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...
|