A szervezetet felépítő szövetek sejtjei folyamatosan halnak el és pótlódnak. A sejtek programozott öngyilkossága az élet fejlődése szempontjából olyan fontos, mint a sejtek osztódással történő szaporodása. A sejthalál az élethez tartozik, vagyis a sejtek számára, mint bármilyen más élőlény számára, a halál egy természetes esemény. A programozott sejthalál a megújulást, a fejlődést és a túlélést szolgálja.
A tervezett sejthalál és a nekrózis közti különbség
Látszólag mindkét jelenség hasonló, mert a végeredmény a sejt pusztulása, de lényegileg két teljesen eltérő folyamat játszódik le.
A nekrózis bekövetkezésekor a szervezet sejtjeinek egy nagy csoportját éri károsodás, amelyek ennek következtében tömegesen elhalnak. A szövetelhalás gyulladásos folyamathoz és funkciókieséshez vezet, ami miatt az egyed egészsége, vagy súlyosabb esetben az élete is veszélybe kerül. A tervezett sejthalál során a sejtek leválnak környezetükről, zsugorodnak, a DNS lebomlik, és a sejttel együtt feldarabolódik. Az elpusztult részeket a környező sejtek kémiai alkotórészekre bontják, amelyeket a szervezet újrahasznosít. Az elhalt sejtek belső alkotórészei így nem károsítják a szöveteket, és gyulladás, valamint heg képződése nélkül nyomtalanul eltűnnek.
Az alábbi ábra és táblázat a nekrózis és a programozott sejthalál lényeges különbségeit vázolja:
| |
Nekrózis |
Programozott sejthalál |
A folyamat beindulása
Kiváltó ok
Szöveti lokalizáció
Eseménysorrend
A sejt sorsa
A sejtmaradvány eltávolítása
|
Passzív
Fizikai-kémiai károsodás
Nagyobb sejtcsoportok
Véletlenszerű
Duzzadás és szétesés
Gyulladással, hegesedéssel
|
Aktív
Genetikai program
Egyedi sejtek
Tervezett
Zsugorodás és átalakulás
Gyulladás és hegesedés nélkül |
A felfedezést egy Nobel-díjjal jutalmazták
S. Brenner, J.E. Sulston, valamint H. R. Horovitz a
Caenorhabditis elegans fonalféreg fejlődését megfigyelve megállapították, hogy a féreg fejlődése során 1090 sejt keletkezik, de ezek közül 131 elpusztul, és így alakul ki a 959 sejtből álló, mindössze 1 mm hosszú felnőtt parazita. Ebben az "elegáns" szervezetben az 1090 sejt mindegyikének a sorsa külön-külön vizsgálható. Mindegyik sejt sorsát gének határozzák meg, és bizonyos sejtek esetében mindig pusztulás következik be. Ezt a folyamatot egy önmegsemmisítő genetika program irányítja, amelyet szaknyelven apoptózisnak, neveznek.
Apoptózis - a programozott sejthalál
Apoptózis görögül falevélhullást jelent, mert a káros következmények nélküli sejtpusztulás a tudósokat falevelek hullására emlékeztette. További megfigyelések során megerősítést nyert, hogy ez a jelenség jellemző az összes többsejtű szervezetre. A kutatók ezért a felfedezésükért 2002-ben orvos Nobel-díjat kaptak.
Az apoptózis szerepe
A sejtpusztulás már az élet megfoganása után nem sokkal megkezdődik, és a magzati fejlődés során meghatározó az egyes szervek formálásában. Például az ember embrionális fejlődésének bizonyos szakaszában a kézfej egy úszóhártyás kacsatalpra emlékeztet, amiből az irányított sejtöngyilkosság eltávolítja a fölösleges részeket, és az élő anyag "szobrászaként" formázza meg az újszülött ujjacskáit.
A kézfej fejlődése
A megszületés után is folytatódik a sejtek cseréje, melynek folyamán az idősebb sejteket fiatalabbak váltják fel. Szervezetünkben naponta milliárdnyi sejt hal el, s optimális esetben megközelítőleg ugyanennyi termelődik. Ha ez a folyamat nincs egyensúlyban, azaz kevesebb sejt születik, mint amennyi elhal, akkor például máj- vagy idegsorvadás alakul ki, de a többlettermelés is káros, mert ilyenkor daganatok, tumorok keletkeznek. Természetesen a különböző szerveknek és szöveteknek más-más az életciklusa. A máj úgy egyévente cserélődik ki teljes egészében, míg a bőr folyamatosan kopik, a szemlencse pedig nem tud megújulni.
A sejt több okból is kényszerülhet önmegsemmisítésreA programozott sejthalál szerepe nemcsak a megújulás. A megsemmisülést választó sejtek a többiek érdekében is képesek feláldozni életüket, megmentve ezzel a többi sejtet a pusztulástól. Vírusfertőzések esetén a megfertőződött sejt anyagcserei folyamatai átprogramozódnak, és a testi sejt nem önmagát termeli újra, hanem átáll a vírusgyártásra, veszélybe sodorva ezzel több millió szomszédos sejt életét. Minél tovább marad életben a megfertőzött sejt, annál több vírust replikál, és egyre nagyobb veszélybe sodorja az egész szervezetet. A megtámadott sejt ezt a helyzetet öngyilkossággal oldja meg, vagyis elpusztítva önmagát egyúttal megszakítja a vírustermelést is.
Az irányított öngyilkosság olyan sejtektől is megszabadítja a szervezetet, amelyek megzavarodtak és károsakká váltak. Autóimmun betegségek során a szervezet védősejtjei a saját szervezetük ellen fordulnak. Ám még mielőtt az áruló sejtek megtámadhatnák saját szöveteiket, aktiválódik bennük a sejthalált kiváltó enzim, és spontán öngyilkosságot követnek el, a veszély ezáltal elhárul.
Az önkéntes halál feltalálói
Napjainkra a természetes sejthalál az egyik alapköve lett a sejtbiológiai ismereteinknek, az élettudományoknak, az orvosbiológiai gondolkodásnak. Az apoptózis jelensége nem csak a többsejtű élőlényekre jellemző. Az utóbbi idők kutatásai fokozott érdeklődéssel követik az egysejtű élőlények, például a baktériumok öngyilkosságának első pillantásra teljesen értelmetlennek tűnő okát.
Az egysejtűek öngyilkosságának okait még homály fedi
Az egysejtű létezése az önpusztítással véget ér, és az áldozat hiábavalónak látszik. Az effajta önpusztítás okának magyarázata még várat magára. Annyi mindenesetre kiderült, hogy az apoptózis egyetemes jelenség, amely a földi életformák többségénél megvan. Az állatok feltételezhetően a baktériumoktól szerezték be a programozott sejthalál képességét.
.jpg)
