L'apoptose (apoptose grecque - chute des feuilles) est un processus de mort cellulaire programmée, c'est un phénomène tout à fait naturel qui permet d'éliminer les cellules anormales, endommagées et usées du corps. Il vaut la peine de savoir de quoi il s'agit exactement, si l'apoptose est nocive, quand elle se produit et quels processus y conduisent.
Table des matières:
- Initiation de l'apoptose
- Le cours de l'apoptose
- Contrôle de l'apoptose
- Apoptose et maladies
L'apoptose est un processus physiologique qui s'exécute 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, assurant un équilibre entre la formation de nouvelles cellules et la destruction des anciennes cellules.
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 une méthode de traitement efficace.
Le nombre total de cellules dans le corps est strictement déterminé et constant, tout changement plus durable de leur nombre peut avoir un impact négatif sur notre santé, par conséquent, le corps s'efforce de maintenir un équilibre entre la destruction des cellules et la formation de nouvelles. 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 anormal sur lequel le corps n'a aucun contrôle. Au cours de son cours, 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 très différente, le processus est tout à fait normal, physiologique, monocellulaire et essentiel dans un organisme fonctionnant normalement.
- Autophagie - implique que la cellule se digère elle-même par ses propres enzymes.
Malgré son impact négatif, l'apoptose est un phénomène normal et régulier, elle vise le bien de tout l'organisme, permettant le remplacement de cellules inefficaces et usées par de nouvelles. Les cellules éliminées sont principalement celles qui pourraient devenir dangereuses pour l'hôte, par exemple cancéreuses ou néoplasiques.
Ainsi, l'apoptose aide à maintenir l'homéostasie, c'est-à-dire l'équilibre de l'organisme. 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.
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Initiation de 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-apoptotiques) constamment présentes dans la cellule. La façon dont le processus se déroule dépend du type et du stimulus qui déclenchent l'apoptose. L'initiation est la première phase initiale au cours de laquelle les voies de signalisation menant au développement du processus de mort programmée sont activées.
Le plus important d'entre eux est la voie dite interne, dans laquelle les mitochondries jouent un rôle dominant, et la voie 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 avec les cellules voisines
- facteurs physiques
- carence en nutriments.
Dans le cas de la voie extrinsèque, les stimuli environnementaux agissent sur des récepteurs situés dans la membrane cellulaire (appelés récepteurs de la mort), qui déclenchent une cascade de signaux intracellulaires conduisant à l'apoptose.
Dans le cas de la voie intrinsèque, les mitochondries jouent un rôle clé. Après leur endommagement par divers facteurs, des 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, ce 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 d'apoptose.
Le cours de l'apoptose
Le passage d'une cellule à l'apoptose peut être reconnu en observant sa séparation des autres, c'est la première étape de ce processus. Il résulte de changements d'électrolytes, de déshydratation cellulaire et de changements de forme. Ensuite, le noyau cellulaire est fragmenté et les corps dits apoptoriques se forment, ce sont des débris cellulaires qui seront absorbés par les cellules voisines ou «mangés» par les macrophages. Un tel cours d'apoptose entraîne l'élimination de la cellule "silencieusement", 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 des informations au noyau cellulaire 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 stimulant 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, se produit la déshydratation de la cellule, 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 à la manière d'une avalanche - la caspase activée active la suivante.
Fait intéressant, malgré la dégradation de nombreuses protéines cellulaires, les organites cellulaires ne sont pas endommagés et pénètrent complètement dans les corps apoptoriques.
3. La phase de nettoyage est basée sur 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 déroulement. Le contrôle est principalement la famille de protéines Bcl-2, ils incluent des protéines anti-apoptotiques - ils neutralisent le développement de l'apoptose (par exemple Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) et pro-apoptotique - favorisant son apparition en endommageant la membrane mitochondriale (Bid, Bak, Mauvais).
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-apoptotiques dominent et inhibent le processus de mort cellulaire programmée. De plus, il a été prouvé que l'apoptose est également contrôlée par des gènes, dont l'un est le gène p53, qui appartient aux facteurs pro-apoptotiques. 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 «gardienne du génome» car elle détermine si une cellule arrête la division cellulaire pour réparer les dommages qui se sont produits ou si l'apoptose se produit.
Apoptose et maladies
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, donc 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, un cancer ou une maladie auto-immune (par exemple, la polyarthrite rhumatoïde) peut se développer. Dans ces deux cas, les cellules malades ne sont pas soumises au processus apoptotique, elles y sont "résistantes" en raison de mutations génétiques ou d'une activité anormale des protéines pro et anti-apoptotiques. D'un autre côté, une compliance excessive et l'élimination d'un trop grand nombre de cellules peuvent entraîner des maladies dégénératives et des lésions organiques.
Actuellement testés, les derniers médicaments oncologiques agissent au stade de l'apoptose - le mécanisme d'action est de favoriser la présence de protéines pro-apoptotiques - 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 l'activité des facteurs inhibant l'apoptose n'est pas rarement augmentée dans les cellules tumorales, ce qui non seulement entrave la lutte contre elles, mais conduit également à une croissance et une multiplication incontrôlées.
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