آپوپتوسیس (مرگ برنامه‌ریزی شده cell )
سلول‌های یک ارگانیسم پیچیده، اعضای یک اجتماع سازمان یافته‌اند. تعداد سلول‌ها در این اجتماع کنترل شده است. به سادگی سرعت تقسیم آنها کنترل نمی‌شود، اما سرعت مرگ به سادگی کنترل می‌شود. اگر بیشتر شدن تعداد سلول‌ها مورد نیاز نباشد، مجموعاً با یک فعالیت درون سلولی برنامه‌ریزی شده، خودکشی می‌کنند. این جریان، مرگ برنامه‌ریزی شده سلول نامیده می‌شود. رایج تر آن آپوپتوسیس گفته می‌شود (یک لغت یونانی است که ریزش برگ‌های درخت بیان می‌شود). مثال‌هایی از این پدیده عبارتند از:
– ایجاد انگشت در دست و پا
– افتادن دم قورباغه
– چوب پنبه‌ای شدن تنه درخت
– ایجاد بافت‌هایی چون اسکلرانشیم
اهمیت آپوپتوسیس
آپوپتوسیس از آن جهت که بین تقسیم سلول و مرگ سلول تعادل برقرار می‌کند، بر روی هموستاز بدن مؤثر است. چنانچه انجام نمی‌شد، بافت‌ها بزرگ‌تر یا کوچک‌تر می‌شدند.
عوامل مؤثر بر تحریک آپوپتوسیس
وارد شدن استرس مثل گرسنگی و بی‌غذایی، قرار گرفتن در معرض اشعه‌ی UV و یا γ و X، ورود DNA ویروس به درون هسته، آنتی‌بیوتیک و سم ویروس
مراحل آپوپتوسیس
1. سلول دایره شکل می‌شود. این عمل به خاطر ساختار Proها که توسط اسکلت سلولی طراحی شده است، توسط یک نوع پروتئاز خاص (Gaspase) است.
2. کروماتین فشرده و متراکم می‌شود.
3. Pyknosis: انقباض هسته و متراکم شدن آن
4. قطعه قطعه شدن DNA و تبدیل به چندین کروماتین کوچک می‌شود و سلول کوچک و به وزیکول‌هایی تبدیل می‌شود.
5. فاگوستیوز توسط ماکروفاژها و استفاده‌ی مجدد از ترکیبات سلول.
به نظر می‌رسد مکانیسم مسئول این نوع خودکشی کنترل‌شده سلول در همه‌ی سلول‌های جانوری مشابه باشد.
آپوپتوسیس توسط خانواده‌ای از آنزیم‌های پروتئاز طی فرآیند پروتئولیتیک انجام می‌شود و تبدیل پروتئینی موسوم به پروکاسپاز به کاسپاز را فعال می‌کنند.( کاسپازها دو نوع X سیتوسول و Z در هسته). این مسیر به عنوان یک مرحله‌ی جدید از سیکل زندگی است و معمولاً تا پایان فرآیند پیش می‌رود و برگشت‌پذیر نیست.
تنظیم مرگ برنامه‌ریزی شده سلول به وسیله‌ی خانواده‌ی پروتئین داخل سلولی 2Bcl
در همه‌ی جانوران پرسلولی، پروکاسپازهای غیرفعال منتظر رسیدن سیگنال‌های تخریب سلولی هستند و مرگ برنامه‌ریزی شده را قطعی می‌کنند. مهم‌ترین پروتئینی که در کنترل فعالیت پروکاسپاز مؤثر است 2Bcl است. یک نمونه 2Bcl با تخریب DNA سلول فعال می‌شود.
خانواده‌ی پروتئین‌های غشایی دیگر BX و Bak اند که می‌توانند به طور غیرمستقیم پروکاسپاز را فعال کنند. این پروتئین ها خود توسط 2Bcl فعال می‌شوند و در غشای خارجی میتوکندری حضور دارند و باعث خروج سیتوکروم C از میتوکندری به سیتوسول می‌شوند، سیتوکروم C بر روی آپوپتوسوم اثر گذاشته و در نهایت آپوپتوسوم کاسپاز را فعال می‌کند.
چگونه طول سلول‌ها و اندازه‌ی بدن جانور کنترل می‌شود؟
اندازه ی بدن و ارگانها با سه فرآیند اساسی کنترل می‌شود:
1. رشد سلولی
2. تقسیم سلولی
3. مرگ سلولی
سیگنال‌های داخلی محرک تقسیم و رشد و بقای سلولی به کنترل ارگانیسم‌ها کمک می‌کنند. آنها، پروتئین‌های محلولی‌اند که فرمان ساخت آنها توسط سلول‌های دیگر یا اتصال پروتئین های متصل شده به سطح سلول فراهم می‌شود.
* میتوززا: محرک تقسیم سلول، اول با غلبه بر مکانیسم‌هایی که سیکل سلول را قطع کرده‌اند و باعث عبور از یک مرحله به مرحله بعد می‌شود.
* فاکتورهای رشد: محرک سلول برای رشد (افزایش توده‌های سلولی) با تحریک سنتز و از بین بردن پروتئین ها و ماکروملکول‌ها
* فاکتورهای بقا: تحریک بقای سلول با جلوگیری از آپوپتوسیس
میتوززاها پروتئین‌هایی‌اند که با رسپتور سلول باند می‌شوند و باعث تبدیل مرحله‌ی G1 سلولی به S می‌شوند. مثل رتینوبلاستوما (Rb) در مهره داران و منجر به فعال شدن G1-Cdk و G1/S-Cdk می‌شود. در جراحت PDGF (Platelet derived growth factor) توسط پاکت‌های خون باعث تقسیم سلولی و ترمیم بافت می‌شود.
* بسیاری از PDGFها می‌توانند به عنوان فاکتور رشد نیز عمل کنند.
* سلول‌ها همچنین برای بقا نیاز به دریافت فاکتورهایی از سلول‌های دیگر دارند تا زنده بمانند.
* بعضی از فاکتورهای بتا، سیر سیگنال‌های مرگ داخل سلولی را فعال می‌کنند.
بیماری‌های حاصل از نقص آپوپتوسیس
– پارکینسون
– هانتینگتون
– آلزایمر
مراحل نکروسیس
1. سلول متورم و بزرگ شده
2. محتویات غشاء تراوش می‌کند و تبادل دوطرفه با محیط ایجاد می‌شود و کنترل عبور و مرور مواد را از بین می‌برد.
3. سلول و هسته تجزیه و تخریب می‌شود.
4. تراوش و تخریب سلول نکروسیس باعث آسیب سلول‌های مجاور می‌شود و نکروسیس بر اثر جراحت، سرطان و التهاب و عفونت ایجاد شود. انفارکتوس میوکارد قلب، سل، سرطان
منابع
فیزیولوژی پزشکی، آرتور گایتون
