Jakie są ścieżki apoptozy?
Ścieżki apoptozy to automatyczne systemy biologiczne, których organizm używa do niszczenia genetycznie uszkodzonych lub zmienionych komórek w procesie zwanym zaprogramowaną śmiercią komórki. Aby osiągnąć apoptozę, co oznacza dosłownie „odpadnięcie”, organizm wykorzystuje jedną z dwóch znanych ścieżek apoptozy: wewnętrzną i zewnętrzną. Po aktywacji przez uszkodzoną komórkę oba te szlaki wykorzystują enzymy do rozbicia struktury białkowej komórki, rozkładając komórkę na poziomie chemicznym. Stosując szlaki apoptozy, organizm może pozbyć się uszkodzonych komórek, zanim nekroza może się wprowadzić lub, w przypadku niektórych komórek rakowych, zanim komórka się rozprzestrzeni, powodując dalsze uszkodzenia.
Ścieżki wewnętrznej apoptozy można traktować jako układ samozniszczenia komórki. Wewnętrzna apoptoza inicjuje się z wnętrza komórki, gdy ulega ona fizycznemu uszkodzeniu lub krytycznemu stresowi w inny sposób, na przykład w wyniku niedotlenienia lub choroby. Kiedy to nastąpi, pewne normalnie stabilne białka są uwalniane przez uszkodzenie, stają się niestabilne i uruchamiają proces apoptozy poprzez aktywację genów w DNA komórki, które tworzą enzymy apoptozy. Enzymy te atakują następnie mitochondrialny DNA komórki, niszcząc go całkowicie i uwalniając jeszcze więcej białek i enzymów, które dalej degradują komórkę. Bez DNA komórka nie jest w stanie się rozmnażać ani wykonywać żadnych innych funkcji poza rozkładem chemicznym.
Zewnętrzne szlaki apoptozy są aktywowane poza komórką, gdy inne układy w organizmie ustaliły, że komórka musi umrzeć, zwykle w celu przejścia na nowy lub inny wzrost komórek. Istnieją dwa sposoby wywołania zewnętrznej apoptozy: aktywacja chemiczna lub pewne obciążenia, takie jak ekspozycja na promieniowanie. Podczas aktywacji chemicznej organizm uwalnia związki chemiczne, które przyczepiają się do komórki, wykorzystując receptory na ścianie komórkowej zwane „receptorami śmierci”. Aktywacja tych receptorów wyzwala następnie wewnętrzny proces apoptozy komórki w celu zniszczenia komórki. W związanej ze stresem apoptozie zewnętrznej promieniowanie i substancje chemiczne, takie jak stosowane w leczeniu niektórych nowotworów, sprawiają, że mitochondrialny DNA jest przepuszczalny, umożliwiając uwalnianie białek i enzymów szlaku apoptozy, niszcząc komórkę.
Chociaż ścieżki apoptozy są zaprojektowane z korzyścią dla organizmu, niektóre inne organizmy, takie jak wirusy, przystosowały się do ich wykorzystania. Wiele wirusów może zaatakować komórkę, a następnie dezaktywować wewnętrzne szlaki apoptozy komórki, podczas gdy rozmnażają się wewnątrz komórki bezpiecznie ukryte przed układem odpornościowym organizmu. Inne wirusy, takie jak HIV, mogą wytwarzać substancje chemiczne, które osłabiają lub wywołują apoptozę w komórkach układu odpornościowego, niszcząc je i uniemożliwiając im zwalczanie wirusa.