Виды гибели клеток

Классификация: случайность или программа

При действии патогенных факторов возможны два основных исхода: некроз с последующим лизисом (некролизом) или апоптоз с последующим фагоцитозом. Глобально все виды клеточной гибели делятся на две большие группы.

Первая — это случайный некроз. Он представляет собой нерегулируемый процесс, возникающий в ответ на грубое внешнее повреждение. Клетка набухает, ее мембрана разрывается. При этом выделяются DAMPs (Damage-Associated Molecular Patterns) — молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждением, которые служат сигналами опасности.

Вторая группа — регулируемые виды гибели. Это генетически программируемые процессы, к которым относят апоптоз, некроптоз, ферроптоз и пироптоз.

Апоптоз: «тихая» гибель

Апоптоз — это классический пример программируемой гибели, которая не вызывает воспаления.

• Ключевые ферменты: процесс реализуется при участии каспазы-8 и каспазы-3.
• Морфология: клетка не разрывается, а аккуратно распадается на фрагменты — апоптотические тельца, которые затем фагоцитируются другими клетками.
• Секреция: выделяются противовоспалительные молекулы, содержимое клетки не попадает во внешнюю среду.

Регулируемая гибель с воспалением

В отличие от апоптоза, другие виды программируемой гибели сопровождаются выбросом DAMPs и воспалительной реакцией.

• Некроптоз. Запускается при условии отсутствия или инактивации каспазы-8. Внешне напоминает случайный некроз (происходит разрыв мембраны), но строго контролируется генетически. Сопровождается выделением цитокинов (например, ИЛ-6) и хемокинов.
• Ферроптоз. Механизм завязан на перекисном окислении липидов клеточных мембран. Процесс зависит от железа и глутатиона. Ключевой фактор — нарушение работы фермента глутатионпероксидазы 4 (GP4), что ведет к накоплению активных форм кислорода (АФК).
• Пироптоз. Гибель, сопровождающаяся выраженным воспалением. В ней участвуют специфические человеческие ферменты: h-каспаза-1, h-каспаза-4 и h-каспаза-5. Клетка выделяет провоспалительные цитокины, в частности ИЛ-1$\beta$ и ИЛ-18.

Утилизация клеточного мусора: лизис и аутофагия

После гибели клетки или ее органелл происходит их деструкция. Лизис (разрушение погибшей клетки) идет двумя путями:

1. Аутолиз (саморазрушение) — реализуется активирующимися в самой клетке лизосомальными ферментами. В процессе участвуют избыточные АФК и свободные радикалы.
2. Гетеролиз — деструкция происходит при участии других клеток (фагоцитов) или микроорганизмов.

Отдельный вариант лизиса — иммуногенная гибель клетки. Ее цель — устранение чужеродных (например, вирусных) или эндогенных антигенов путем активации механизмов адаптивного иммунного ответа.

Для деструкции поврежденных или отработавших органелл внутри клетки существует аутофагия:

• Микроаутофагия: лизосомы сливаются с денатурированными макромолекулами или фрагментами мембран для гидролиза.
• Макроаутофагия: образуется крупная вакуоль — аутофагосома (из фрагментов цитолеммы, цитоплазмы и альтерированных органелл). Она сливается с лизосомой, образуя аутофаголизосому, где происходит гидролиз.
• Шапероновая аутофагия: транспорт денатурированных белков в лизосому. Шапероны пула hsc-70 связываются с белком, а лизосомально-ассоциированный мембранный протеин LAMP-2 выступает рецептором для этого комплекса.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы формирования аутофагосомы и аутофаголизосомы при макроаутофагии.
• Роль шаперонов hsc-70 и рецепторов LAMP-2 в направленном транспорте белков.
• Отличия аутолиза от гетеролиза в процессе деструкции погибшей клетки.
• Иммуногенная гибель клетки: механизмы активации адаптивного иммунного ответа.
• Специфические каспазные каскады: роль каспазы-8 при апоптозе и h-каспаз 1, 4, 5 при пироптозе.

Другие темы раздела «Глава 4. Повреждение клетки как основа развития различных форм патологии человека»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.