If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Jeżeli jesteś za filtrem sieci web, prosimy, upewnij się, że domeny *.kastatic.org i *.kasandbox.org są odblokowane.

Główna zawartość

Apoptoza

O zaprogramowanej śmierci komórki i o tym, czym różni się ona od nekrozy (śmierci komórki spowodowanej przez uszkodzenie). Tłumaczenie na język polski zrealizowane przez Fundację Edukacja dla Przyszłości dzięki wsparciu Fundacji „HASCO-LEK".

Kluczowe punkty:

  • Apoptoza jest rodzajem programowanej śmierci komórki lub "samobójstwa komórki". Różni się od nekrozy, w której komórki umierają w wyniku uszkodzeń.
  • Apoptoza jest zorganizowanym procesem, w którym zawartość komórki jest pakowana w małe "paczki" otoczone błoną, aby mogły być usunięte przez komórki układu immunologicznego.
  • Apoptoza usuwa komórki podczas rozwoju organizmu, eliminuje komórki nowotworowe i te zainfekowane przez wirusy i utrzymuje równowagę organizmu.

Film: Omówienie apoptozy

Filmy wideo na Khan Academy

Wprowadzenie

Może Ci się wydawać, że umieranie komórek jest czymś złym dla organizmu. W wielu wypadkach jest to prawda: na pewno nie jest dobrze, gdy komórki umierają z powodu uszkodzeń (np. uszkodzeń mechanicznych lub szkodliwych substancji). Z drugiej strony, niezbędne jest także, aby niektóre komórki naszego organizmu umierały - ale nie przypadkowo, ale w sposób starannie kontrolowany.
Na przykład, czy wyobrażałeś sobie kiedyś jak formują się palce? Okazuje się, że komórki pomiędzy Twoimi rozwijającymi się palcami zostały już dawno zaprogramowane do śmierci, w czasie, gdy byłeś jeszcze embrionem. Gdyby tak nie było, miałbyś dłonie z syndaktylią lub, prawdopodobnie, dłonie podobne do płetw, bez wyodrębnionych palców.
Komórki między palcami w stadium embrionalnym umierają w procesie nazywanym apoptozą, który jest najczęściej spotykanym rodzajem programowanej śmierci komórki. W programowanej śmierci komórki komórki przechodzą "komórkowe samobójstwo", kiedy otrzymują odpowiednie sygnały. Apoptoza prowadzi do śmierci komórki, ale daje korzyści całemu organizmowi (np. umożliwiając rozwój palców lub usuwanie potencjalnych komórek nowotworowych). W tym artykule, przyjrzymy się uważniej apoptozie, kiedy ma miejsce i dlaczego jest tak ważna.

Apoptoza vs. nekroza

Ogólnie rzecz biorąc, w wielokomórkowym organizmie, takim jak Twój, komórki mogą umrzeć na dwa sposoby:
  • Są zabijane przez czynniki, które je uszkadzają (takie jak toksyczne związki chemiczne lub uszkodzenia mechaniczne), w procesie nazywanym nekrozą.
  • Są pobudzane do zaprogramowanej śmierci komórki. Najbardziej poznaną formą jest programowana śmierć komórki nazywana apoptozą.
Nekroza i apoptoza zachodzi w różnych warunkach i obejmuje różne etapy. Najprościej mówiąc, nekroza jest niedbałym sposobem i powoduje odpowiedź immunologiczną w postaci stanu zapalnego, podczas gdy apoptoza jest procesem uporządkowanym, w którym komórka zostaje podzielona na części, które mogą być wchłaniane i poddane recyklingowi przez inne komórki.

Nekroza (sposób niedbały)

Kiedy komórki są niszczone przez szkodliwe czynniki (takie jak uszkodzenia mechaniczne czy toksyczne związki chemiczne), zwykle uwalniają swoją zawartość, kiedy umierają. Ponieważ uszkodzona błona komórkowa nie jest już w stanie kontrolować przepływu jonów i wody, komórka puchnie i jej zawartość wypływa przez otwory w błonie komórkowej. To często powoduje stan zapalny w tkance otaczającej umierającą komórkę.

Apoptoza (uporządkowany sposób)

Komórki, które ulegają apoptozie, przeżywają różne i bardziej uporządkowane procesy. Kurczą się i wytwarzają podobne do bąbelków wypustki (techniczna nazwa to: pęcherzyki) na swojej powierzchni. DNA w jądrze komórkowym jest cięte na małe kawałki i niektóre organelle komórki, takie jak retikulum endoplazmatyczne ulega fragmentacji. Ostatecznie, cała komórka dzieli się na małe kawałki, a każdy z nich jest starannie zamknięty w błonowej otoczce.
Co się dzieje z tymi kawałkami? Wysyłają one sygnały, które przyciągają komórki układu immunologicznego "zjadające śmieci" (fagocytujące). Także, fragmenty umierającej komórki wytwarzają na swojej powierzchni związek lipidowy nazwany fosfatydyloseryną. Fosfatydyloseryna jest zwykle ukryta po wewnętrznej stronie błony,a kiedy jest na zewnątrz, umożliwia fagocytom związanie się z komórką i "zjedzenie" jej fragmentów.

Dlaczego komórki przechodzą apoptozę?

Wiele komórek ludzkiego ciała ma wbudowaną zdolność do apoptozy (tak samo jak mają wbudowaną zdolność do kopiowania swojego DNA lub spalania związków odżywczych). Zasadniczo, apoptoza jest ogólnym i dogodnym sposobem usuwania komórek, które nie powinny już być częścią organizmu.
  • Niektóre komórki powinny być usunięte podczas rozwoju organizmu - np., aby mógł on ukształtować skomplikowane struktury, takie jak dłoń, z większych fragmentów tkanek.
  • Niektóre komórki są nieprawidłowe i mogą spowodować szkodę dla organizmu, jeżeli przetrwają. Są nimi np. komórki zainfekowane wirusem lub z uszkodzonym DNA.
  • Komórki dorosłego organizmu mogą być eliminowane, aby zachować równowagę - aby zrobić miejsce dla nowych komórek lub usunąć komórki niezbędne do wykonania krótkotrwałych zadań.

Apoptoza jest częścią rozwoju

W wielu organizmach programowana śmierć komórki jest normalną częścią rozwoju. W niektórych wypadkach apoptoza podczas rozwoju ma miejsce w bardzo przewidywalny sposób: u nicienia C. elegans, 131 komórki umierają w apoptozie wraz z jego rozwojem od pojedynczej komórki do dorosłego osobnika (i wiemy dokładnie, które to są)1!
Apoptoza odgrywa również kluczową rolę w rozwoju człowieka. Na przykład, jak widzieliśmy we wstępie, początkowo, gdy byłeś embrionem, Twoja dłoń była podobna do płetwy. Z tego bloku tkanek powstały palce, "wyrzeźbione" przez apoptozę komórek pomiędzy rozwijającymi się palcami.
Obrazy mikroskopowe z pracy naukowej, pokazujące rozwijającą się łapę myszy. Komórki pomiędzy rozwijającymi się palcami są barwnie oznaczone przez marker, który wskazuje komórki apoptotyczne.
Ten proces zachodzi u wszystkich gatunków kręgowców, które mają palce lub struktury podobne do palców. Mniej apoptozy skutkuje większą błoną pławną między palcami. Czasami, jeżeli zdarzą się drobne pomyłki podczas rozwoju palców dłoni lub stóp, apoptoza może być niepełna (prowadząc np. do syndaktylii).
Innym przykładem apoptozy podczas normalnego rozwoju jest utrata ogona u kijanek podczas przemiany w żabę i usuwanie niepotrzebnych neuronów, gdy połączenia nerwowe w mózgu są już gotowe.

Apoptoza może usuwać komórki zainfekowane lub nowotworowe

W niektórych wypadkach, komórka może stanowić zagrożenie dla całego organizmu, jeśli przeżyje. Na przykład, tak może być z komórkami z uszkodzonym DNA, komórkami z potencjałem do nowotworzenia i komórkami zainfekowanymi przez wirusy. Jeżeli u tych komórek zajdzie apoptoza, zagrożenie dla organizmu (takie jak nowotwór lub rozprzestrzenienie infekcji wirusowej) zostaje usunięte.
Kiedy DNA komórki jest uszkodzony, zostanie to szybko dostrzeżone i zostanie podjęta próba naprawy. Jeżeli uszkodzenia nie da się naprawić, normalnie komórka jest przeznaczana do apoptozy, zapewniając tym samym, że nie przekaże dalej uszkodzonego DNA. Kiedy komórki mają uszkodzony DNA, ale nie wchodzą na drogę apoptozy, mogą potencjalnie prowadzić do rozwoju nowotworu.
Czasami, komórki potencjalnie nowotworowe, które uniknęły wewnętrznych sygnałów do apoptozy są wykrywane przez komórki układu odpornościowego, które próbują uruchomić apoptozę poprzez zewnętrzną jej ścieżkę. Jednakże komórki nowotworowe radzą sobie z unikaniem zarówno wewnętrznych jak i zewnętrznych sygnałów, które normalnie uruchamiają apoptozę. To pozwala im dzielić się w sposób niekontrolowany i gromadzić mutacje (zmiany w ich DNA).

Apoptoza jest kluczowa dla funkcjonowania odporności

Apoptoza także odgrywa kluczową rolę w rozwoju i utrzymaniu zdrowego układu odpornościowego. Kiedy limfocyty B i T (komórki układu odpornościowego, które przyłączają odpowiednie cząsteczki) są po raz pierwszy wytwarzane, organizm sprawdza, czy reagują przeciwko własnym składnikom organizmu. Komórki, które tak funkcjonują, są eliminowane za pomocą apoptozy. Jeśli ten proces zawodzi, autoreaktywne komórki mogą być uwalniane do organizmu, gdzie atakują tkanki i powodują reakcję autoimmunologiczną.
Apoptoza odgrywa także ważną rolę w procesie umożliwiającym aktywację układowi immunologicznego w odpowiedzi na patogen, a następnie powrót do równowagi. Kiedy patogen zostaje zauważony, komórki układu odpornościowego, które rozpoznają patogen dzielą się intensywnie, ulegając znacznemu wzrostowi ich liczebności w celu zniszczenia patogenu. Kiedy patogen zostaje usunięty z organizmu, większość komórek odpornościowych specyficznych do tego patogenu nie jest już potrzebna i może zostać usunięta przez zajście apoptozy, aby utrzymać homeostazę (równowagę) układu odpornościowego.

Podsumowanie

Apoptoza jest rodzajem programowanej śmierci komórki lub "komórkowego samobójstwa". Różni się od nekrozy, w której komórki umierają z powodu uszkodzeń. Apoptoza nie jest jedynym rodzajem programowanej śmierci komórki, ale jest tym jej rodzajem, który najlepiej rozumiemy.
Apoptoza jest procesem uporządkowanym, w którym zawartość komórki rozpada się i jest pakowana w małe "paczki", otoczone błoną i w ten sposób przygotowane do zabrania przez komórki układu odpornościowego. To różni ją od nekrozy (śmierć z powodu uszkodzeń), w której zawartość umierającej komórki wypływa z niej i powoduje stan zapalny.
Apoptoza usuwa komórki podczas rozwoju. Eliminuje także komórki potencjalnie nowotworowe i te zainfekowane przez wirusy. Jednakże komórki nowotworowe potrafią uniknąć apoptozy i skutecznie kontynuować swój podział. Apoptoza utrzymuje równowagę w ludzkim organizmie i jest szczególnie istotna dla układu odpornościowego.

Chcesz dołączyć do dyskusji?

Na razie brak głosów w dyskusji
Rozumiesz angielski? Kliknij tutaj, aby zobaczyć więcej dyskusji na angielskiej wersji strony Khan Academy.