Гибель клетки и ее роль в патологических процессах

1. Гибель клетки и ее роль в патологических процессах

Выполнила: Бородихина О.Н.
студентка 2-го курса
медицинского факультета
Днепропетровской медицинской академии
http://www.morphology.dp.ua/

2. Актуальность темы:

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

3. Содержание доклада:

Пути гибели клетки и механизмы их
протекания
Нарушения физиологической гибели
клетки и их последствия
Современные направления научноисследовательской работы в данном
вопросе

4. 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

5. 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

6. Обзор механизмов гибели клетки:

Гибель клетки
Клетка исчерпала
"лимит Хейфлика"
(состарилась)
Конечное
дифференцирование
Клетка стала
ненужной
организму
Апоптоз
Клетка подверглась
внешнему
воздействию
Уровень воздействия
ниже порогового
Уровень воздействия
выше порогового
Некроз

7. 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

8. Апоптоз: морфологические изменения

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

9. Апоптоз: морфологические изменения

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

10. Апоптоз: стадия 1

FasL
Клеточные стрессы
Облучение (гамма,УФ)
JNK-стресс-киназа
Fasрецептор
Каспаза-8
p53
Bax
Митохондрии
Цитохром с
Bcl-2
Bad
Каспаза- 9
Каспаза- 3
Протеолиз белков
Фрагментация ДНК

11. Апоптоз: стадия 2

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

12. Апоптоз

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

13. Апоптоз: стадия 2

Электронная
микрофотография
а- контрольная клетка
б- клетка в состоянии
апоптоза
© Соросовский образовательный журнал

14. Некроз: стадии

Некробиоз
(фаза ранних изменений)
Собственно некроз
(фаза поздних изменений)

15. 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

16. Некроз: стадия 1

Индукция (патогенное воздействие)
Утрата мембранного потенциала
Поток ионов Ca2+ в клетку
Активация лизосомальных ферментов
Ингибирование ферментов
дыхательной цепи митохондрий

17. Некроз: стадия 2

Активация лизосомальных ферментов
Эндонуклеазы
Гидролиз
Расщепление
ДНК
Разрушение
специализированных органелл,
кариопикноз,
кариорексис,
кариолизис
Фосфолипазы
Разрушение
мембран
Выход
лизирующих
ферментов с
фрагментами
органелл в
межклеточное
пространство
Протеазы
Деструкция
Переваривание
эндоскелета
Воспаление

18. Некроз

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

19. Клетки в норме

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

20. Плазмолемма клетки в норме

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

21. Эпителиальная клетка.Апоптоз.

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

22. Клетки: апоптоз, некроз, митоз

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

23. Конденсация хроматина

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

24. Конденсация хроматина

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

25. Завершающий этап апоптоза

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

26. Различия между апоптозом и некрозом

Свойство
Возможен запуск процесса стимуляцией извне
Некроз
+
Апоптоз
+
Может быть нормальным физиологическим актом
—
+
Уменьшение объема клетки
Энергозависимость процесса
Утилизация содержимого клетки для дальнейшего фагоцитоза
соседними
Контролируемость процесса
Нарушение целостности мембраны на ранних стадиях процесса
—
—
—
+
+
+
—
+
+
—
Обычно ядро разрушается в последнюю очередь
+
—
Выход лизирующих ферментов в межклеточное пространство и
повреждение соседних клеток
+
—

27. Нарушения апоптоза :

Повышение выживаемости клеток
Снижение выживаемости клеток
Вступление клеток в некроз

28. Повышение выживаемости клеток:

Уменьшение
давления апоптоза
Преобладание
процессов
пролиферации
Размножение
аномальных
клеток
Нарушение процесса
утилизациии
поврежденных клеток
Гиперплазия
Онкологические
заболевания,
опухоли
Развитие воспалений,
вирусных инфекций

29. Понижение выживаемости клеток и некроз:

Индуцирующий фактор
Недостаток энергетических
ресурсов
Апоптоз. Фаза 1.
Обеспеченность
энергетическими
ресурсами
Некроз
Компенсация
Апоптоз. Фаза 2.
Ишемические процессы
Дегенеративные
заболевания
Воспалительные
процессы
Восстановление
Атрофия

30. Формы некроза:

Прямой некроз, обусловленный
непосредственным действием фактора
(травматические, токсические и
биологические некрозы)
Непрямой некроз, возникающий
опосредованно, через сосудистую и нервноэндокринную системы (аллергические,
сосудистые и трофоневротические некрозы)

31. Апоптоз в кардиомиоцитах:

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

32. Апоптоз нейрона:

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

33. Апоптоз в гепатоцитах :

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

34. Апоптотические тельца кардиомиоцита:

Сканирующая
электронная
микроскопия
© Laboratory of Ultrastructures and Virology,
Istituto Superiore di Sanita’,
Rome, Italy.

35. Способы влияния на клеточную гибель:

Индукция апоптоза
Ингибирование апоптоза

36. Индукторы апоптоза

Тип индукторов
Физиологические
активаторы
При повреждении
Защитные
Индукторы
цитокины группы TNF(FasL, TNF и др.)
глюкокортикоиды
отсутствие фактора роста
свободные радикалы
гранзим (Т-лимфоциты)
токсины (химическая терапия, этанол)
УФ-излучение
g-излучение
TSG (p53)

37. Ингибиторы апоптоза

Тип ингибиторов
Физиологические
ингибиторы
Чужеродные
ингибиторы
Ингибиторы
ростовые факторы (IL-2, IL-3)
гормоны (андрогены, эстрогены)
регуляторные белки (bcl-2)
недостаток кислорода (в
кардиомиоцитах)
антиоксиданты
продукты трансляции вирусов
(аденовируса)
ингибиторы каспазной активности
ингибиторы энергетики митохондрий
стабилизаторы митохондриальной
мембраны

38. Способы влияния на клеточную гибель в клинике

Индукция апоптоза при онкологических
заболеваниях
Ингибирование апоптоза при ишемии

39. 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"
©

40. 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

41. Благодарю за внимание!