Các loại tế bào chết và đặc điểm của chúng



các chết tế bào đó là quá trình phá hủy các thành phần tế bào mà tất cả các sinh vật sống trải qua trong các giai đoạn khác nhau. Trong tất cả các sinh vật đa bào phải có sự cân bằng tối ưu giữa cái chết của tế bào và sự tăng sinh của chúng.

Sự chết tế bào xảy ra bởi hai cơ chế chính: do hoại tử hoặc chết tế bào ngẫu nhiên, và do sự chết tự nhiên hoặc chết tế bào được lập trình. Mỗi cơ chế được quy cho một hình thái tế bào cụ thể.

Apoptosis hoặc chết tế bào được lập trình bao gồm một con đường được điều chỉnh cao bởi các thành phần di truyền. Thông thường, khi sinh vật gặp phải tình trạng bệnh lý (ví dụ như bệnh thoái hóa), chương trình apoptotic có thể được thực hiện không chính xác, dẫn đến phá hủy tế bào quá mức.

Sự chết tế bào được lập trình là một thành phần quan trọng của con đường phát triển và cân bằng nội môi (kiểm soát giữa cái chết và sự tăng sinh tế bào) nói chung.

Hoại tử hoặc chết tế bào ngẫu nhiên là loại chết tế bào thứ hai. Nó thể hiện sự khác biệt căn bản nếu chúng ta so sánh nó với apoptosis. Hiện tượng này xảy ra khi các tế bào tiếp xúc với môi trường không thuận lợi hoặc khắc nghiệt, dẫn đến thiệt hại cho cấu trúc tế bào.

Chỉ số

  • 1 tế bào chết hoặc apoptosis được lập trình
    • 1.1 Quan điểm lịch sử
    • 1.2 Định nghĩa
    • 1.3 Chức năng
    • 1.4 Đặc điểm tế bào của apoptosis
    • 1.5 Khía cạnh di truyền
    • 1.6 Vô duyên của apoptosis
  • 2 Tế bào chết hoặc hoại tử do tai nạn
    • 2.1 Định nghĩa
    • 2.2 Đặc điểm tế bào của hoại tử
    • 2.3 Cơ chế
  • 3 So sánh giữa apoptosis và hoại tử
    • 3.1 Sự khác biệt
    • 3.2 Chúng ta có thể phân biệt giữa apoptosis và hoại tử?
  • 4 cái chết gây độc tế bào
  • 5 tài liệu tham khảo

Sự chết tế bào được lập trình hoặc apoptosis

Quan điểm lịch sử

Năm 1972, thuật ngữ apoptosis được sử dụng lần đầu tiên. Nó xuất hiện trong một bài báo khoa học cổ điển được viết bởi các tác giả Kerr, Wyllie và Currie. Dành cho Kerr et al., thuật ngữ apoptosis mô tả một hình thái đặc biệt của sự chết tế bào.

Mặc dù các tính năng này đã được chi tiết nhiều lần, nhưng các tác giả này là những người đầu tiên đặt tên cho hiện tượng này.

Định nghĩa

Một sinh vật đa bào bao gồm nhiều tế bào phải thiết lập kết nối với nhau. Cộng đồng phải được tổ chức chặt chẽ và điều này đạt được bằng cách thiết lập sự kiểm soát giữa sự tăng sinh của các tế bào mới và việc loại bỏ các tế bào đã có.

Theo cách này, các tế bào vì nhiều lý do không còn cần thiết phải trải qua một loại "tự sát" phân tử gọi là apoptosis.

Sự chết tế bào được lập trình là một hiện tượng sinh lý bình thường. Nó liên quan đến việc loại bỏ có kiểm soát của các tế bào nhất định. Cơ chế này là rất quan trọng để giữ cho các mô trưởng thành hoạt động chính xác. Nó cũng đóng một vai trò trong sự phát triển của phôi.

Chức năng

Duy trì sự cân bằng của sự tăng sinh

Mục tiêu chính của sự chết tế bào được lập trình là để duy trì sự cân bằng của sự tăng sinh tế bào. Ví dụ, trong cơ thể chúng ta, gần như 5 x 10 bị loại bỏ hàng ngày11 hồng cầu hoặc tế bào máu thông qua tế bào chết.

Bảo vệ tế bào

Ngoài ra, nó cho phép thiết lập một cơ chế bảo vệ chống lại các tế bào có khả năng ảnh hưởng đến sinh vật. Trong trường hợp các tế bào là nạn nhân của nhiễm virus, chúng thường được loại bỏ bằng cách chết tế bào theo chương trình. Do đó, virus không thể tiếp tục lây lan bên trong vật chủ.

Cái chết tế bào được lập trình không chỉ giúp loại bỏ các tế bào bị nhiễm mầm bệnh bên ngoài, nó còn có khả năng loại bỏ các tế bào của chính cơ thể gây tổn hại đến vật liệu di truyền. Trong trường hợp này, các tế bào mang đột biến gây hại cho sinh vật được loại bỏ.

Trong trường hợp sự phát triển của các tế bào bất thường này có thể tiếp tục và các cơ chế chết tế bào không hoạt động, các khối u có thể xuất hiện và sự phát triển của các loại ung thư khác nhau.

Phối hợp phát triển phôi

Sự chết tế bào được lập trình đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của phôi. Trong quá trình hình thành giống nhau, phải loại bỏ một số ô không cần thiết.

Ví dụ, nó chịu trách nhiệm loại bỏ các mô ở ấu trùng trong các sinh vật trải qua biến thái: ấu trùng và lưỡng cư. Ngoài ra, một số dạng thiếu niên được đặc trưng bằng cách trình bày màng giữa các ngón tay, đặc trưng của đời sống thủy sinh.

Khi sinh vật trở thành người trưởng thành, các màng này biến mất, vì các tế bào cấu thành nó trải qua một sự kiện chết tế bào được lập trình. Nói chung, quá trình apoptosis định hình các chi của con người và chuột: các cấu trúc hình xẻng kết thúc với các chữ số được hình thành tốt.

Trong quá trình phát triển của động vật có vú, cái chết tế bào được lập trình tham gia vào sự hình thành hệ thống thần kinh. Khi sinh vật đang phát triển, một số lượng lớn các tế bào thần kinh được tạo ra, sau đó được loại bỏ bằng cái chết tế bào được lập trình.

Các tế bào thần kinh quản lý để tồn tại (gần 50%) thiết lập các kết nối chính xác với các tế bào đích. Khi kết nối được thiết lập, sự bài tiết của một loạt các yếu tố tăng trưởng cho phép sự sống của tế bào bắt đầu, vì nó ức chế chương trình chết tế bào.

Đặc điểm tế bào của apoptosis

Trong quá trình chết tế bào được lập trình, tế bào biểu hiện một kiểu hình cụ thể. Đặc điểm phân biệt đầu tiên là sự phân mảnh của DNA nhiễm sắc thể.

Trong trường hợp này xảy ra sự phá vỡ các nhiễm sắc thể, cấu trúc được hình thành bởi DNA và protein. Với sự ngưng tụ của chất nhiễm sắc, hạt nhân vỡ thành những mảnh nhỏ.

Khi quá trình tiến hành, tế bào giảm đáng kể kích thước. Cuối cùng, tế bào vỡ thành nhiều phân đoạn được bao quanh bởi màng tế bào. Mỗi mảnh được gọi là cơ thể apoptotic.

Sau đó, các tế bào của hệ thống miễn dịch được gọi là đại thực bào chịu trách nhiệm nhận biết và thực bào hóa các cấu trúc chết này.

Do đó, "xác chết" của tế bào bị apoptosis thực sự biến mất khỏi sinh vật mà nó thuộc về - trái với những gì xảy ra khi tế bào chết vì chấn thương. Trong kịch bản cuối cùng này, các tế bào sưng lên và cuối cùng là ly giải, làm viêm khu vực nghi vấn.

Trong quá trình apoptosis, tổn thương ty thể xảy ra, đặc trưng bởi sự giải phóng một loạt các phân tử kích thích cơ chế tử vong, như cytochrom c, protein Smac / Diablo, trong số những loại khác..

Khía cạnh di truyền

Sự điều tiết nghiêm ngặt của cái chết tế bào được lập trình xảy ra nhờ vào chức năng phối hợp của các gen khác nhau.

Các nghiên cứu đầu tiên liên quan đến cơ chế di truyền của apoptosis được thực hiện ở tuyến trùng Caenorhabd viêm Elegans. Trong sinh vật này, 3 gen liên quan đến việc thực hiện và điều chỉnh toàn bộ quá trình apoptotic đã được xác định.

Ở động vật có vú, các gen rất giống với tuyến trùng đã được tìm thấy. Vì lý do này, họ đã được bảo tồn rất nhiều trong suốt quá trình tiến hóa.

Ced-3 là ví dụ về một gia đình được hình thành bởi hơn một chục protease (enzyme trong protein thủy phân), được gọi là caspase.

Trong trường hợp cái chết được lập trình, caspase thủy phân hơn 100 protein được tìm thấy trong tế bào được đề cập. Trong số các protein trắng của caspase, chúng tôi tìm thấy các chất ức chế DNAase, gây ra sự phá vỡ DNA của nhân tế bào.

Caspase cũng chịu trách nhiệm cho sự phá vỡ của tấm hạt nhân, dẫn đến sự phân mảnh của hạt nhân và tế bào nói chung. Hậu quả ngay lập tức của tất cả các sự kiện suy thoái này là sự phân mảnh của tế bào.

Vô duyên của apoptosis

Có một loạt các kích thích kích hoạt cơ chế apoptotic. Những kích thích này có thể là sinh lý hoặc bệnh lý. Thật thú vị, không phải tất cả các tế bào phản ứng theo cùng một cách để kích thích.

Chiếu xạ và thuốc được sử dụng để điều trị ung thư (hóa trị liệu) dẫn đến apoptosis từ một con đường được gọi là con đường phụ thuộc p53.

Một số hormone, chẳng hạn như corticosteroid - hormone từ nhóm steroid và các dẫn xuất - có thể dẫn đến con đường apoptotic trong một số tế bào. Tuy nhiên, hầu hết các tế bào không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của chúng.

Chết tế bào ngẫu nhiên hoặc hoại tử

Định nghĩa

Tai nạn tế bào chết hoặc hoại tử xảy ra khi các tế bào tiếp xúc với môi trường không thuận lợi gây ra thiệt hại nghiêm trọng cho cấu trúc tế bào.

Những yếu tố gây chấn thương bao gồm nhiệt độ rất cao hoặc rất thấp, nồng độ oxy bất thường, tiếp xúc với chất độc, tiếp xúc với các chất chuyển hóa oxy phản ứng, thiếu chất dinh dưỡng, độ pH bất thường, trong số những người khác..

Các điều kiện y tế khác nhau liên quan đến hoại tử, bao gồm các bệnh thoái hóa thần kinh như bệnh Alzheimer, bệnh Huntington, bệnh Parkinson, bệnh xơ cứng teo cơ bên và bệnh động kinh..

Mặc dù quá trình hoại tử có liên quan đến các điều kiện y tế khác nhau, cơ chế sau sự kiện vẫn chưa được làm rõ hoàn toàn. Trong lịch sử, hoại tử được coi đơn giản là những phản ứng hỗn loạn phá hủy tế bào.

Tuy nhiên, bằng chứng hiện tại thu được từ các sinh vật Caenorhabd viêm Elegans và Drosophila đã đặt câu hỏi về "giáo điều" này.

Các loại tế bào khác nhau trải qua hoại tử biểu hiện các đặc điểm tế bào hình thái rất cụ thể để đáp ứng với tổn thương, cho thấy rằng có một chương trình thực hiện trung tâm của hoại tử.

Việc nén hoàn toàn và chi tiết quá trình hoại tử có thể dẫn đến sự phát triển các phương pháp mới để kiểm soát các bệnh liên quan đến chết tế bào hoại tử.

Đặc điểm tế bào của hoại tử

Giống như trong apoptosis, hoại tử có các đặc điểm hình thái đặc trưng. Ngoài ra, những thứ này hoàn toàn khác với những gì chúng ta quan sát thấy trong một tế bào chết theo con đường apoptotic.

Cái chết đi kèm với tình trạng viêm đáng kể trong tế bào, hình thành không bào trong tế bào chất, sự biến dạng của mạng lưới nội chất, hình thành các mụn nước trong tế bào chất, ngưng tụ của ty thể, vỡ và tách ra của ribosome, vỡ màng phổi, vỡ. và tan vỡ, trong số những người khác.

Hoại tử là một quá trình "thụ động", vì nó không yêu cầu tổng hợp protein bổ sung, nên nhu cầu năng lượng cần thiết xảy ra là tối thiểu và nó không có bất kỳ cơ chế cân bằng nội môi nào của quy định bổ sung.

Cơ chế

Các tổn thương gây ra trong một tế bào hoại tử có thể được trung gian bởi hai cơ chế chính: sự can thiệp của việc cung cấp năng lượng và thiệt hại trực tiếp đến tế bào do các yếu tố đã nói ở trên.

So sánh giữa apoptosis và hoại tử

Sự khác biệt

Kiểm soát quá trìnhMột cách tương đối, apoptosis là một quá trình hoạt động được kiểm soát chặt chẽ, trong khi hoại tử là một quá trình độc hại trong đó tế bào là nạn nhân thụ động của chế độ tử vong không phụ thuộc vào năng lượng. Như chúng tôi đã đề cập, các bằng chứng hiện tại đã đặt câu hỏi về sự không điều tiết của hoại tử.

Vị trí của cái chết: Thông thường, apoptosis xảy ra trong một tế bào đơn lẻ hoặc trong một cụm tế bào nhỏ, trong khi hoại tử nằm trong một tế bào liên tục.

Trạng thái màng plasma: trong apoptosis, màng tế bào vẫn còn nguyên và tế bào chất giữ lại các cơ quan apoptotic. Trong hoại tử, màng sinh chất bị phá vỡ và tế bào chất được giải phóng.

Quá trình viêm: Trong apoptosis không có loại viêm nào được quan sát, trong khi lạm phát là một trong những đặc điểm nổi bật nhất của hoại tử. Việc mất tính toàn vẹn của màng và tế bào sẽ gửi các tín hiệu hóa học tuyển dụng các tác nhân tế bào liên quan đến quá trình viêm.

Bạn có thể phân biệt giữa apoptosis và hoại tử?

Nó phụ thuộc vào điều gì nếu một tế bào chết vì apoptosis hoặc do hoại tử? Một loạt các yếu tố liên quan đến quyết định này, bao gồm bản chất của tín hiệu tử vong, loại mô được đề cập, tình trạng phát triển của sinh vật, trong số những người khác.

Sử dụng các kỹ thuật mô học thông thường, không dễ để phân biệt giữa một mô bị chết do apoptosis hoặc hoại tử. Các kết quả hình thái của cái chết được tạo ra bởi con đường hoại tử và con đường apoptotic khác nhau ở một số khía cạnh và chồng chéo ở những người khác.

Bằng chứng chỉ ra rằng apoptosis và hoại tử đại diện cho một biểu hiện hình thái của một con đường sinh hóa được chia sẻ được gọi là apoptosis-hoại tử liên tục. Ví dụ, hai yếu tố tham gia vào quá trình chuyển đổi con đường apoptosis thành hoại tử: giảm sự sẵn có của caspase và ATP trong tế bào.

Tử vong do độc tế bào

Trong các sinh vật đa bào có các loại tế bào cụ thể thuộc hệ thống miễn dịch - hoặc các chất tiết mà chúng tạo ra - gây độc cho các tế bào khác.

Các tế bào này chịu trách nhiệm khởi tạo các con đường chịu trách nhiệm cho việc phá hủy các tế bào đích (có thể là một tế bào bị nhiễm mầm bệnh hoặc tế bào ung thư). Tuy nhiên, các tác giả không muốn bao gồm bất kỳ một trong hai loại được đề cập (hoại tử hoặc apoptosis), vì nó không xảy ra thông qua một cơ chế cụ thể.

Lấy trường hợp cụ thể của cái chết tế bào được trung gian bởi một loại tế bào gọi là tế bào lympho T CD8+ gây độc tế bào Trong ví dụ này, tế bào kết hợp các khía cạnh của cả cái chết tế bào ngẫu nhiên và được lập trình.

Tài liệu tham khảo

  1. Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A.D., Lewis, J., Raff, M., ... & Walter, P. (2013). Sinh học tế bào thiết yếu. Khoa học vòng hoa.
  2. Cooper, G.M., Hausman, R.E., & Hausman, R.E. (2000). Tế bào: một cách tiếp cận phân tử. Washington, DC: Báo chí ASM.
  3. Elmore, S. (2007). Apoptosis: đánh giá về cái chết của tế bào được lập trình. Bệnh lý độc tính, 35(4), 495-516.
  4. Ross, M. H., & Pawlina, W. (2006). Mô học. Lippincott Williams & Wilkins.
  5. Syntichaki, P., & Tavernarakis, N. (2002). Chết do hoại tử. Thảm họa không thể kiểm soát, hoặc có trật tự đằng sau sự hỗn loạn?. Báo cáo EMBO, 3(7), 604-9.