Введение

Биологическая клетка, прекращающая выполнять свои функции
журнал

Клеточная смерть – это прекращение выполнения биологической клеткой своих функций. Это может быть результатом естественного процесса гибели старых клеток и их замещения новыми, как при запрограммированной клеточной смерти, или же следствием таких факторов, как заболевания, локальные повреждения или смерть организма, частью которого являются клетки. Апоптоз, или клеточная смерть I типа, и аутофагия, или клеточная смерть II типа, являются формами запрограммированной клеточной смерти, в то время как некроз – это нефизиологический процесс, возникающий в результате инфекции или травмы.

Программа клеточной смерти

Программированная клеточная смерть (ПКК) – это гибель клеток, опосредованная внутриклеточной программой. ПКК осуществляется в ходе регулируемого процесса, который обычно обеспечивает преимущество на протяжении жизненного цикла организма. Например, дифференцировка пальцев рук и ног у развивающегося человеческого эмбриона происходит благодаря апоптозу клеток между пальцами, что приводит к их разделению. ПКК выполняет фундаментальные функции в процессе развития тканей как растений, так и метазоев (многоклеточных животных).

Апоптоз

Апоптоз — это процесс программируемой клеточной гибели (ПКГ), который может происходить в многоклеточных организмах.

Автофагия

Автофагия – это цитоплазматический процесс, характеризующийся образованием крупных вакуолей, которые последовательно разрушают органеллы перед уничтожением ядра. Макроавтофагия, часто называемая просто автофагией, – это катаболический процесс, приводящий к аутофагосомной лизосомной деградации значительного объема цитоплазматического содержимого, аномальных белковых агрегатов, а также избыточных или поврежденных органелл. Автофагия обычно активируется при недостатке питательных веществ, но также связана с различными физиологическими и патологическими процессами, такими как развитие, дифференцировка, нейродегенеративные заболевания, стресс, инфекции и рак.

Другие вариации ПКД

Были обнаружены и другие пути запрограммированной гибели клеток. Эти альтернативные пути к смерти, называемые "неапоптотической запрограммированной гибелью клеток" (или "запрограммированной гибелью клеток, независимой от каспаз"), столь же эффективны, как и апоптоз, и могут функционировать как резервные механизмы или основной тип ПЦД. К таким формам запрограммированной гибели клеток относятся аноикис, почти идентичный апоптозу, за исключением механизма его индукции; корнеальная гибель клеток, форма гибели клеток, уникальная для глаз; экзитотоксичность; ферроптоз, железозависимая форма гибели клеток, и валлеровская дегенерация. Растительные клетки подвергаются специфическим процессам ПЦД, схожим с аутофагической гибелью клеток. Однако некоторые общие признаки ПЦД высоко консервативны как у растений, так и у метазоа. Активация-индуцированная клеточная гибель (AICD) – это запрограммированная гибель клеток, вызванная взаимодействием рецептора Fas (Fas, CD95) и лиганда Fas (FasL, CD95 лиганд). Она возникает в результате повторной стимуляции специфических Т-клеточных рецепторов (TCR) и способствует поддержанию периферической иммунной толерантности. Следовательно, нарушение этого процесса может привести к аутоиммунным заболеваниям. Митотическая катастрофа – это онкосупрессивный механизм, приводящий к гибели клеток из-за преждевременного или неадекватного вхождения клеток в митоз. Это наиболее распространенный способ гибели клеток в раковых клетках, подвергшихся воздействию ионизирующего излучения и многих других противораковых методов лечения. Иммуногенная гибель клеток, или иммуногенный апоптоз, – это форма гибели клеток, вызванная некоторыми цитостатическими агентами, такими как антрациклины, оксалиплатин и бортезомиб, или лучевой и фотодинамической терапией (ФДТ). Пироптоз – это сильно воспалительная форма запрограммированной гибели клеток, которая чаще всего возникает при инфицировании внутриклеточными патогенами и, вероятно, является частью антимикробного ответа в миелоидных клетках. Паноптоз – это уникальный путь воспалительной клеточной гибели, объединяющий компоненты других путей клеточной гибели. Совокупность биологических эффектов при паноптозе не может быть полностью объяснена пироптозом, апоптозом или некроптозом по отдельности. Паноптоз регулируется многогранными макромолекулярными комплексами, называемыми паноптосомами. Фагоптоз – это гибель клеток, возникающая при фагоцитозе (то есть поглощении) живой клетки другой клеткой (обычно фагоцитом), что приводит к гибели и перевариванию поглощенной клетки. Фагоптоз может происходить с патогенными, раковыми, стареющими, поврежденными или избыточными клетками.

Некротическая гибель клеток

Некроз – это гибель клеток, возникающая при сильном повреждении клетки внешними факторами, такими как травма или инфекция, и протекающая в различных формах. При некрозе клетка увеличивается в объеме, за чем следует неконтролируемый разрыв клеточной мембраны и высвобождение содержимого клетки. Это содержимое часто вызывает воспаление в окружающих клетках. Форма запрограммированного некроза, называемая некроптозом, была признана альтернативной формой программируемой клеточной гибели. Предполагается, что некроптоз может служить резервным механизмом гибели клеток в случае блокировки апоптотической сигнализации эндогенными или экзогенными факторами, такими как вирусы или мутации. Некроптотические пути связаны с рецепторами смерти, например, рецептором фактора некроза опухоли 1. Слово происходит от греческих слов νεκρό, означающего "смерть", βìο, означающего "жизнь", и λόγος, означающего "изучение". Изначально термин был введен для обозначения широкого спектра исследований изменений, сопровождающих гибель клеток, которые выявляются и измеряются с помощью многопараметрической проточной и лазерной сканирующей цитометрии.