Гибель клетки и ее роль в патологических процессах Выполнила: Бородихина О.Н. студентка 2 -го курса медицинского факультета Днепропетровской медицинской академии

Актуальность темы: Дисбаланс в процессах клеточной гибели является основой многих патологий Смерть клетки – постоянное проявление жизнедеятельности организма Большое поле для исследовательской работы

Содержание доклада: Пути гибели клетки и механизмы их протекания Нарушения физиологической гибели клетки и их последствия Современные направления научно- исследовательской работы в данном вопросе

Понятийный аппарат: Виды клеточной гибели: Апоптоз – генетически контролируемая клеточная гибель, обусловленная воздействием на клетку … Некроз – генетически не контролируемая гибель клетки под влиянием патогенных факторов Конечное дифференцирование – генетически обусловленная гибель клетки

Зачем гибнет клетка: Клетка выполнила свою функцию и стала ненужной организму Клетка состарилась и больше не может выполнять свои функции Клетка подверглась внешнему воздействию и больше не может выполнять свои функции или стала опасной для организма

Обзор механизмов гибели клетки:

Апоптоз: стадии Стадия обратимых изменений, во время которой процесс апоптоза может быть остановлен и клеточные структуры будут репарированы Стадия необратимых изменений, во время которой клеточные структуры разрушаются и клетка образует апоптотические тельца

Апоптоз: морфологические изменения Уменьшение объема апоптирующей клетки Конденсация и фрагментация хроматина Изменение структуры клеточной мембраны и образование в ней инвагинаций,формирование апоптотических телец.

Апоптоз: морфологические изменения Электронная микрофотография 1- конденсированный хроматин 2- инвагинация 2 1 Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца © Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца Научно-исследовательский лабораторный центр

Апоптоз: стадия 1 Клеточные стрессы FasL Fas- рецептор Каспаза-8 JNK-стресс-киназаОблучение (гамма,УФ) Митохондрии p53 Цитохром с Каспаза- 9Каспаза- 3 Bcl-2Bad Bax Протеолиз белков Фрагментация ДНК

Апоптоз: стадия 2 Протеолиз белков Потеря клеткой водыФрагментация ДНК и утрата ею связи с кариолеммой Дисфункция цитолеммы Распыление хроматина Кариорексис Разрушение молекул нуклеиновых кислот Кариопикноз Клетка сморщивается Появление «пузырей» на поверхности клетки Отшнуровывание и фагоцитоз апоптотических телец

Апоптоз Проточная цитофлуориметрия а - клетки в состоянии апоптоза б - контрольные клетки Краситель, флюоресцирующий при освещении ультрафиолетом © Соросовский образовательный журнал

Апоптоз: стадия 2 Электронная микрофотография а- контрольная клетка б- клетка в состоянии апоптоза © Соросовский образовательный журнал

Некроз: стадии Некробиоз (фаза ранних изменений) Собственно некроз (фаза поздних изменений)

Некроз: морфологические изменения В первую очередь разрушаются специализированные элементы клеток и ядро Клетка практически не изменяет своего объема Окружающие клетку волокна соединительной ткани приобретают базофильную окраску и фрагментируются

Некроз: стадия 1 Индукция (патогенное воздействие) Утрата мембранного потенциала Поток ионов Ca 2+ в клетку Активация лизосомальных ферментовИнгибирование ферментов дыхательной цепи митохондрий

Некроз: стадия 2 Активация лизосомальных ферментов ФосфолипазыПротеазы Эндонуклеазы Гидролиз Расщепление ДНК Переваривание эндоскелета Разрушение мембран Деструкция Разрушение специализирован- ных органелл, кариопикноз, кариорексис, кариолизис Выход лизирующих ферментов с фрагментами органелл в межклеточное пространство Воспаление

Некроз Электронная микроскопия 1- некроз лимфоцита 2- (для сравнения) апоптоз лимфоцита 1 2 Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца © Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца Научно-исследовательский лабораторный центр Научно-исследовательский лабораторный центр

Клетки в норме Проточная цитофлуориметрия Нет агрегации хроматина © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Плазмолемма клетки в норме Сканирующая электронная микроскопия Поверхность эпителиальной клетки © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Эпителиальная клетка.Апоптоз. Сканирующая электронная микроскопия Образование апоптотических телец © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Клетки: апоптоз, некроз, митоз Проточная цитофлуориметрия 1- норма 2- митоз 3- апоптоз © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Конденсация хроматина Проточная цитофлуориметрия 1- утрата связи с кариолеммой 2- агрегация хроматина 3- растворение хроматина 4- апоптотические тельца © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Конденсация хроматина Проточная цитофлуориметрия A- норма B- утрата связи с кариолеммой C- распадение ядра D- образование апоптотических телец © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Завершающий этап апоптоза Сканирующая электронная микроскопия 1- апоптотические тельца 1 © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Различия между апоптозом и некрозом

Нарушения апоптоза : Повышение выживаемости клеток Снижение выживаемости клеток Вступление клеток в некроз

Повышение выживаемости клеток:

Понижение выживаемости клеток и некроз: Индуцирующий фактор Компенсация Восстановление Апоптоз. Фаза 2. Атрофия Некроз Ишемические процессы Дегенеративные заболевания Воспалительные процессы Апоптоз. Фаза 1. Обеспеченность энергетическими ресурсами Недостаток энергетических ресурсов

Формы некроза: Прямой некроз, обусловленный непосредственным действием фактора (травматические, токсические и биологические некрозы) Непрямой некроз, возникающий опосредованно, через сосудистую и нервно- эндокринную системы (аллергические, сосудистые и трофоневротические некрозы)

Апоптоз в кардиомиоцитах: Электронная микрофотография В обоих случаях - поздний апоптоз 1 2 Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца © Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца Научно-исследовательский лабораторный центр

Апоптоз нейрона: Электронная микрофотография 1- ранний апоптоз 2- поздний апоптоз 1 2 Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца © Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца Научно-исследовательский лабораторный центр

Апоптоз в гепатоцитах : Электронная микрофотография В обоих случаях – поздний апоптоз 2 1 Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца © Национальний медицинский университет имени А.А.Богомольца Научно-исследовательский лабораторный центр

Апоптотические тельца кардиомиоцита: Сканирующая электронная микроскопия © Laboratory of Ultrastructures and Virology, Istituto Superiore di Sanita, Rome, Italy.

Способы влияния на клеточную гибель: Индукция апоптоза Ингибирование апоптоза

Индукторы апоптоза

Ингибиторы апоптоза

Способы влияния на клеточную гибель в клинике Индукция апоптоза при онкологических заболеваниях Ингибирование апоптоза при ишемии

Лауреаты Нобелевской премии в данной сфере: Сидней Бреннер, Роберт Хорвиц, Джон Салстон Нобелевская Премия в области Физиологии и Медицины за 2002 год совместно за их открытия в области "генетического регулирования развития организма и запрограммированной смерти клеток" ©

Перспективы: Ингибиторы и активаторы апоптоза и их применение при лечении сопряженных с клеточной гибелью заболеваний Процессы апоптоза при поражении клетки вирусами(напр., ВИЧ) Снижение или повышение чувствительности клетки к ингибиторам и активаторам апоптоз

Благодарю за внимание!