22. Smrt buněk – typy bb.smrti, zákl. morfologické a biochemické charakteristiky

Naprogramovaná/neprogramovaná smrt buněk

Neprogramovaná smrt buněk – nekróza
neni fyziologická
jedná se o poškozní bb. nepříznivými vnějšími faktory, přesahující jejich adaptační schopnosti.

Buňky bobtnají, tvoří vakuoly.Následuje vakuolární degenerace >dochází k poškození membrán (plazmatcké i intracel.) > ztráta zdroje energie a narušená ditribuce iontů >rozpad organel >uvolňování iontů a enzymů. > koaguláční nekróza a kolikvační nekróza > bb. obsah je vylit do okolí, kde vyvolá zánětlivý proces
Koagulační nekróza – Ca ionty denaturují proteiny
Kolikvační nekróza (autolýza) – enzymy natráví bb. obsah
To vše trvá pár hodin.
DNA je náhodně rozštěpena, taková buňka udělá při elektroforéze šmouhu.
Při použití fixačních roztoků – okamžitá smrt – nestčí proběhnout uvedené změny

Naprogramovaná smrt buněk
Fyziologická, pro org. nutná – hlavně při vývoji, ale i v dospělosti k udržování bb. homeostázy.
Geneticky řízený proces. Bez zánětu, b. je fagocytována.

Dva typy (ale je jich pravděpodobně víc):
● apoptóza
● lysozomární smrt bb.

Apoptóza
bb.eliminace v embryogenezi, bb. homeostázy, v některých fyz. procesech
objevuje se i neplánovaně u patologických procesů => nekrotické a apoptotické bb.vedle sebe.

Morfologické změny
• fragmentace jádra – konenzace chromatinu u jad. Membrány
• svraštění bb.
• Blebing – tvorba cytopl. Výběžků => tanec smrti (na časozběrném videu)
• tvorba apoptotických tělísek
• Neporuší se bb. mebrána!! Nic se do okolí nevyleje a okolní bb. to pěkně fagocytózou spapaj.
Biochemické změny
• poškození mitochondrií
• změny v plazm. membráně
• aktivace proteolytické kaskády

zevní/vnitřní cesta vedoucí k apoptóze

Vnitřní
- Aktivována poškozením jaderné DNA (vlivem metabolitů, volnými kyslíkovými radikály, ischemií, virovou infekcí buňky nebo jinými toxiny)
- gen p53 (gatekeeper) detekce genetického poškození, katalyzace opravy, inhibice bb.dělení. Pokud je poškození velké → ↑exprese p53 a indukce tvorby dalších proteinů, které poškodí membr. mitochondrií→ kolaps mitohondrií→ z mitochondrií je uvolněn cytochrom c, Diablo protein, a apoptózu indukující protein (AIP) a další proteiny, které již zahajují aktivaci kaspáz.
- Cytochrom c se naváže na molekulu Apaf1 a vzniká komplex – apoptosom → ten aktivuje prokaspázu 9 →ta aktivuje prokaspázu 3...
- Doposud to byl děj vratný – signální fáze. Od aktivace kaspázové kaskády je to děj nevratný.
- Diablo protein inaktivuje IAP
- Antiapoptotický mechanismus - v mitoch. je protein Bcl-2 a přítomen v dostatečné koncentraci, blokuje efekt proteinu p53.
Vnější
- cesta přes receptor smrti
- probíha např. u bb. malignizovaných nebo napadených virovou infekcí
- navázání ligandu na povrchový receptor z rodiny Tumor Necrosis Factor TNF – (Fas = CD95 = APO-1 , TNFR-1, TNF-alfa)
- Obsazení receptoru ligandem (=>FasL = C95L) → receptory se shluknou a naváží molekuly FADD → na ty se naváže prokaspáza 8 → nahloučené prokaspázy se takto aktivují → štěpením aktivují prokaspázu 3...

Kaspáza = cysteinová proteáza, která štěpí substrát v místě asparagové kys.
(caspasa=cysteiová aspasa)
v bb. jsou nahromaděny, jako inaktivní prokaspázy. Proteolytickým štěp. se aktivují
-exekuční kaspázy - (exekční = rohodudující)
jsou kaspázy 3,6,7 – ty štěpí jiné důležité molekuly → proces je ireverzibilní

Klíčová je kaspasa 3(Cas3) → štěpí komplex ICAD-CAD* → uvolní aktivní CAD → štěpí DNA v místě linkerů (místo napojení nukleosomů) → DNA fragmenty 180 – 200 párů bazí → přielektroforéze to udělá pěkný žebříček (narozdíl od nekrózy bb. ta udělá šmouhu).

inhibitory apoptózy
IAP (Inhibitors of Apoptosis) - zabraňuje aktivaci prokaspázy 3
FLIP - zabraňuje aktivaci prokaspázy 8
Bcl-2 – uložen v membráně mitochondrie. Existuje celá rodina supresorových proteinů Bcl-2 . Naproti tomu jsou i efektorové proteiny (Bax, Bak,Bad,Bik...)

Dále nějaké příklady apoptózy u člověka - embryogenezi (tvorba dutin, přepážka mezi prsty – až na Cimrmana, ten tam měl mezi palcem a malíkem takovou blánu...), autorektivní leukocyty jsou zničeny apoptózou, cT-lym – zabíjí pomocí ligandu FasL

chemoterapie – při nádorech, léky, umělé vyvolání apoptózy

role apoptózy u virů – např.:HIV vyolává apop.,ale většinou vir prodlužuje životnost buňky a využívá ji.