Wat zijn apoptose pathways?
Apoptosepaden zijn automatische biologische systemen die een organisme gebruikt om genetisch beschadigde of veranderde cellen te vernietigen via een proces dat geprogrammeerde celdood wordt genoemd. Om apoptose tot stand te brengen, wat letterlijk "afvallen" betekent, gebruikt een organisme een van twee bekende apoptosepaden: intrinsiek en extrinsiek. Eenmaal geactiveerd door een beschadigde cel, gebruiken beide routes enzymen om de eiwitstructuur van de cel af te breken, waarbij de cel op chemisch niveau wordt gedemonteerd. Met behulp van apoptosepaden kan een organisme zich ontdoen van beschadigde cellen voordat necrose kan binnendringen of, in het geval van bepaalde kankercellen, voordat de cel zich kan verspreiden, waardoor verdere schade kan ontstaan.
Paden van intrinsieke apoptose kunnen worden gezien als het zelfvernietigende systeem van een cel. Intrinsieke apoptose begint vanuit een cel wanneer deze fysiek beschadigd raakt of op een andere manier kritisch wordt belast, zoals door hypoxie of ziekte. Wanneer dit gebeurt, worden bepaalde normaal stabiele eiwitten door de schade vrijgegeven, worden ze onstabiel en activeren ze het apoptoseproces door genen in het DNA van de cel te activeren die apoptose-enzymen creëren. Deze enzymen vallen vervolgens het mitochondriale DNA van de cel aan, vernietigen het volledig en maken nog meer eiwitten en enzymen vrij die de cel verder afbreken. Zonder zijn DNA kan de cel zich niet langer reproduceren of andere functies uitvoeren dan zichzelf chemisch af te breken.
Extrinsieke apoptosepaden worden buiten een cel geactiveerd wanneer andere systemen in een organisme hebben bepaald dat de cel moet sterven, meestal om plaats te maken voor nieuwe of andere celgroei. Er zijn twee manieren waarop extrinsieke apoptose kan worden geactiveerd: door een chemische activering of door bepaalde spanningen, zoals blootstelling aan straling. Bij chemische activering geeft het organisme chemische verbindingen vrij die zich hechten aan de cel, met behulp van receptoren op de celwand genaamd "doodreceptoren". De activering van deze receptoren activeert vervolgens het interne apoptoseproces van de cel om de cel te vernietigen. Bij stress-gerelateerde extrinsieke apoptose, maken straling en chemicaliën, zoals gebruikt bij de behandeling van bepaalde kankers, het mitochondriale DNA permeabel, waardoor de apoptosepad eiwitten en enzymen worden vrijgegeven, waardoor de cel wordt vernietigd.
Hoewel apoptosepaden zijn ontworpen om een organisme te helpen, hebben sommige andere organismen, zoals virussen, zich aangepast om er gebruik van te maken. Veel virussen kunnen een cel binnendringen en vervolgens de intrinsieke apoptosepaden van de cel deactiveren, terwijl ze zich in de cel reproduceren, veilig verborgen voor het immuunsysteem van het organisme. Andere virussen, zoals HIV, kunnen chemicaliën maken die apoptose in immuunsysteemcellen verzwakken of activeren, waardoor ze worden vernietigd en voorkomen dat ze het virus bestrijden.