosis) چیست؟

آپوپتوز چندین مسیر پیام رسانی سلولی را تلفیق می کند یعنی تصمیم گیری برای مرگ یا ادامه زندگی یک سلول. سلول هایی که آلوده شده اند و یا آسیب دیده اند یا به پایان عمر عملکردی خود رسیده اند وارد یک برنامه خودکشی سلولی کنترل شده به نام آپوپتوز می شوند. مرگ سلولی برنامه ریزی شده نقش مهمی را در طیف گسترده ای از فرآیندهای فیزیولوژیکی هنگام رشد جنین و در بافت های بالغ ایفا می کند. در بیشتر موارد ، مرگ سلولی فیزیولوژیکی با آپوپتوز برخلاف نکروز رخ می دهد. نقص در تنظیم مرگ سلولی آپوپتوز به بسیاری از بیماری ها ، از جمله اختلالات در هنگام تجمع سلول ها (سرطان) یا از بین رفتن سلول (سکته مغزی ، نارسایی قلبی) منجر می شود.

آپوپتوز یک پدیده مورفولوژیکی است. همانطور که با کمک میکروسکوپ نوری (یا ترجیحاً الکترونی ) مشاهده می شود، این فرآیند شامل تراکم کروماتین و قطعه قطعه شدن هسته ای (پیکنوز) و سایر اندامک ها ، خونریزی غشای پلاسما و کوچک و چروکیده شدن سلول است. سرانجام، سلول ها به قطعات کوچک احاطه شده توسط غشاها (اجسام آپوپتوز) شکسته می شوند، که تکه های سلول درون وزیکول هایی بسته بندی شده و با فاگوسیتوز بدون ایجاد پاسخ التهابی پاک می شوند. سلول های مجاور از تخریب درامانند، زیرا اگر آنزیم های هضم کننده سلول در حال آپوپتوز به بیرون نشت کند می تواند موجب صدمه به آنها می شود. رها شدن اجسام آپوپتوز همان چیزی است که الهام گرفته از اصطلاح “آپوپتوز” از یونانی ها، به معنی “خاموش شدن” و یا برگ های در حال سقوط در پاییز از درختان برگریز است.

آپوپتوز در جریان تکوین رویانی به طور گسترده مشاهده می شود و نقش بسیار مهمی را ایفا می کند. جزییات مولکولی مربوط به آپوپتوز با بررسی مراحل جنینی یک کرم از خانواده نماتود ها به نام سینورا بدیتیس الگانس توسط محققان آشکار شد. از آنجایی که کرم بالغ تنها در حدود هزار سلول دارد محققان توانستند دودمان تک تک سلول ها را بررسی کنند. خودکشی دوره ای سلول ها 131 بار طی نمو کرم و دقیقا در نقاط مشخصی از دودمان سلولی هر کرم اتفاق می افتد . در کرم ها و سایر گونه ها، آپوپتوز توسط پیام هایی آغاز می گردد که سیر زیادی از پروتئین های مسئول خودکشی را در سلول های محکوم به مرگ فعال می کند . بررسی های ژنتیکی بر روی این کرم دو ژن کلیدی برای این فرآیند را مشخص کرده است که  Ced-3و Ced-4  هستند. این پروتئین ها و بسیاری از پروتئین های دیگری که در روند آپوپتوز فعالیت دارند به طور پیوسته در سلول وجود دارند ، اما به شکل غیرفعال هستند. بنابراین فرآیند فعال شدن پروتئینی در تنظیم این فرآیند تاثیر دارد، نه سنتز پروتئین .

آپوپتوز توسط کاسپازها ایجاد می شود

چه عواملی باعث ایجاد این تغییرات مورفولوژیکی می شود که ما آن را آپوپتوز می دانیم و تغییرات بیوشیمیایی که اغلب با این پدیده همراه است؟ پاسخ پروتئازها است.

در این کرم ، پروتئین Ced-9 موجود در غشای خارجی میتوکندری نقش اصلی را در تنظیم فرآیند آپوپتوز بر عهده دارد و در غیاب پیام فعال کننده آپوپتوز ، به عنوان عامل بازدارنده در این فرآیند قرار می گیرد . هنگامی که پیام مرگ سلولی صادر شود این سد شکسته شده و مسیر آپوپتوز موجب فعال شدن پروتئاز ها ، نوکلئاز ها و آنزیم هایی که موجب شکسته شدن پروتئین ها و DNA ها می شود ، می گردد . پروتئاز های اصلی در آپوپتوز ، کاسپازها هستند و در نماتود ها اصلی ترین کاسپاز Ced-3 می باشد .

مسیر های آپوپتوزی و پیام های فعال کننده آنها 

در انسان و سایر پستانداران ، مسیرهای بسیاری ، مشتمل بر 15 نوع مختلف از کاسپازها در فرآیند آپوپتوز دخیل هستند مسیری که مورد استفاده قرار می گیرد بسته به نوع سلول و پیامی است که برای فعال کردن آپوپتوز صادر شده است . یکی از مسیر های اصلی از طریق پروتئین های  میتوکندری است . پروتئین های آپوپتوزی موجب ایجاد سوراخ های بسیار ریزی در غشای خارجی میتوکندری می شوند و این خود باعث نشت پروتئین هایی از میتوکندری به بیرون می شوند که فرآیند آپوپتوز را پیش می برد . نکته ی جالب اینجاست که یکی از آنها سیتوکروم C است ، پروتئینی که در سلول های سالم برای زنجیره انتقال الکترون در میتوکندری ها مورد نیاز است . اما هنگامی که از میتوکندری آزاد می شود به عنوان عامل مرگ فعالیت می کند . فرآیند آپوپتوز میتوکندریایی در پستانداران از پروتئین های مشابهی استفاده می کند که در نماتود ها وجود دارد مانند Ced-3 وCed-4 وCed-9 .

در فرآیند آپوپتوز ، پروتئین ها پیام های مربوط به مسیر های مختلف آپوپتوز را در یک زمان تلفیق کرده و منجر به آپوپتوز سلول می شوند . اکثر اوقات منشا پیام از خارج سلول است مثلا از سلول همسایه ترشح شده است . هنگامی که مولکول حاوی پیام آپوپتوز به گیرنده خود در غشای سلول متصل می شود موجب فعال شدن کاسپازها و سایر آنزیم های آپوپتوزی می گردد بدون اینکه مسیر میتوکندریایی دخیل باشد . دو نوع دیگر از این پیام ها از داخل سلول منشا می گیرند؛یکی از داخل هسته هنگامی که DNA به طور غیرقابل جبرانی تخریب شده باشد و دیگری از شبکه آندوپلاسمی هنگامی که شکل فضایی بسیاری از پروتئین های درونی آن تغییر یابد . در سلول های پستانداران تصمیم به زنده ماندن بستگی به مجموع پیام های حیات یا مرگی دارد که دریافت می کند .

خودکشی سلول ها یک مکانیسم ضروری برای نمو و بقای جانداران است . تشابه بین پروتئین های آپوپتوزی در پستانداران و نماتود ها همچنین وجود آپوپتوز در قارچ های پرسلولی و حتی یک مخمر تک سلولی حاکی از آن است که این فرآیند خیلی زود در تکامل جانداران ایجاد شده است . در مهره داران آپوپتوز فرآیندی ضروری برای نمو سیستم عصبی و عملکرد صحیح سیستم ایمنی است و در انسان ها برای شکل گیری صحیح دست ها و پاها الزامی می باشد . شدت پایین تر آپوپتوز برای ایجاد پاهای پرده دار در ماکیان آبزی مثل مرغابی ها به کار می رود و به عکس ، حالت کامل آن در پاهای بدون پرده سایر مرغان قابل مشاهده است . همچنین در انسان ها عدم وقوع آپوپتوز به طور کامل ممکن است منجر به ایجاد انگشتان دست و پای پرده دار شود . شواهد محکمی دال بر اختلال در آپوپتوز در بیماری های تحلیل دهنده سیستم عصبی مثل پارکینسون و آلزایمر وجود دارد . همچنین سرطان می تواند از نقص در خودکشی سلولی ایجاد شود : برای مثال بین ملانوما ( تومور با منشا سلول های ملانین دار ) و اختلال در پروتئین مشابه Ced-4 در انسان رابطه ی محکمی کشف شده است . بنابراین این گونه به اهمیت ویژه ی مسیر های پیام رسانی مرگ سلولی پی می بریم .

نکروز (Necrosis)و تفاوت آن با آپوپتوز 

نکروز تعریفی از نوعی مرگ سلولی بوده است که فاقد ویژگی آپوپتوز ویا اتوفاژی است و معمولا کنترل نشده در نظر گرفته می شود . تحقیقات اخیر حاکی از آن است که با این حال وقوع و دوره ممکن است تنظیم شده باشد. بعد از ایجاد سیگنال و یا تخریب نکروز شامل علائم کنترل شده فرآیند هایی مانند اختلال عملکرد میتوکندری ، تخلیه ATP ، پارگی زودرس غشای پلاسما و … می باشد . علاوه بر این مهار پروتئین های خاص درگیر در تنظیم آپوپتوز یا اتوفاژی می تواند نوع مرگ سلولی را به نکروز تغییر کند . به همین دلیل است که در نکروز ، تروما و احتمالا برخی از انواع سلول های عصبی ، درک بیشتر ساختار بیوشیمیایی و تعریف مولکولی این فرآیند می تواند پیامد های بالینی مهمی داشته باشد .

مرگ سلولی می تواند از دست دادن غیرقابل برگشت از یکپارچگی غشای پلاسما باشد . از لحاظ معیارهای مورفولوژیکی سه نوع مرگ سلولی در سلول های پستانداران مشخص شده است . نوع اول آپوپتوز ، نوع دوم انباشت زیادی اتوفاژی دوغشایی که بوسیله  ایجاد خلا در سیتوپلاسم مشخص می شود . نوع سوم معروف به نکروز ، نوعی که ویژگی های فرآیند های نوع یک و دو را ندارد .

تعریف پایه ای نکروز در معیار های مورفولوژیکی پارگی اولیه غشا و اتساع ارگان های سیتوپلاسمی بخصوص در میتوکندری است .

تشخیص نوع مرگ سلولی بخصوص در نکروز بسیار مهم است که اغلب با ریزش سلول و آسیب شناسی های انسانی مرتبط است و می تواند منجر به التهاب موضعی شود . علاوه بر این به نظر می رسد که پاکسازی سلول های آپوپتوز متفاوت از سلول های نکروز عمل می کنند به طوری که سلول های آپوپتوز توسط فاگوسیت ها کاملا درگیر می شوند ، سلول های نکروز توسط یک مکانیسم درونی می شوند به این معنی که فقط قسمت هایی از سلول توسط فاگوسیتوز ها گرفته می شوند .

نکروز را به صورت زیر طبقه بندی می کنند :

  • نکروز فیبرینی
  • نکروز آبکی
  • نکروز پنیری
  • نکروز انعقادی
  • نکروز چربی

هر یک از این موارد می تواند نتیجه ی یک نوع بیماری مانند انفارکتوس ، بیماری ایمونولوژیک ، مسمومیت ، آبسه ، سینه پهلو و … در انسان باشد .

به طور کلی می توان گفت در نکروز برخلاف آپوپتوز سلول متورم می شود . در نکروز اجزای درون سلولی تخریب می شود مانند DNA ، ولی در آپوپتوز قطعه قطعه شدن آن را مشاهده می کنید . در واقع آپوپتوز مرگ برنامه ریزی شده ی سلول است و با مصرف انرژی همراه می باشد . توجه کنید که در آپوپتوز پاسخ التهابی برخلاف نکروز وجود ندارد و آسیبی به سلول های دیگر وارد نمی کند درحالی که در نکروز سلول های مجاور نیز نابود می شوند.

گردآورنده: سرکار خانم آیدا مظفرزاده 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

1 + هجده =