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...

перейти к началу страницы