Каталог продуктов для клинической лабораторной диагностики
Иммунологический статус
Иммунологический статус »
Маркеры апоптоза
Маркеры апоптоза
Апоптоз - запрограммированная асинхронная гибель клеток, обеспечивающая их физиологическое равновесие и стабильность тканей за счет самоуничтожения генетически чужеродных и/или дефектных клеток. Реализуется апоптоз активированными эндогенными нуклеазами путем расщепления ДНК на фрагменты, при этом сохраняется целостность клеточных мембран и внутриклеточного содержимого, отсутствуют повреждения тканей и лейкоцитарная инфильтрация. В отличие от апоптоза, некроз представляет собой патологическую форму смерти клеток в результате их острого повреждения, разрыва оболочки, высвобождения содержимого цитоплазмы и индукции воспалительного процесса. К стрессовым факторам, способным индуцировать апоптоз, относятся облучение, ишемия, гипоксия, вирусная инфекция, а также элиминация факторов роста.
Результатом апоптоза является постепенное и медленное избавление от «ненужных» в функциональном отношении на данный момент клеток. При этом не нарушается нормальное функционирование соседних клеток, что позволяет сохранить структуру органа. Особенно большую роль апоптоз играет в эмбриогенезе, когда важно постепенно избавляться от выполнивших свою функцию клеток, а активное фагоцитирование с развитием реакции воспаления может нарушить созревание плода.
Апоптоз играет важную роль в обеспечении гомеостаза тканей, осуществляет защитную функцию, элиминируя аутореактивные Т-киллеры, ограничивая тем самым деструкцию собственных клеток и тканей организма. Апоптоз зрелых лимфоцитов, преимущественно Т-хелперов, является средством регуляции интенсивности и продолжительности иммунного ответа. Экспериментальное обоснование получает и предположение о том, что в основе многих лимфопролиферативных и аутоиммунных заболеваний лежит процесс нарушения клеточного апоптоза по типу блока негативной активации, в результате чего возникает неудержимая клеточная пролиферация, в том числе и «запрещенных» клонов лимфоцитов. Многие приобретенные иммунодефициты могут быть связаны с эффектом негативной активации. Повышенный апоптоз Т-лимфоцитов рассматривается как один из ключевых механизмов иммунодефицита при ВИЧ-инфекции. Апоптоз фагоцитов - один из патогенетических механизмов действия инфекционных микроорганизмов. Антигены апоптозных клеток подвергаются переработке в антиген-презентирующих клетках (АПК) и после представления их Т-лимфоцитам происходит либо активация антиген-специфических Т-лимфоцитов, либо индукция толерантности. Список заболеваний, связанных с торможением или индукцией апоптоза приведен в таблице.
Таблица. Заболевания, связанные с усилением или ингибированием апоптоза
На сегодняшний день выявлен ряд веществ, способных активировать или замедлять развитие апоптоза. Индукция апоптоза может осуществляться при воздействии как внешних, так и внутренних факторов, приводящих к возрастанию входа кальция внутрь клетки, а также к повышению экспрессии или развитию мутации генов-активаторов апоптоза. Важная роль в регуляции апоптоза клеток иммунной системы принадлежит цитокинам. Было обнаружено, что они являются индукторами апоптоза как в здоровых, так и в злокачественно-трансформированных клетках и клеточных линиях. Например, IL-12 индуцирует апоптоз натуральных киллеров, IL-4 и -10 - периферических моноцитов человека, IL-10 - Т-лимфоцитов.
Однако не только роль индукторов апоптоза свойственна IL, не менее выраженный эффект цитокинов наблюдается в предотвращении апоптоза. При этом один и тот же IL может быть как индуктором апоптоза, так и его ингибитором. Различия в ответе клеток наблюдаются для разных клеток-мишеней и, возможно, зависят от степени их дифференцировки и развития. Наличие в организме физиологических факторов позволяет сделать вывод, что программированная гибель клетки зависит от соотношения факторов, вызывающих апоптоз и предотвращающих его, а также от регуляторных внутриклеточных механизмов. К физиологическим ингибиторам апоптоза относятся факторы роста, зкстрацеллюлярный матрикс, CD40L, нейтральные аминокислоты, цинк, эстрогены, андрогены. Биохимические изменения при апоптозе включают специфическое расщепление ДНК, рибосомальной РНК и белков, повышение внутриклеточного уровня ионов кальция, потерю митохондриального трансмембранного потенциала и высвобождение из митохондрий цитохрома С, выделение фосфатидилсерина из внутренней плазматической мембраны.
Основываясь на этих и других изменениях, разработаны различные методы для определения и подсчета апоптотических клеток. Типичными методами являются: определение связывания аннексина V, активации каспаз, TUNEL метод и ДНК-электрофорез. Сравнительная характеристика этих методов приведена в таблице в подразделе «Аннексин V». Более подробную информацию о микроскопическом методе и использовании проточной цитометрии для определения маркеров апоптоза см. главу «Проточная цитометрия».
Справочник составлен специалистами ЗАО - "БиоХимМак".
|
