Was sind Apoptosewege?

Apoptosewege sind automatische biologische Systeme, mit denen ein Organismus genetisch geschädigte oder veränderte Zellen durch einen als programmierter Zelltod bezeichneten Prozess zerstört. Um eine Apoptose zu erreichen, was wörtlich „abfallen“ bedeutet, verwendet ein Organismus einen von zwei bekannten Apoptosewegen: intrinsisch und extrinsisch. Einmal durch eine beschädigte Zelle aktiviert, verwenden beide Wege Enzyme, um die Proteinstruktur der Zelle aufzubrechen und die Zelle auf chemischer Ebene zu zerlegen. Durch die Verwendung von Apoptosewegen kann sich ein Organismus von beschädigten Zellen befreien, bevor eine Nekrose einsetzt oder bei bestimmten Krebszellen, bevor sich die Zelle ausbreiten kann, was zu weiteren Schäden führt.

Wege der intrinsischen Apoptose können als Selbstzerstörungssystem einer Zelle angesehen werden. Intrinsische Apoptose beginnt innerhalb einer Zelle, wenn sie physisch beschädigt oder auf andere Weise kritisch belastet wird, beispielsweise durch Hypoxie oder Krankheit. Wenn dies geschieht, werden bestimmte normalerweise stabile Proteine ​​durch den Schaden freigesetzt, werden instabil und lösen den Apoptoseprozess aus, indem Gene in der DNA der Zelle aktiviert werden, die Apoptoseenzyme erzeugen. Diese Enzyme greifen dann die mitochondriale DNA der Zelle an, zerstören sie vollständig und setzen noch mehr Proteine ​​und Enzyme frei, die die Zelle weiter abbauen. Ohne seine DNA kann die Zelle keine anderen Funktionen mehr reproduzieren oder ausführen, als sich chemisch abzubauen.

Extrinsische Apoptosewege werden außerhalb einer Zelle aktiviert, wenn andere Systeme in einem Organismus festgestellt haben, dass die Zelle sterben muss, normalerweise um Platz für neues oder anderes Zellwachstum zu machen. Es gibt zwei Möglichkeiten, wie eine extrinsische Apoptose ausgelöst werden kann: durch chemische Aktivierung oder durch bestimmte Belastungen, z. B. durch Bestrahlung. Bei der chemischen Aktivierung setzt der Organismus chemische Verbindungen frei, die über Rezeptoren an der Zellwand, sogenannte Todesrezeptoren, an die Zelle binden. Die Aktivierung dieser Rezeptoren löst dann den zellinternen Apoptoseprozess aus und zerstört die Zelle. Bei der stressbedingten extrinsischen Apoptose wird die mitochondriale DNA durch Strahlung und Chemikalien, wie sie bei der Behandlung bestimmter Krebsarten verwendet werden, durchlässig, sodass Proteine ​​und Enzyme des Apoptosewegs freigesetzt werden und die Zelle zerstört wird.

Obwohl Apoptosewege so angelegt sind, dass sie einem Organismus zugute kommen, haben sich einige andere Organismen, wie z. B. Viren, angepasst, um sie zu nutzen. Viele Viren können in eine Zelle eindringen und dann die intrinsischen Apoptosewege der Zelle deaktivieren, während sie sich innerhalb der Zelle reproduzieren, die sicher vor dem Immunsystem des Organismus verborgen ist. Andere Viren, wie HIV, können Chemikalien erzeugen, die die Apoptose in Zellen des Immunsystems schwächen oder auslösen, wodurch sie zerstört und an der Bekämpfung des Virus gehindert werden.