Οι δυνατότητες ενός κυττάρου του οργανισμού είναι οι εξής τέσσερεις :

• Επιβίωση
• Πολλαπλασιασμός με μίτωση
• Διαφοροποίηση
• Θάνατος

Η απόπτωση είναι μια φυσιολογική διαδικασία αναγκαία για την ανάπτυξη των οργάνων, την ομοιόσταση των ιστών και την απομάκρυνση των ελαττωματικών ή πιθανώς βλαβερών κυττάρων στους πολυκύτταρους οργανισμούς.

Η πρώτη χρήση της λέξης “απόπτωση” αποδίδεται στον Ιπποκράτη. Η λέξη αποπτωση χρησιμοποιήθηκε και από άλλους ρωμαίους ιατρικούς συγγραφείς (π.χ. Galen). Έως το 1885 υπήρχαν δημοσιεύσεις που σκιαγραφούσαν αμφίβολα την απόπτωση, ενώ ταυτόχρονα διάφοροι ερευνητές είχαν προσέξει τον θάνατο των μεταμορφωτικών ιστών στα έντομα.

Μελέτες που βασίστηκαν στα πειράματα των Lockshin, Williams (1964, 1965) και Saunders (1966) κατέληξαν στα εξής συμπεράσματα:

1. Άν ένα κύτταρο πεθάνει σε αναπτυξιακό πρόγραμμα, τότε ο γενετικός έλεγχος είναι απόλυτος.
2. Ο κυτταρικός θάνατος αποδείχθηκε μια ενεργή και ιδιαίτερα πολύπλοκη διαδικασία, η οποία έχει σαφή μορφολογικά χαρακτηριστικά

Στην 14 Μαρτίου 2000 ο John Foxton Ross Kerr, έλαβε το βραβείο Paul Ehrlich και Ludwing Darmstaedter για την περιγραφή του αποπτωτικού μηχανισμού.

Το 1972 ο Kerr και ο συνεργάτης του Jeffrey Searle πρότειναν να ονομαστεί η εκλεκτική και προγραμματισμένη απομάκρυνση των κυττάρων από τον οργανισμό απόπτωση (apoptosis).

Απόπτωση είναι το περιοδικό φαινόμενο της φυσιολογικής πτώσης σε ορισμένη εποχή και ανά καθορισμένα χρονικά διαστήματα ορισμένων μερών ή εξαρτημάτων ζωικών ή φυτικών οργανισμών. Τέτοια μέρη είναι τα φύλλα των δέντρων, τα φτερά των πουλιών, τα κέρατα των ελαφιών, τα δόντια ορισμένων ζώων. Η απόπτωση χρησιμεύει είτε για την αντιμετώπιση δυσμενών συνθηκών είτε για ανανέωση και αύξηση.

Χαρακτηριστικά της απόπτωσης

• Το κύτταρο συρρικνώνεται και συμπυκνώνεται
• Ο κυτταροσκελετός καταρρέει
• Το πυρηνικό περίβλημα αποσυναρμολογείται και το DNA του πυρήνα θρυμματίζεται σε μικρά κλάσματα
• Η επιφάνεια του κυττάρου εκδηλώνει ιδιότητες που προκαλούν την άμεση φαγοκυττάρωσή του

Ο μηχανισμός αυτοκτονίας ρυθμίζεται από σήματα που προέρχονται από άλλα κύτταρα. Μερικά από αυτά δρουν ως σήματα θανάτου και ενεργοποιούν την απόπτωση και άλλα δρουν ως σήματα επιβίωσης και την καταστέλλουν ώστε να διατηρήσουν το κύτταρο στη ζωή. Το γεγονός ότι η επιβίωση των κυττάρων εξαρτάται από την παρουσία σημάτων που προέρχονται από άλλα κύτταρα, εξασφαλίζει ότι τα κύτταρα θα επιβιώνουν μόνο όταν και όπου χρειάζεται.

Caenorhabditis elegans

O σκώληκας αυτός είναι ιδιαίτερα κατάλληλος για την ανάλυση της διαδικασίας της απόπτωσης για τους ακόλουθους λόγους:

• Ξέρουμε ακριβώς πότε, πού και σε ποιά κύτταρα υφίσταται ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος
• Μπορούμε να αναλύσουμε τα γεγονότα του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου με απλά μέσα
• Μπορεί να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες στο εργαστήριο

Στην αρχή της εκκόλαψής του ο C. elegans αποτελείται από 558 σωματικά κύτταρα, ενώ ο ενήλικας ερμαφρόδιτος από 1090 κύτταρα. Μελέτες πάνω στον C. Elegans απέδειξαν ότι ο αναγκαίος μηχανισμός για να υφίσταται ένα κύτταρο προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο εμφανίζεται στα περισσότερα, αν όχι σε όλα τα κύτταρα. Το γονίδιο egl-1 είναι ο ρυθμιστής του προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου στο C. elegans. To egl-1 γονίδιο είναι ενεργό σε κύτταρα που υφίστανται προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο.

Η «εκτέλεση» των κυττάρων του C. elegans πραγματοποιείται από τα εξής 14 γονίδια:

• ced-3 και ced-4 : Επαγωγή της απόπτωσης
• ced-9 : Καταστολή της απόπτωσης
• ced-1, ced-2, ced-5, ced-6, ced-7, ced-8 : Απομάκρυνση αποπτωτικών σωματίων
• Ένα γονίδιο : Αποδόμηση του DNA
• Τρία γονίδια : Καθορίζουν σε ποιά κύτταρα θα εφαρμοστεί το πρόγραμμα

Γενετικές μελέτες στη Drosophila οδήγησαν στην ταυτοποίηση ενός γονιδίου που καλείται reaper.

Η δράση του γονιδίου αυτού αναστέλλει την απόπτωση σε απάντηση στο αποπτωτικό ερέθισμα.

Συμπερασματικά, ο όρος απόπτωση θα πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο στις περιπτώσεις κυτταρικού θανάτου που παρατηρούνται κατά την ανάπτυξη και τον έλεγχο της αύξησης. Ο προγραμματισμένος κυτταρικός θάνατος θα πρέπει να χρησιμοποιείται κατά την απόσυρση συγκεκριμένων κυτταρικών πληθυσμών κατά την ανάπτυξη και όχι σε τυχαίες μεταβολές της γονιδιακής έκφρασης. Αν και πολλά από τα μέρη του μηχανισμού που ρυθμίζει την απόπτωση έχουν οριστεί, ο μηχανισμός της δράσης και του τρόπου αλληλεπίδρασής τους παραμένει εως τις μέρες μας αντιθετικός.

Εργασία που παρουσιάστηκε από τη φοιτήτρια Ιατρικής Λάζου Ελένη
στα πλαίσια του κατ'επιλογήν μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας
Υπεύθυνη μαθήματος : Ρωξάνη Αγγελοπούλου, Αναπληρώτρια Καθηγήτρια
Εργαστήριο Ιστολογίας και Εμβρυολογίας
Ιατρική Σχολή Πανεπιστημίου Αθηνών
Για περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να ανατρέξετε στον ιστότοπο του μαθήματος της Πειραματικής Εμβρυολογίας: http://www.med.uoa.gr/expembr/
Τελευταία αναθεώρηση : 1/5/2006