アポトーシスと壊死

アポトーシスは一般に体内の正常で健康的なプロセスによって引き起こされる細胞死の一種ですが、 壊死は外傷や感染などの外的要因や病気によって引き起こされる細胞死です。 治癒プロセス中の防御メカニズムとしても発生する可能性のあるアポトーシスは、ほぼ常に正常で生物にとって有益ですが、壊死は常に異常で有害です。 壊死はプログラム細胞死の可能性のある形態として研究されていますが(つまり、自然なプロセス)、現時点では「プログラムされていない」(不自然な)細胞死プロセスと考えられています。 細胞のライフサイクルの通常は健康な形態であるため、アポトーシスが医学的治療を必要とすることはめったにありませんが、壊死を治療しないと重傷を負ったり、死に至ることさえあります。

比較表

アポトーシスと壊死の比較表
アポトーシス 壊死
前書きアポトーシス、またはプログラムされた細胞死は、一般に体内の正常で健康的なプロセスによって引き起こされる細胞死の一形態です。壊死は、細胞や生体組織の早期の死です。 壊死はプログラム細胞死の可能な形態として研究されていますが、現時点では「プログラムされていない」細胞死プロセスと考えられています。
ナチュラルはい感染、毒素、外傷など、細胞または組織の外部の要因によって引き起こされます。
効果通常は有益です。 身体のバランスを保つ細胞プロセスが細胞死を引き起こしたり、細胞死を引き起こしたりする場合にのみ異常です。常に有害
処理する膜の小疱形成、細胞の収縮、核崩壊(核フラグメンテーション、クロマチン凝縮、染色体DNAフラグメンテーション)、アポトーシス体形成。 次に、白血球に飲み込まれます。ATPの枯渇、代謝の崩壊、細胞の膨張、および炎症を引き起こす破裂を引き起こす膜破壊、呼吸器毒、低酸素症。
症状通常、プロセスに関連する顕著な症状はありません。炎症、患部の血流低下、組織死(壊gang)。
原因セル内で自己生成された信号。 一般的に生命の自然な部分、有糸分裂によって開始される細胞周期の継続。細菌または真菌感染、循環を妨げる変性タンパク質、真菌およびマイコバクテリア感染、膵炎、フィブリンと結合した抗原および抗体の沈着。
医療ごくまれに治療が必要です。常に治療が必要です。 未処理の壊死は危険であり、死に至る可能性があります。

アポトーシスおよび壊死プロセス

アポトーシスと壊死は、両方とも何らかの形で細胞死をもたらす共有された生化学的事象のスペクトルの一部とみなすことができます。

アポトーシス、またはプログラム細胞死(PCD)は、細胞を収縮させ、細胞膜上にブレブ(泡のような斑点)を発生させ、核内の遺伝物質およびタンパク質物質を分解し、ミトコンドリアを分解させて、チトクロムを放出させます。 フラグメントはそれぞれ独自の膜に包まれており、他の化学物質(ATPやUTPなど)は自由に放出されます。 これらの化学物質は、マクロファージ(細胞を食べる体)を導き、死んだ細胞とその断片を見つけて排除します。 この「私を食べてください」というメッセージは、細胞膜で通常不活性なリン脂質によって引き起こされ、マクロファージは炎症反応を抑制するサイトカインを放出します。

対照的に、壊死細胞は膨張するか、表面に空胞を形成し、内部構造は急速に膨張または収縮し、細胞のプロセスと化学構造を破壊します。 シトクロムと細胞膜のリン脂質(ホスファチジルセリンと呼ばれる)の無秩序な放出は、周囲の組織で即時の反応を引き起こし、腫れ(炎症)と浮腫を引き起こします。 また、アポトーシスを介して他の細胞死を引き起こすこともよくあります。 アポトーシスとは異なり、壊死細胞は細胞破片の洗浄のためにマクロファージの標的にならないため、細胞破裂の影響は長期間にわたって急速に全身に広がる可能性があります。

エネルギー投入量

アポトーシスはエネルギーに依存します。つまり、細胞死が起こるには細胞からの入力が必要であり、「細胞自殺」という用語につながります。 壊死は細胞からのエネルギー入力を必要としません。外部要因または局所感染が壊死の引き金となるためです。

カスパーゼ

細胞の自殺を引き起こすアポトーシス経路の場合、主要な分子シグナルはカスパーゼと呼ばれる不活性なプロ酵素です。 壊死は時々カスパーゼを使用しますが、はるかに少ない程度で、多くの場合、プロセスはそれらを使用しません。これは、細胞自体が壊死イベント中に制御不能に破壊されるためです。 例えば、壊死は、例えば毒のクモの咬傷を取り囲む死にかけている、または壊死した組織の背後にあるプロセスです。

研究により、開始者、エフェクター、または死刑執行人(細胞死を直接引き起こすもの)、および炎症性に広く分類される13ものカスパーゼが特定されています。 それがどのように聞こえるかにかかわらず、炎症性カスパーゼは実際に炎症を阻害します。 壊死には炎症性カスパーゼの入力がないため、壊死性細胞死には炎症が常に存在します。

アポトーシスおよび壊死症状

茶色の世捨て人クモからの咬傷後の壊死。

アポトーシスは生物の細胞バランスの正常な部分であるため、プロセスに関連する顕著な症状はありません。 対照的に、壊死は生物の細胞バランスの制御されない変化であるため、常に有害であり、顕著な負の症状をもたらします。

壊死は、破裂または損傷した細胞の成分(細胞構造、細胞質、およびDNA / RNAを含む)が放出されるため、初期段階で炎症を伴います。 生物にとって、タンパク質、化学物質、遺伝物質のこの無秩序な流れは、周囲の組織を保護する炎症や、感染症と戦う白血球、マクロファージ、T細胞産生の増加などの緊急対応を引き起こします。 これらの反応には、しばしば代謝の促進と発熱が伴い、疲労や全体的な免疫系の衰弱につながります。

治療せずに放置すると、壊死組織は血管が失われ、血流が失われ、死に始めます。 これが起こると、壊死は壊gangと呼ばれ、組織が最終的に死に、壊死が拡大するのを止めるために除去しなければならない状態です。

アポトーシスが不健康なとき

アポトーシスは、身体のバランスを保つ細胞プロセスが細胞死を引き起こしすぎたり、細胞死を引き起こしたりした場合にのみ異常になります。 筋ジストロフィーやアルツハイマー病などの多くの自己免疫疾患は、過剰なアポトーシスに関連すると考えられており、筋肉や神経細胞がその前に死ぬ原因となっています。 コントロールなしで成長する細胞は、アポトーシスが十分な頻度で発生しないことを意味し、通常は腫瘍に至り、それ自体が癌化する可能性があります。

アポトーシスと壊死の一般的な原因

細胞死を引き起こす3つのメカニズムがあります。

  1. 年齢、感染、不規則な有糸分裂(細胞分裂)、またはその他の原因から発生する可能性のある、細胞で自己生成されるシグナル。 このメカニズムは内因性またはミトコンドリア経路として知られていますが、次の2種類の細胞死は外因性経路です。
  2. ホルモンまたは他の化学メッセンジャーなどの外部信号に反応する細胞表面の受容体である死活性化剤の引き金。
  3. 身体にとって危険なフリーラジカルなどの活性酸素種による外部トリガー。

一般的に、アポトーシスは生命の一部であり、有糸分裂によって開始される細胞周期の継続です。 ただし、熱、放射線、酸素不足(低酸素症)、薬物、外傷など、さまざまな有害な刺激によってアポトーシスが引き起こされる可能性があります。 これらの場合、アポトーシスは、損傷した細胞または正常に機能しなくなった細胞を身体から取り除き、損傷した領域の治癒に役立ちます。 同じ刺激からのより高度の損傷は、壊死につながる可能性があります。 たとえば、軽度の火傷は1週間で小さな水疱を癒しますが、3度の火傷は患部に壊死を引き起こします。

アポトーシスは、胚発生で最も頻繁に見られるプロセスである体内のホルモンおよび化学的変化によっても引き起こされる可能性があります。 免疫系と神経系の両方が発達し、細胞が過剰に産生され、アポトーシスにより実行される選択的プロセスにより、出生前に減少します。 たとえば、胎児は個々の指なしで手足を発達させます。 化学メッセンジャーが解放されると、指とつま先の間の水かきのある組織が消滅し、各指が分離されます。 ホルモンは胎児の発達を導き、特定の組織や構造を抑制または排除し、他の組織や構造を支持するため、同様のプロセスが性分化でも起こります。 一方、胎児の発育中に壊死が存在する場合、何らかの医療介入がしばしば必要であり、変形または流産が発生する可能性があります。

壊死の種類とその原因

壊死では、細胞の死は通常、2つのメカニズムに基づく突然の制御不能な破裂によって引き起こされます。

  1. 細胞のエネルギー供給(血液、血漿、酸素など)への干渉。
  2. 細胞膜への直接的な損傷。

壊死は、原因に応じて5つの方法で分類されます。

  1. 細菌または真菌感染症は、液化性壊死を引き起こす可能性があります。 これは、「膿」として知られる死んだ組織の液化した塊を含む壊死です。
  2. 適切な循環を妨げる変性タンパク質から生じる壊死は、凝固性壊死と呼ばれます。 このタイプは、梗塞後の心臓だけでなく、腎臓や副腎にもよく見られます。
  3. 結核などの真菌およびマイコバクテリア感染は、ガス状壊死を引き起こす可能性があります。 液化壊死と凝固壊死のこの組み合わせは、マクロファージによって完全に消化されない死細胞によって引き起こされます。 循環を妨げる粒状の残留物が残ります。
  4. 脂肪組織でのみ起こる壊死は、脂肪壊死と呼ばれます。 この壊死の最も一般的な形態は、膵炎、膵臓の重度の炎症に関連しています。
  5. フィブリンと結合した抗原および抗体の沈着物は、動脈に付着し、最終的に動脈を遮断し、その構造を破壊する可能性があります。 これはフィブリノイド壊死と呼ばれます。

処理

アポトーシスと壊死は、主に一方のプロセスが正常で、もう一方のプロセスが明らかに異常であるという事実に基づいて、非常に異なる方法で処理されます。

アポトーシスプロセスの多くが特定されていますが、メカニズムと活性化カスケードはまだ完全には理解されていません。 臨床所見は、パーキンソン病、ハンチントン病、筋萎縮性側索硬化症、HIV / AIDS、およびほぼすべての種類の癌などの自己免疫疾患に直接適用されるため、経路の研究は広範かつ拡大しています。 アポトーシスは健康と病気のプロセスであるため、理解すればするほど、より効果的でターゲットを絞った治療法を開発する可能性が高くなります。 すべての場合において、未処理の壊死は危険であり、死に至る可能性があります。

アポトーシスが非常に多くの細胞死を引き起こしている自己免疫疾患の場合、治療はカスパーゼトリガーを阻害するか、増加した細胞自殺を引き起こす可能性のある外部トリガーを減らすことから成ります。 癌の場合はその逆が必要なので、腫瘍細胞にアポトーシスを誘発し、薬物や放射線に対して細胞をより脆弱にする治療がほとんどの治療の重要な部分です。 有望な新しい治療法には、一般的な化合物であるジクロロ酢酸(DCA)が含まれます。これは、特定の癌性腫瘍のアポトーシスを「再燃」させるのに非常に効果的であることが示されています。

壊死の一般的な治療法は次のとおりです。

  1. 抗生物質/ NSAID:これらは壊死の感染性および炎症性の性質と戦い、しばしばその損傷に対する防御の最前線です。 極端な場合には、炎症反応を減らすために免疫抑制薬が処方されることがあります。
  2. デブリドマン:領域の単純な洗浄から切断を含む手術まで、死んだ組織の除去。 ハエの幼虫(ウジ)も、いくつかの形態の壊死組織切除で非常に効果的に使用されます。
  3. 抗酸化剤:梗塞(心臓発作)後に血管組織が血管組織を失う最終結果である虚血に最もよく関連する内部壊死組織の治療に使用できます。

発生

成人の人体では毎日500億個以上の細胞が自然に死んでいるため、アポトーシスは非常に一般的であり、完全に有益ではないにしても、通常は良性です。 比較すると壊死は比較的まれであり、細胞死の程度は抗生物質や抗炎症薬などの効果的な治療が適用されるかどうかに大きく依存します。

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