L'apoptose (grec : apoptose - chute des feuilles) est un processus de mort cellulaire programmée, c'est un phénomène tout à fait naturel qui vous permet d'éliminer les cellules anormales, endommagées et utilisées du corps. Il vaut la peine de savoir de quoi il s'agit exactement, si l'apoptose est un phénomène nocif, quand elle se produit et quels processus y conduisent.
Contenu :
- Initier l'apoptose
- Évolution de l'apoptose
- Contrôle de l'apoptose
- Apoptose et maladie
L'apoptoseest un processus physiologique et naturel qui se déroule en continu dans tout organisme sain, il est essentiel au bon fonctionnement de l'organisme. Grâce à l'apoptose, le corps a la capacité de contrôler le nombre et la qualité des cellules. Ce processus, connu sous le nom de mort cellulaire programmée, conduit à l'élimination des cellules endommagées, infectées ou inutiles, ce qui assure un équilibre entre la formation de nouvelles cellules et la destruction des anciennes.
Les troubles au cours de l'apoptose ont un effet très négatif, il existe des maladies dont la prévention et le traitement sont très difficiles - cancer, maladies auto-immunes. Peut-être que de nouvelles méthodes de traitement permettant le processus d'apoptose dans les cellules cancéreuses deviendront un traitement efficace.
Le nombre total de cellules dans le corps est strictement déterminé et constant, tout changement durable de leur nombre peut avoir un impact négatif sur notre santé, c'est pourquoi le corps s'efforce de maintenir un équilibre entre la destruction des cellules et la formation de nouveaux. Le processus de mort cellulaire peut se produire de plusieurs manières, dont les plus importantes sont :
- Nécrose (nécrose)- est causée par des facteurs externes: chimiques, mécaniques, physiques. C'est un processus pathologique et anormal sur lequel le corps n'a aucun contrôle. Au cours de son évolution, des groupes entiers de cellules sont détruits et la conséquence de ces dommages est le développement du processus inflammatoire.
- L'apoptose (mort cellulaire programmée)est complètement différente, le processus est tout à fait normal, physiologique, unicellulaire et essentiel dans un organisme fonctionnant normalement.
- L'autophagie- consiste à digérer la cellule par ses propres enzymes
Malgréconnotation négative, l'apoptose est un phénomène normal, se produisant régulièrement, elle vise le bien de tout l'organisme, permettant le remplacement des cellules inefficaces et usées par de nouvelles. Les cellules retirées sont principalement celles qui pourraient devenir dangereuses pour l'hôte, par exemple cancéreuses ou néoplasiques.
L'apoptose vous permet de maintenir l'homéostasie, c'est-à-dire l'équilibre du corps. Le processus de mort cellulaire programmée est un phénomène très complexe, impliquant des dizaines d'enzymes et de protéines. Le moment de son apparition n'est pas non plus accidentel, il est déterminé par de nombreuses voies de signalisation qui sont activées à la suite de dommages cellulaires : ses organites ou son matériel génétique.
Initier l'apoptose
L'activation de l'apoptose est associée à l'activation ou à l'inhibition de l'action de certaines protéines (pro et anti-apoptotique) constamment présentes dans la cellule. La façon dont le processus se déroule dépend du type et du stimulus qui déclenche l'apoptose. L'initiation est la première phase, initiale, au cours de laquelle les voies de signalisation conduisant au développement du processus de mort programmée sont activées.
La plus importante d'entre elles est la voie dite interne, dans laquelle le rôle dominant est joué par les mitochondries et l'externe, ses déclencheurs sont des signaux provenant de l'extérieur de la cellule :
- carence en facteurs de croissance, hormones
- augmentation de la concentration de certaines cytokines (molécules produites par les lymphocytes)
- interactions des cellules adjacentes
- facteurs physiques
- carence en nutriments
Dans le cas de la voie extrinsèque, les stimuli environnementaux affectent les récepteurs situés dans la membrane cellulaire (appelés récepteurs de la mort), qui déclenchent une cascade de signaux intracellulaires conduisant à l'apoptose.
Les mitochondries jouent un rôle clé dans la voie endogène. Lorsqu'elles sont endommagées par divers facteurs, les protéines pro-apoptotiques sont exprimées dans ces organites, qui à leur tour endommagent la fonction des mitochondries, empêchant la production d'énergie.
De plus, ces dommages provoquent la libération d'une protéine de la mitochondrie - le cytochrome, qui contribue à une augmentation de la concentration d'ions calcium dans la cellule. L'augmentation de la quantité de cet ion est un déclencheur de l'apoptose.
Évolution de l'apoptose
La transition d'une cellule vers l'apoptose peut être reconnue par sa séparation des autres, et est la première étape de ce processus. Il résulte des déplacements électrolytiques, de la déshydratation de la cellule et des modifications de sa forme. Ensuite le noyau cellulaire est fragmenté et les corps dits apoptoriques se forment, ce sont les restes de la cellule qui vont être absorbéspar les cellules adjacentes ou "mangé" par les macrophages. Un tel cours d'apoptose provoque l'élimination "silencieuse" de la cellule, il ne provoque pas le développement d'une réaction générale - l'inflammation.
Comme mentionné, diverses enzymes sont impliquées dans ce processus : les caspases digérant les protéines contenues dans le noyau et le cytoplasme, les transglutaminases et les enzymes endonucléolytiques responsables de la coupe de l'ADN. Le déroulement de l'ensemble du processus de destruction (exécution de l'apoptose) peut être divisé en plusieurs étapes :
1. La phase de contrôle-décision- elle consiste à transmettre au noyau des informations sur l'activation des mécanismes de réparation ou leur abandon et le début du processus de désintégration cellulaire. Les caspases, les protéines BID et BAX participent à ce processus, et les lymphocytes T libèrent des granzymes à l'intérieur des cellules, qui, entre autres, libèrent des ions calcium pour stimuler l'apoptose.
2. Phase exécutive- à ce stade, les caspases développent leur pleine fonction - elles détruisent les protéines cellulaires - structurelles et enzymatiques :
- ADN polymérase et ADN kinase, empêchant la réparation des acides nucléiques
- lamines, endommageant la membrane nucléaire
Dans cette phase, la déshydratation de la cellule a lieu, d'autres changements de forme et de taille, la fragmentation de l'ADN (par endonucléase), puis la fragmentation cellulaire et la formation de corps apoptotiques. Ces caspases sont des enzymes intracellulaires qui coupent les protéines à des endroits spécifiques - une séquence donnée d'acides aminés. Leur activation se produit comme une avalanche - la caspase activée en active une autre.
Fait intéressant, malgré la dégradation de nombreuses protéines cellulaires, les organites cellulaires restent intacts et se retrouvent complètement dans les corps apoptoriques.
3. Laphase de nettoyage consiste en la phagocytose, c'est-à-dire l'absorption des débris cellulaires, le plus souvent par les cellules fantômes - les macrophages.
Contrôle de l'apoptose
L'apoptose est un processus strictement réglementé - à la fois son initiation et son évolution. Le contrôle est principalement la famille de protéines Bcl-2, y compris les protéines anti-apoptotique - elles contrecarrent le développement de l'apoptose (par exemple Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) et pro-apoptotique - favorisant son apparition en endommageant la mitochondrie membrane (Bid, Bak, Bad).
L'expression ou l'activité de ces protéines dépend des conditions dans lesquelles la cellule est présente, ainsi que de son état - si les dommages sont importants ou si les conditions externes ne sont pas favorables, les protéines pro-apoptotiques sont activées.
Dans des conditions normales, les protéines anti-apoptotique dominent et inhibent le processus de mort cellulaire programmée. De plus, il a été prouvé que l'apoptose est également contrôlée par des gènes, l'un d'eux est le gène p53, il appartient aux facteurspro-apoptotique. Son produit, la protéine p53, déclenche le processus de mort cellulaire suicidaire si les dommages au matériel génétique sont si graves que l'ADN ne peut pas être réparé.
Par conséquent, cette protéine est parfois appelée le "gardien du génome" car elle détermine si une cellule arrêtera la division cellulaire pour réparer les dommages qui se sont produits, ou si elle s'apoptose.
Apoptose et maladie
Il a été prouvé que le déséquilibre entre la formation de nouvelles cellules et l'élimination des anciennes cellules est la cause de nombreuses maladies, par conséquent le contrôle cellulaire de l'apoptose est extrêmement important, et sa perturbation peut avoir des conséquences très graves.
Si les cellules résistent à la mort par apoptose, elles peuvent développer un cancer ou une maladie auto-immune (comme la polyarthrite rhumatoïde). Dans ces deux cas, les cellules malades ne subissent pas le processus d'apoptose, elles y sont "résistantes" en raison de mutations génétiques ou d'une activité anormale des protéines pro et anti-apoptotique. D'un autre côté, une conformité excessive et l'élimination d'un trop grand nombre de cellules peuvent entraîner des maladies dégénératives et des dommages aux organes.
Actuellement testés, les derniers médicaments oncologiques agissent au stade de l'apoptose - le mécanisme d'action est de favoriser la présence de protéines pro-apoptotique - favorisant l'apparition de l'apoptose dans les cellules tumorales. La radiothérapie et la chimiothérapie "standard" fonctionnent de manière similaire pour induire l'apoptose. Ces deux traitements provoquent un stress cellulaire qui tue les cellules tumorales. Malheureusement, une telle thérapie n'est pas toujours efficace, car dans les cellules tumorales, l'activité des facteurs inhibant l'apoptose est souvent augmentée, ce qui non seulement rend difficile leur lutte, mais conduit également à une croissance et à une multiplication incontrôlées.
A propos de l'auteur
Arc. Maciej GrymuzaDiplômé de la Faculté de médecine de l'Université médicale de K. Marcinkowski à Poznań. Il est diplômé de l'université avec un très bon résultat. Actuellement, il est médecin dans le domaine de la cardiologie et doctorant. Il s'intéresse particulièrement à la cardiologie invasive et aux dispositifs implantables (stimulateurs).