Morte cellulare, apoptosi e necrosi

Apoptosi

L'apoptosi è un meccanismo genetico programmato che viene attivato esclusivamente in presenza di alcuni segnali e induce lo smantellamento del materiale biologico della cellula.

Gli embriologi della prima metà dell'Ottocento avevano già intuito che alcune popolazioni cellulari avevano in sé i "germi di morte" ("germs of death"). Il primo articolo scientifico risale al 1972 e fa riferimento all'apoptosi e ai meccanismi che la inducono.

Essendo qualcosa di già definito a livello genetico con proteine che agiscono, l'apoptosi si compone di tappe che portano alla scomparsa della cellula senza causare alcun danno alle cellule adiacenti o al tessuto. Questo è un primo dato che differisce con la necrosi (non programmata)!

Tra gli anni '70 e '80 del Novecento sono state scoperte le 11 proteine responsabili dell'innesco della maggior parte dei cambiamenti che si osservano nella fase di...

iniziatrici (caspasi-3,6,7): eseguono l'effettiva demolizione cellulare. Durante l'apoptosi, le caspasi vengono attivate da segnali intracellulari o extracellulari che indicano la necessità di eliminare una cellula. Una volta attivate, le caspasi iniziano a tagliare le proteine bersaglio, portando alla disgregazione della cellula stessa. Le caspasi svolgono un ruolo fondamentale nella regolazione dell'apoptosi e sono coinvolte in molti processi fisiologici e patologici. La loro attività è strettamente controllata da proteine regolatrici, come ad esempio le proteine Bcl-2, che possono promuovere o inibire l'apoptosi. La scoperta delle caspasi e del loro ruolo nell'apoptosi ha aperto nuove prospettive nella comprensione dei meccanismi di morte cellulare e ha contribuito allo sviluppo di nuove terapie per il trattamento di malattie come il cancro.e attivare la caspasi 8. La caspasi 8 attiva a sua volta la caspasi 3, 6 e 7, che sono le effettorici dell'apoptosi. - via intrinseca di attivazione dell'apoptosi: è una via che coinvolge il rilascio di citocromo c dal mitocondrio. Questo evento può essere innescato da diversi segnali di stress cellulare, come danni al DNA o carenza di nutrienti. Il citocromo c rilasciato si lega all'Apaf-1 (Apoptotic Protease Activating Factor 1) e forma un complesso chiamato apoptosome. L'apoptosome attiva la caspasi 9, che a sua volta attiva le caspasi 3, 6 e 7. Le caspasi sono enzimi che degradano specifiche proteine cellulari durante l'apoptosi. Sono regolate a livello post-traduzionale, cioè la loro attivazione avviene dopo la traduzione delle proteine. Le caspasi vengono tradotte su ribosomi liberi nel citosol e vengono accumulate come forma inattiva, chiamata pro-caspasi. La sequenza regolatoria viene rimossa (tramite taglio proteolitico) solo quando è necessario indurre l'apoptosi e attivare le caspasi. L'apoptosi è un processo fondamentale per l'omeostasi cellulare e per l'eliminazione delle cellule danneggiate o non necessarie. Le modalità di attivazione dell'apoptosi possono avvenire attraverso la via estrinseca o la via intrinseca.

Il TNF. La loro stretta interazione costituisce nella porzione intracellulare un che comecaspasi-8risposta produce l'attivazione della (iniziatrice; eventualmente anche la 10). Essa innesca il programma di mortecellulare programmata, attivando le caspasi effettrici.- via intrinseca mitocondriodi attivazione dell'apoptosi: in caso di anomalie e malfunzionamenti interni alla cellula, il induceregolati da proteine citosoliche:l'apoptosi. Gli stimoli interni che innescano questa via sono• Bak):proteine pro-apoptotiche (Bax e se sono abbondanti e prevalgono, si attiva la via apoptotica: creano un poro cheattraversa la membrana mitocondriale interna ed esterna, permettendo l'uscita di materiale dal mitocondriale, tra cuianche il citocromo c.• proteine anti-apoptotiche (Bcl-2): abitualmente sono le più abbondanti.citocromo c ApafIn particolare, il rilasciato dai mitocondri lega un proteina citosolica (formando un complesso multiproteicoapoptosoma,

caspasi-9).detto che contiene le pro-caspasi 9 e le attiva inesecuzioneLa fase di (fase 2) inizia con la diminuzione del volume della cellula e del nucleo, a cui segue la perdita di adesionedalle cellule adiacenti e dalla matrice extracellulari. C’è poi la comparsa di escrescenze che sono vescicole (blebs) sullasuperficie cellulare (dove il materiale verrà smantellato).caspasiCome primi obiettivi, le smantellano il nucleo agendo sulle lamíne nucleari e le proteine che collegano la cellula aendonucleasi,desmosomi ed emidesmosomi. Degradano i filamenti di actina e i microfilamenti. Poi attivano le proteinecitosoliche che degradano gli acidi nucleici.frammentazione del DNALa durante l'apoptosi ha una caratteristica particolare: tramite elettroforesi sul gel, si può osservare illadder (=scaletta) formato da frammenti di peso molecolare discreto (multipli di nucleosomi). Questo rispecchia il fatto che leendonucleasi stanno degradando il materiale

Genetico in modo programmato. È un'ulteriore differenza rispetto alla necrosi. Lo smantellamento dei corpi apoptotici avviene in tre fasi. La fase 3 vede come protagoniste le vescicole che prendono il nome di qualifosfatidilserina, le quali stimolano l'attività dei fagociti del sistema immunitario (macrofagi). In particolare, il fosfolipide è tipico della parte citosolica della membrana cellulare: quando si formano i corpi apoptotici, esso viene esposto all'esterno della membrana, affinché sia un segnale per i macrofagi. Milioni di cellule ogni giorno all'interno del nostro corpo intraprendono questo percorso, perché vecchie o danneggiate. Nell'apparato tegumentario, man mano che le cellule vanno verso l'esterno, squamano e muoiono per apoptosi.

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