Apoptose
| Apoptose | ||||
|---|---|---|---|---|
| ||||
| ||||
Apoptoseis het proces van geprogrammeerdeceldooddat plaatsvindt inmeercellige organismen.[1]Apoptose is een normale cellulaire respons die belangrijk is bij deembryonale ontwikkeling,in hetimmuunsysteemen voor de homeostase van lichaamsweefsels. Tijdens apoptose vinden er binnen de cel verschillende reactiecascades plaats die ervoor zorgen dat de celzichzelf vernietigten hetDNAgefragmenteerd wordt. Gemiddeld genomen verliest een volwassen mens elke dag tussen de 50 en 70 miljard cellen door middel van apoptose.[2]
Apoptose is een strikt gereguleerd proces dat sterk verschilt van andere vormen van celdood, zoalsnecrose.[3]Kenmerkend voor apoptose is de fragmentatie van het DNA doorendonucleasen,en het afgeven van membraan-omslotencytoplasma-blaasjes.De restanten van de apoptotische cel worden uiteindelijkgefagocyteerddoormacrofagen.Dit in tegenstelling tot een cel die sterft door necrose waarbij alle enzymsystemen, inclusiefproteolytische enzymen,in de omgeving vrijkomen. Apoptose leidt dan ook niet tot schade aan omliggende cellen, terwijl bij necrose van enige omvang er altijd naburige weefselschade ontstaat.[3]
Apoptose wordt op gang gebracht door de activatie vancaspasen:gespecialiseerde enzymen die eiwitten afbreken. Door middel van een complexe signaaltransductieketen geven de caspasen aanleiding tot het systematisch desintegreren van de cel. De initiatie van apoptose wordt strikt gereguleerd; zodra het proces is begonnen, leidt dit noodzakelijkerwijs tot de dood van de cel.[4]
Apoptose bij dieren
[bewerken|brontekst bewerken]Functie van apoptose
[bewerken|brontekst bewerken]Apoptose is belangrijk bij deembryonaleontwikkeling, in hetimmuunsysteemen in alle levende weefsels. In de embryonale ontwikkeling zorgt apoptose ervoor dat niet noodzakelijke of ongewenste weefsels verdwijnen. Een voorbeeld hiervan zijn de 'zwemvliezen' die bij mensen in aanleg aanwezig zijn, maar tijdens de ontwikkeling van het embryo verdwijnen. In het immuunsysteem wordenT-cellendie lichaamseigenepitopenherkennen en dus ongewenst zijn, tot celdood aangezet door stimulatie van apoptose.
Verschil met necrose
[bewerken|brontekst bewerken]Een cel kan op twee manieren doodgaan. Apoptose, zoals hier besproken, ofnecrose;dit is het proces waarbij een cel op een abrupte manier doodgaat door ziekte, verwonding of vermindering van bloedtoevoer. Hierbij wordt de inhoud van de cel, hetcytoplasma,in het omringende weefsel vrijgelaten. Dit heeft vaak een activerende werking op het immuunsysteem, waardoor er eenontstekingsreactiekan ontstaan.
Biochemisch mechanisme
[bewerken|brontekst bewerken]
Een voor een cel georganiseerde manier van doodgaan is apoptose of 'geprogrammeerde celdood', omdat in elke cel de mechanismen aanwezig zijn die apoptose mogelijk maken. Als een cel signalen van zijn omgeving ontvangt die de cel tot apoptose dwingen, of als de cel zoveel schade heeft opgelopen dat verder bestaan niet mogelijk is, wordt een intracellulair mechanisme geactiveerd. Dit mechanisme leidt uiteindelijk tot de activatie vanproteasen,de zogenaamdecaspases(cysteïne-aspartylprotease). Dezeeiwittenzetten de cel aan tot de afbraak van eiwitten enDNA.Desubstratenvan de caspases bevinden zich in decelkern,hetcytoplasmaen hetcytoskelet.
De basis van de geprogrammeerde celdood in zoogdieren is onderverdeeld in drie groepen van eiwitten, alle behorende tot de Bcl-2 superfamilie:
- sensoren, onder andere Bad, Bim en Bid: stoppen de beschermers. Bij een adequate concentratie van sensoren worden beschermers geblokkeerd waarop de effectoren actief worden.
- beschermers, onder andere Bcl-2 en Bcl-xL: verhinderen de werking van de effectoren en vermijden daarmee apoptose.
- effectoren, onder andere Bax en Bak: zetten de apoptose cascade in gang door het mitochondriaal membraan permeabel te maken voorcytochroom c.
Dat er meerdere eiwitten onder een groep vallen resulteert inredundantievan het systeem, waarbij, bij het optreden van niet-functionerende eiwitten, andere eiwitten het systeem werkend kunnen houden.
De verhoogde concentratie van cytochroom c in het cytoplasma leidt vervolgens tot activering van hetapoptosoom.Het apoptosoom is verantwoordelijk voor de activering vancaspase-9,die op zijn beurtcaspase-3activeert. De omzetting vanpro-caspase-3naar caspase-3 markeert, definitief, de dood van de betreffende cel. Caspase-3 zorgt onder andere voor het klieven van eiwitten die de homeostase van de cel in stand houden, bevordert de degradatie van het cytoskelet en activeertendonucleases.
Kenmerken van apoptose
[bewerken|brontekst bewerken]
Een cel die apoptose ondergaat is te herkennen aan een aantal kenmerken. Het duidelijkstemorfologischekenmerk is het afsplitsen van kleine bolletjes cytoplasma met celinhoud (blebbing). Ook kunnen apoptotische cellen worden herkend aan DNA fragmentatie als gevolg van afbraak van het DNA. Cellen die apoptose ondergaan vertonen ook negatief geladen fosfolipiden op het celoppervlak. Deze negatief geladen fosfolipiden kunnen door fagocyten herkend worden. Na herkenning verwijdert de fagocyt de apoptotische cel.
Apoptose en kanker
[bewerken|brontekst bewerken]Bij sommige vormen vankankerkunnen verschillende systemen die de integriteit van de cel bewaken uitgeschakeld zijn. Deze cellen zullen dan niet tot apoptose kunnen overgaan, wat kan leiden tot een te grote hoeveelheid ervan, of het doorgroeien van cellen die eigenlijk te ernstig beschadigd zijn.
Modernfarmacologischonderzoek is erop gericht om nieuwe stoffen te ontwikkelen die het pad naar de apoptose weer kunnen inschakelen. Hieronder valt bijvoorbeeldnavitoclaxdie de werking vanBcl-2inhibeert (door te binden aan BH3-domein daarvan), die de rol van beschermer heeft in de geprogrammeerde celdood. Het blokkeren van de functie van de beschermer zorgt ervoor dat effectoren actief het mitochondriaal membraan permeabel kunnen maken, waardoor uiteindelijk caspase-3 weer geactiveerd kan worden.
Apoptose bij planten
[bewerken|brontekst bewerken]Apoptose bij planten is een natuurlijke reactie die veel voorkomt. Zo treedt apoptose op bij het verwelken vanbloemenen het afrijpen van sommige soorten vruchten, zoalsdoosvruchten.
Ook treedt het op bij beschadiging van planten. Planten proberen namelijk een evenwicht te bewaren tussen de hoeveelheid bovengrondse en ondergrondse delen. Worden bovengrondse delen verwijderd door bijvoorbeeld vraat dan worden voedingsstoffen uit delen van het wortelgestel onttrokken, waarbij wortels afsterven. Bij verplanten zullen bovengrondse delen afsterven zodat door relocatie van voedingsstoffen sneller nieuwe wortels gevormd kunnen worden. Ook bij vochttekort zullen bovengrondse delen afsterven om het wortelstelsel uit te kunnen breiden op zoek naar water.
Bij aantasting door ziekteverwekkers treedt soms ook apoptose op bij en rondom de geïnfecteerde cellen, waardoor verdere infectie wordt voorkomen. Dit uit zich inresistentietegen de ziekteverwekker.
Etymologie
[bewerken|brontekst bewerken]Het woord werd in 1972 alsapoptosisgeïntroduceerd in het internationale (Engelse) taalgebruik in de onderhavige betekenis.[5]In het Nederlands komt het woord eerst in de tevens klassieke vorm (apoptosis)[6]voor en later in de vernederlandste vorm (apoptose).[7]Het woord is afkomstig uit hetOudgrieks(ἀπόπτωσιςapoptōsis)[5][8]en betekent "(eraf)vallen, wegvallen, verdwijnen".[9]Eerder kwam het woordapoptosisal binnen de geneeskunde voor, maar dan in de betekenis van "het loslaten van korstjes".[10][11][12]
Zie ook
[bewerken|brontekst bewerken]Bronnen
- ↑Everdingen, J.J.E. van, Eerenbeemt, A.M.M. van den(2012).Pinkhof Geneeskundig woordenboek(12de druk). Houten: Bohn Stafleu Van Loghum.
- ↑(en)Stillwell W.(2016).An Introduction to Biological Membranes (Second Edition).Elsevier, "Chapter 24: Cell Death, Apoptosis", 539–546.ISBN 978-0-444-63772-7.
- ↑abG.T. Rijkers, F.G.M. Kroese, C.G.M Kallenberg, R.H.W.M. Derksen(2016).Leerboek immunologie.Bohn Stafleu van Loghum, p. 163.ISBN 978-90-368-0257-4.
- ↑(en)Böhm I, Schild H(2003).Apoptosis: the complex scenario for a silent cell death.Molecular Imaging and Biology5(1): 2–14.PMID14499155.DOI:10.1016/S1536-1632(03)00024-6.
- ↑abKerr, J.F.R., Wyllie, A.H. & Currie, A.R. (1972). Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics.British Journal of Cancer, 26(4), 239-257
- ↑Hilfman, M.M. (1978).Pinkhof-Hilfman Geneeskundig woordenboek(7de druk). Utrecht: Bohn, Scheltema & Holkema.
- ↑Hilfman, M.M. (1984).Pinkhof-Hilfman Geneeskundig woordenboek(8ste druk). Utrecht/Antwerpen: Bohn, Scheltema & Holkema.
- ↑Kerr et al. (1972) schrijven abusievelijk ἁπόπτωσισhapoptōsis(gebruikspiritus lenisin plaats vanspiritus asperen onjuiste vormsigmaaan het einde van het woord).
- ↑Liddell, H.G. & Scott, R. (1940).A Greek-English Lexicon. revised and augmented throughout by Sir Henry Stuart Jones. with the assistance of. Roderick McKenzie.Oxford: Clarendon Press.
- ↑Kraus, L.A. (1844).Kritisch-etymologisches medicinisches Lexikon(Dritte Auflage). Göttingen: Verlag der Deuerlich- und Dieterichschen Buchhandlung.
- ↑Siebenhaar, F.J. (1850).Terminologisches Wörterbuch der medicinischen Wissenschaften.(Zweite Auflage). Leipzig: Arnoldische Buchhandlung.
- ↑Foster, F.D. (1891-1893).An illustrated medical dictionary. Being a dictionary of the technical terms used by writers on medicine and the collateral sciences, in the Latin, English, French, and German languages.New York: D. Appleton and Company.
Externe links
