?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

head-lymphocyte_destroying_cancer_cell_0203

Биологическая клетка – это сложный и крайне интересный объект, по сути своей она является целым организмом, который рождается, дышит, питается, размножается и умирает. Но это не удивительно, ведь огромная часть живых существ на нашей планете состоят только из одной клетки. После поста об антиоксидантах и активных формах кислорода, мне захотелось написать про такой мрачный, но нужный процесс как запрограммированная смерть клеток – по научному апоптоз. Стоит отличать апоптоз от некроза, который является гибелью клеток в результате травмы и повреждения. Основное отличие – при апоптозе, которые не происходит случайно, из остатков клеток образуются апоптические тела, которые поедаются вызванными для этого фагоцитами, что препятствует воспалению и отравлению соседних клеток, а при некрозе происходит отмирание клеток и целых тканей, сопровождающееся сильным воспалением.

Интересный факт, что термин «апоптоз» означал опадание лепестков и листьев у растений, что, на мой взгляд, не совсем верно, так как при апоптозе остатки клетки утилизируются собственным организмом, а при опадании листьев они просто отваливаются и уже перерабатываются другими организмами. Хотя оба процесса носят запрограммированный характер. Но это всего лишь философско-лингвистические рассуждения.

Наши клетки – своеобразные ипохондрики и могут покончить с собой по любой причине: перегрев, радиационное облучение, гипоксия и многое другое. В целом клетки на столько склонны к самоубийству, что они все время получают сигнал от других клеток : «Живи-живи-живи» и прерывание этого сигнала сразу приводит к сильной депрессии с последующим намыливанием веревки апоптозу. Забавно, что из таких вот клеток складывается организм с весьма ощутимым инстинктом самосохранения… . Во истину, природа полна парадоксов.

Условно можно выделить три стадии апоптоза: инициация или получение сигнала, эффекторная стадия, в которой запускаются процессы деградации и, собственно, процесс разрушения и деградация – формирование апоптических тел с последующим поеданием макрофагами.

Выделяют 2 пути инициации: митохондриальный и внешний сигнал.

Митохондрии – энергетические станции нашего организма, там собственно и происходит процесс клеточного дыхания с превращением кислорода в воду. В школьных учебниках митохондрии изображались как такие вытянутые овалы разбросанные по всех клетке. Но это не совсем так. Если посмотреть на срез клетки, то вы действительно увидите такую картину, но при трехмерной реконструкции клеток по этим тонким срезам ученые обнаружили, что митохондирия в клетке всего одна, но она имеет сложную изогнутую структуру, поэтому на срезах мы видим различные ее выросты.

Митохондрии окружены двумя клеточными мембранами и между ними находятся белки апоптоза или апоптические белки, которые вырываются на свободу при разрыве внешней мембраны или формировании в ней пор. Собственно это и является ключевой фазой начала апоптоза. Освободившиеся белки через ряд биохимических реакций активируют каспазы - ферменты, которые разрушают другие белки. Каспазы начинаю крушить все вокруг себя, разрушая все основные клеточные структуры. В процессе разрушения митохондриальной мембраны не только высвобождаются белки, но и вода начинает активно поступать в митохондрию, вызывая ее разбухание.

Второй путь начала апоптоза – сигнальный.  На поверхности клеток есть рецепторы клеточной гибели, специальные лиганды, продуцируемые другими клетками (частенько это бывают активированные макрофаги, которые позже и подъедают остатки), связываются с этими лигандами и активируют их. Рецепторы представляют собой большую молекулу, которая сидит в клеточной мембране и выступает с обоих сторон: внутрь клетки и наружу. С наружной стороны садится лиганд и по всему рецептору передается сигнал на внутреннюю сторону. Далее запускается цепь биохимических реакций, в результате которой, как и в митохондриальном пути, активируются каспазы.

На второй стадии апоптоза – эффекторной, уже не так важно как клетка получила сигнал. На этой стадии внутри начинается настоящий апокалипсис и главную роль в нем играют каспазы. Второй важный элемент этой стадии – флавопротеин AIF, который выходит из митохондрий и активируют эндонуклеазы – белки, которые разрушают ДНК клетки. Фактически, после этой стации клетка представляет собой город после ядерной бомбежки.

Во время разрушения митохондриальной мембраны также высвобождается весь энергетический комплекс, который провоцируют образование активных форм кислорода внутри клетки. Свободные радикалы запускают цепные реакции, которые способствуют разрушению содержимого клетки. В этот момент их уже нельзя сдержать антиоксидантами.

После этого начинается третья и последняя стадия – деградация. Клетка теряет свою форму и сжимается из-за разрушения клеточного скелета. Далее начинается фрагментация клетки на мелкие части, которые представляют собой клеточную мембрану с остатками внутри – эти образования получили название – апоптические тела. Вокруг умирающей клетки уже дежурят макрофаги, готовые набросится на останки. В процессе клетки, на поверхности  мембраны появляются сигнальные белки, которые привлекают голодных макрофагов и вот, они уже поглощают останки погибшего сородича.

Пишу это, а сама думаю, что это все мне напоминает какую-то сцену из популярных ныне зомбо‑апокалипсисов. Прямо страшно стало. Один кровоподтек и на тебя набросятся и сожрут. Бр-р.

Но и у клеток есть антидепрессанты, которые держат эти процессы под контролем не давая среагировать на малейший стресс – это ингибиторы апоптических белков. Но, как только мембрана митохондрий начинает выпускать предшественников апокалипсиса, на волю вырывается и белок SMAC, который деактивируют эти ингибиторы и они становятся бесполезны. После этой стадии апоптоз уже сложно остановить.

Не стоит думать, что апоптоз – исключительно мрачно-негативное явление нашего организма. С помощью апоптоза поддерживается правильное количество и соотношение различных клеток в организме. Апоптоз играет далеко не последнюю роль в нашем развитии: например, разделение пальцев на руках и ногах является следствием запрогроммированной гибели клеток. При прорезании зубов у детей еще до того, как появится зуб начинается процесс гибели клеток десны, чтобы зубу было легко выйти. Хвост у головастиков также не отваливается с появлением ног, а деградирует с помощью того же явления.

Апоптоз незаменим при предотвращении развития раковых опухолей. Во время нашей обычной жизни огромное количество клеток в организме претерпевают патологические изменения и перерождаются в потенциально раковые клетки. Соседние клетки, как и бабушки на скамейки около подъезда, внимательно следят за своими соседями и при неадекватном поведении посылают клетке сигнал апоптоза еще до того, как она размножится и станет опасна. Собственно по этой причине за последние 20 лет сильно возрос интерес к апоптозу, как средству для предотвращения и борьбы со злокачественными опухолями.

Comments

( 28 comments — Leave a comment )
helen1950
Sep. 22nd, 2014 09:04 am (UTC)
Спасибо Ольга,очень интересно!)Надо же,как природа всё отлично устроила!)Вы так образно всё описали,представила хорошо,как это происходит(как в мультфильме)!)
sunely_tales
Sep. 22nd, 2014 11:17 am (UTC)
Я очень рада, что Вам понравилось. Природа очень креативный создатель :-) Вокруг и внутри нас очень много красоты. В качестве примера могу посоветовать посмотреть великолепное видео про внутренний мир клетки: http://www.youtube.com/watch?v=yKW4F0Nu-UY
helen1950
Sep. 22nd, 2014 12:00 pm (UTC)
Спасибо большое за ссылку Ольга,очень впечатлило!)
sunely_tales
Sep. 22nd, 2014 12:02 pm (UTC)
Пожалуйста. Это действительно гениальная работа, у меня все друзья-биологи с ума сходили по этому видео :-)
helen1950
Sep. 22nd, 2014 12:06 pm (UTC)
Сохранила ссылку себе,покажу потом внучкам!)Просто поразительно,как всё это было создано и кем?(не фильм,а сама жизнь)Поневоле начнешь задумываться о существовании СОЗДАТЕЛЯ!
sunely_tales
Sep. 22nd, 2014 04:35 pm (UTC)
В природе все создано логично и правильно, это действительно вызывает восхищение и трепет. Жаль, что люди не всегда видят и ценят эту красоту...
alleukemist
Sep. 25th, 2014 02:21 am (UTC)
Естественный отбор. И в природе полно ляпов и нелогичностей, на самом деле. Я думаю, когда-нибудь люди научатся делать лучше.
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 04:52 am (UTC)
Мы видим ляпы и нелогичесности в том, чего не понимаем. Наши знания очень ограничены, и мы склонны считать ошибками природы то, в чем просто не способны разобраться. Углубляя свои знания, мы сможем познать всю логику и красоту окружающего нас мира.
А вот чтобы сделать что-то логичнее или лучше, надо самим стать логичнее и лучше. Пока глобально люди нанесли вреда больше, чем пользы. Пока мы исповедуем антропоцентризм и не ценим окружающую нас жизнь, которую создает природа, нам до создания действительно чего-то лучшего еще очень и очень далеко.
alleukemist
Sep. 25th, 2014 11:31 am (UTC)
Ну как же... А рак, например, разве не ошибка? Трудно от случайного процесса отбора, который не предвидит будущее, требовать безошибочности.
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 12:32 pm (UTC)
То что нам кажется ошибкой на короткосройчной перспективе может быть весьма удачной стратегией. Москву когда-то сожгли, а войну все-таки выйграли. Может мы через десяток лет найдем закономерность в этой ошибке...
zelimov
Oct. 28th, 2014 07:15 am (UTC)
Об апоптозе
Очень интересно. Интересно и с точки приведения примеров при проведении процедуры медиации. Спасибо.
sunely_tales
Oct. 28th, 2014 07:39 am (UTC)
Re: Об апоптозе
Добрый день, мне и в голову не приходило использовать это на переговорах.
Если не сложно - поделитесь, как бы вы могли это использовать?
zelimov
Oct. 28th, 2014 11:34 am (UTC)
Re: Об апоптозе
Например, ввиде дополнительного примера как нарратива, усиливающего эмоциональный эффект и закрепляющий какую-либо иную информацию

А в принципе любая познавательная информация в переговорах либо просто разговоре может быть использована как просто текст привлекающий внимание к чему-либо или конкретному...
sunely_tales
Oct. 28th, 2014 01:32 pm (UTC)
Re: Об апоптозе
Век живи - век учись. Спасибо, буду иметь в виду :)
zelimov
Oct. 31st, 2014 05:06 am (UTC)
Re: Об апоптозе
И Вам спасибо. О вопросах медиации - альтернативном урегулировании споров можно почитать в блоге zelimov.
(Deleted comment)
sunely_tales
Sep. 24th, 2014 10:27 am (UTC)
Ну, в отличие от некроза, после апоптоза ничего страшного не происходит. Организм умирает, когда не может поддерживать свою жизнедеятельность. Обычно это происходит в следствии износа органов. Если же мы говорим о старении клеток, то обычно оно происходит от деградации ДНК в процессе деления, когда утрачиваются теломеры у хромосом. http://sunely-tales.livejournal.com/14314.html. Этот процесс активно исследуется, так как раковые клетки, например, не стареют и способны к неограниченному делению.
(Deleted comment)
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 05:59 am (UTC)
Прошу прощения - случайно вышло :) .
Вот вам ссылка на одну из самых известных "бессмертных" линий клеток https://ru.wikipedia.org/wiki/HeLa
holgriden
Sep. 24th, 2014 01:51 pm (UTC)
Спасибо за статью - очень интересно! А на видео словно какой-то инопланетный космопорт.
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 06:01 am (UTC)
Пожалуйста :) К сожалению, с тех пор мало создавалось подобных эпических видеороликов о внутреннем функционировании клетки.
aka_fantomat
Sep. 24th, 2014 02:18 pm (UTC)
Сталинизм прям какой-то: соседние клетки стучат и пожирают, слабого уничтожают а инакомыслящих ликвидируют. Свободы никакой.
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 06:05 am (UTC)
Если смотреть на это в разрезе общества людей, то да. Но клеткам организма не свойственна рефлексия. Вы бы и сами врядли согласились на выходные для почек или печени. Нам остается лишь познавать себя и делать ежедневную работу организма проще, не перегружая его сверх меры.
alleukemist
Sep. 25th, 2014 02:19 am (UTC)
Откуда вы взяли, что митохондрия всего одна? Количество митохондрий вообще регулируется сложными процессами с обратными связями.
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 04:45 am (UTC)
Скулачев на лекциях по Биоэнергетики не уставал показывать нам 3D-реконструкции митохондрий на разных стадийях жизненного цикла клетки. Клетки, для которых производство энергии не является первостепенными, склонны к объединению митохондрий в единый разветвленный комплекс. При малейшем стрессе или сложных биологических процессах (как, например, деление или апоптоз) митохондрии распадаются на фрагменты. А этот процесс действительно контролируется специальными процессами. Сложность изучения заключается в том, что при попытке выделения или инвазивных методов изучения, митохондрии тоже начинают фрагментироваться.
alleukemist
Sep. 25th, 2014 11:28 am (UTC)
А, вот как. Ну, может быть, потому что мы-то изучаем раковые клетки, а они точно в стрессе. Надо будет почитать об этом - писал ли кто-то кроме Скулачева на эту тему. Хотя Скулачев - достаточно авторитетный ученый.
sunely_tales
Sep. 25th, 2014 12:30 pm (UTC)
Да, раковые клетки точно в стрессе, так еще и в постоянном желании размножаться :-)
Скулачев показывал не свои исследования, я думаю, что есть публикации. В 90-х было очень модно делать 3Д реконструкции митохондрий по фоткам электронных микроскопов, собственно эти исследования нам и показывали, нужно поискать на pubmed.
tonybaytoy
Sep. 27th, 2014 05:53 pm (UTC)
звучит как заклинание
( 28 comments — Leave a comment )

Profile

sunely_tales
sunely_tales

Latest Month

April 2016
S M T W T F S
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930

Tags

Powered by LiveJournal.com
Designed by yoksel