Новости науки | ||||
06.07.02. Апоптоз - что заставляет клетку покончить с собой, и как
это происходит.
|
| Проблема так называемой программированной клеточной гибели
или апоптоза – одна из самых актуальных в современной биологии и медицине (см.
новости от
26.06.02 и
03.07.02).
По-видимому, в каждой клетке нашего организма заложена
программа, направленная на самоубийство. Как и почему она запускается и к каким
последствиям могут привести ее нарушения.
Пожалуй по-настоящему серьезные биохимические и цитологические исследования
феномена апоптоза начались только в 70-х годах ХХ века, хотя само явление
клеточной гибели было описано Р.Вирховым еще в 1859 году, а первый детальный
анализ событий, происходящих в умирающей клетке провел Флемминг в 1895 г.
Флемминг обратил внимание на то, что в первую очередь в таких клетках ядро
распадается на отдельные фрагменты, которые затем как бы “рассасываются”.
Параллельно происходит распад самой клетки на частицы, в последствие названные
“апоптозными тельцами”. После этого на протяжении нескольких десятков лет
изучали стадии смерти клеток в самых разных тканях организма, но только в 1972
году А. Кюрри была выдвинута гипотеза, согласно которой гибель клетки – лишь
конечный этап крайне сложных и многостадийных химических процессов, причем, как
оказалось, для их запуска вовсе не обязательно нарушить физическую целостность
клетки. Генетическая программа, приводящая к апоптозу, включается и в ходе
нормального роста и развития организма и способствует постоянному обновлению
его тканей. Эта программа – своего рода санитар, непрерывно устраняющий
“неудачные”, недоразвитые клетки.
Каковы же молекулярные механизмы, лежащие в основе
апоптоза?
Открытый Флеммингом “хроматолиз” (то есть распад ядра клетки) – результат
действия специальных ферментов– эндонуклеаз, которые “разрезают” на отдельные
куски хроматин (хроматин, основная составляющая клеточного ядра, представляет
собой компактно уложенную молекулу ДНК – носителя генетической информации).
Другая группа ферментов, протеазы, в ходе апоптоза разрушает белковые молекулы.
Но активация протеаз и эндонуклеаз - лишь конечная и, по-видимому, необратимая
стадия клеточной гибели. Ей предшествует целый каскад химических реакций,
подающих как сигналы на “самоубийство”, так и на выживание (то есть на
определенных этапах гибель клетки может быть “приостановлена”).
Не станем вдаваться в детальное описание механизмов,
регулирующих протекание апоптоза (их уже на сегодняшний день известно
множество), а остановимся на медицинском аспекте этого явления. Многие
исследователи полагают, что раковые заболевания – прямое следствие нарушения
генетической программы клеточной гибели. Известно, что многие белковые факторы,
блокирующие апоптоз, являются сильнейшими опухолевыми индукторами (например,
белок Bcl-2). И
наооборот, одним из наиболее эффективных химических агентов, вызывающих
апоптоз, является TNF
– фактор некроза (разрушения) опухоли. В настоящее время
разрабатываются препараты химиотерапии рака, в основу которых входят вещества,
избирательно включающие в раковых клетках программу на самоуничтожение. Напротив, протекание СПИДа и ряда тяжелых заболеваний
нервной системы (паркинсонизм, болезнь Альцгеймера) характеризуется повышенной
активацией апоптоза. При ишемии мозга и инсульте значительная часть клеток
пораженной области умирает именно по механизму апоптоза. И анемии (болезни
крови) также связаны с массовой гибелью клеток. Поэтому перспективы лечения
этих тяжелейших заболеваний (в первую очередь рака и СПИДа) многие
исследователи напрямую увязывают с открытием неких “ключевых” сигнальных
молекул, определяющих “решение” клетки “жить или умереть”. Есть и другая, еще более глобальная проблема, связанная
с запрограммированной клеточной гибелью. Считается, что постепенное повышение
интенсивности апоптоза лежит в основе молекулярных механизмов старения. Быть
может, когда-нибудь в будущем ученым удастся победить и эту “болезнь”. Правда,
для человечества это может иметь поистине катастрофические последствия...
Сергей Мусин
См. другие очерки автора в журнале
|
|
|