Основные типы проявлений апоптоза

Смерть клетки в процессе эмбриогенеза позвоночных.

Несмотря на то, что апоптоз ответственен за реализацию многих морфогенетических процессов в процессе эмбриогенеза, гибель клетки в процессе раннего онтогенеза не является жестко детерминированной. Чтобы погибнуть, клетки должны заблаговременно по­лучить сигнал к включению генетичесчкой программы апоптоза.

Смерть клеток в интактных тканях взрослых особей.

Апоптоз характерен как для медленно пролиферирующих клеточных популяций (гепатоцитов, клеток эпителия коры надпочечников), так и для быстро пролиферирующих (клеток кишечного эпителия, сперматогониев в период дифференцировки). В пер­вом случае апоптоз уравновешивает процессы митоза, а во втором – большая часть ми­тозов компенсируется не только апоптозом, но и в результате потери клеток за счет миграции.

Гомеостатическая регуляция нормального количества и объема клеток осуществляется циклической продукцией факторов роста, стимулирующих митоз, и эндогенных «факторов смерти», индуцирующих апоптоз.

Лимфоциты тимуса и других тканей, выполняющие определенные функции иммунной системы; мегакариоциты, распадающиеся на кровяные пластинки; стареющие гранулоциты, особенно нейтрофильные лейкоциты;

Таблица 12-1

Основные морфологические и биохимические отличия апоптоза и некроза

Показатели	АПОПТОЗ	НЕКРОЗ
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
Цитоплазма	Конденсация, фрагментация	Лизис
Мембрана	Долго сохраняется	Рано разрушается
Ядро	Хроматин конденсирован, четко очерчен	Пикноз
Образование апоптозных телец	Всегда	Отсутствует
Аутофагия	Отсутствует	Отсутствует
Фагоцитоз апоптозных телец	Длится от нескольких минут до одного часа	Отсутствует
Возможность блокады клеточной смерти	Иногда актиномицином D1, блокаторами кальциевых каналов, специфическиими ингибиторами	Не блокируется
БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ
Первичные проявления изменения ферментов	Активация эндонуклеаз	Активация лизосомальных гидролаз
Биохимические изменения в ядре	Разрывы ДНК между нуклеосомами	Диффузная деградация
Биохимические изменения в цитоплазме	Количество лизосомальных ферментов не увеличивается	Разрушение лизосом, прекращение процессов белкового синтеза
Этиологические факторы	Генетические, трофические гормоны или трофические стимулы	Биологические, химические, физические повреждающие факторы
Наиболее типичная локализация проявлений у высших позвоночных	Тимоциты, лимфоциты после воздействия глюко-кортикои­дов, предстательная железа после кастрации	Печень и другие органы под воздействием органо­тропных гепато­токсинов
Воспалительный процесс	Отсутствует	Присутствует

желтое тело яичника, семенники и другие подвергающиеся инволютивным процессам структуры в процессе их старения также подвергаются разрушению путем апоптоза.

Смерть клеток в процессе патологи­ческой атрофии и гиперплазии.

Апоптоз лежит в основе развития патологической атрофии, особенно в эндокринно зависимых тканях.

Например, благодаря апоптозу, после кастрации атрофируется предстательная железа. Кора надпочечников атрофируется после супрессии секреции АКТГ с помощью глюкокортикоидов. Патологическое разрастание тканей (за счет их гиперпла­зии) вызывается путем стимуляции митозов и торможения апоптоза. Возвращение же этих тканей к нормальному объему осуществляется путем стимуляции апоптоза.

Альтруистический суицид клеток. Смерть клеток-мутантов и клеток, пораженных вирусом, может играть биологически полезную роль в их элиминации из организма. Выживание же этих клеток является вредным для организма в целом. Проникающая радиация вызывает апоптоз в популяции пролиферирующих клеток эпителия крипт кишечника, а не в пролиферирующих клетках лимфоидных органов, где лимфоциты, мутировавшие после облучения, могут стать причиной различных аутоиммунных заболеваний. Известно, что апоптоз стимулируется препаратами, применяемыми для химиотерапии опухолевых заболеваний. Уничтожение пораженных вирусами клеток путем апоптоза обеспечивает минимальное повреждение тканей, в то время как благодаря некрозу гибнет огромное число клеточно-тканевых структур.

Клеточная смерть, вызванная минимальным повреждением.

При слабом повреждающем воздействии на клетки активируется апоптоз, благодаря которому частично измененные клетки выбраковываются из популяции. При сильном повреждающем воздействии развивается некроз. Так, нагревание клеток в культуре тканей до температуры +43°-+44° С в течение тридцати минут вызы­вает апоптоз отдельных клеток, а гипертермия клеток, достигающая +46°-+47° С, приводит к массирован­ному их некрозу.

Апоптоз чаще всего идентифицируется морфологически (табл. 12-1). Критерии биохимической идентификации апоптоза хорошо изучены in vitro и плохо in vivo.

Доказано, что в основе апоптоза лежит изменение ионного состава цитоплазмы клетки, приводящее к уменьшению содержания в ней внутриклеточного кальция, а также снижение содержания макроэргических фосфорных соединений.