Apoptose

Artikel aktualisiert am 11. November 2023

Apoptose ist ein Begriff, der den programmierten Zelltod beschreibt. (1)Br J Cancer. 1972 Aug; 26(4):239-57 (2)Toxicology. 2002;181–182:471–4

Apoptose ist eine vitale Funktion der Zellen des Körpers, die seine Funktionsfähigkeit und sein Überleben sichert. (3)Toxicol Pathol. 2007 Jun;35(4):495-516 Durch sie werden der normale Zell-Turnover, die Terminierung von Zellzyklen, die Eliminierung von Tumorzellen und die Funktionsfähigkeit des Immunsystems gesichert. (4)Annu Rev Pharmacol Toxicol. 2001; 41():367-401

Ist die Fähigkeit zur Apoptose nicht ausgewogen ausgeprägt, so können Krankheiten entstehen oder gefördert werden, wie Autoimmunkrankheiten, lymphoproliferative Krankheiten und Krebs.

Die Apoptose als programmierter Zelltod ist genetisch fixiert. (5)Trends Genet. 1998 Oct; 14(10):410-6. Sie ist histologisch durch bestimmte Merkmale , wie Zellschrumpfung und rötliche Anfärbbarkeit in der HE-Färbung (Hämatoxilin-Eosin-Färbung), erkennbar. (6)Cell Tissue Res. 2000 Jul; 301(1):5-17.

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Mechanismus

Der programmierte Zelltod kann durch verschiedene Stimuli organ- oder gewebespezifisch eingeleitet werden. Auslöser können in der Zelle selbst entstehen, beispielsweise bei oxidativem Stress der Zelle, oder von außen über das Immunsystem über zytotoxische T-Zellen (ein Lymphozytentyp) ausgelöst werden. In beiden Fällen werden abbauende Enzyme, in erster Linie Caspasen, aktiviert. Abraumzellen (Gewebsmakrophagen) entfernen die Reste. (7)Science. 1998 Aug 28; 281(5381):1312-6 (8)J Cell Biol. 2012 Feb 20;196(4):513-27

Apoptose vs. Nekrose

Eine Apoptose unterscheidet sich von einer Nekrose dadurch, dass sie durch ein genetisch fixiertes Selbstzerstörungsprogramm zum Zelltod führt, die Nekrose dagegen durch direkte toxische Einflüsse, wie z. B. durch Säure oder Detergenzien. (9)Am J Pathol. 1995 Jan; 146(1):3-15 Allerdings können auch toxische Substanzen je nach Konzentration gleichzeitig eine Apoptose auslösen, so dass beide Mechanismen gleichzeitig ablaufen.

Apoptose und Autophagie

Autophagie ist ein Reparaturmechanismus der Zellen. Durch sie wird funktionsloses Material in Autophagosomen zu seuqestrieren (abgesondert) und unschädlich gemacht. Wenn die Fähigkeit zur Autophagie überschritten wird, tritt der Mechanismus der Selbstzerstörung durch Apoptose in Kraft. (10)Annu Rev Cell Dev Biol. 2018 Oct 6;34:311-332. DOI: 10.1146/annurev-cellbio-100616-060748. Epub … Continue reading Eine Hemmung der Autophagie beschleunigt die Apoptose und Nekroptose. (11)Oncogene. 2012 Dec 6; 31(49):5045-60 Dies kann in der Krebstherapie eine wirksame Option sein. (12)Int J Mol Sci. 2017 Jul 19; 18(7):. (13)Oncogene. 2012 Dec 6; 31(49):5045-60

→ Programmierter Zelltod.

Apoptotischer und nicht-apoptotischer Zelltod

Der programmierte Zelltod (Apoptose) ist ein zentraler Mechanismus, über den der Körper nicht reparierbare Zellen aus dem Verkehr zieht. Er ist bei vielen Krebsarten gestört mit der Folge, dass die atypischen Zellen weiterleben und sich vermehren können, statt sich selbst zu eliminieren.

Neben der Apoptose gibt es verschiedene nicht-apoptotische Wege, die zum Zelltod führen können. Zu ihnen zählen

• die Ferroptose (Zelltod durch über Eisen ausgelöste Lipidperoxidation, siehe hier),
• die Pyroptose (Induktion des Zelltods durch Entzündungsprozesse: wirksam über IL-1ß, IL-18 und Gasdermin (14)J Exp Clin Cancer Res. 2021 Jul 1;40(1):219 DOI: 1186/s13046-021-01959-x ) und
• die Nekroptose (ebenfalls ein durch Entzündungsmediatoren ausgelöster Weg des Zellsuizids).

Diese Mechanismen setzen immunogenen Zellinhalt frei, zu denen DAMPs (damage-associated molecular patterns) und entzündliche Zytokine wie Interleukin-1β (IL-1β) gehören. (15)Cell Death Differ. 2019 Jan;26(1):99-114. doi: 10.1038/s41418-018-0212-6

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Verweise

• Die Zelle: Basics
• Das Immunsystem: Basics
• Lymphozyten
• Monozyten
• Makrophagen
• Autophagie