Apoptose vs. Nekrose

Wohingegen Apoptose ist eine Form des Zelltods, die im Allgemeinen durch normale, gesunde Prozesse im Körper ausgelöst wird, Nekrose ist der Zelltod, der durch äußere Faktoren oder Krankheiten wie Trauma oder Infektion ausgelöst wird. Apoptose, die auch als Abwehrmechanismus während Heilungsprozessen auftreten kann, ist fast immer normal und vorteilhaft für einen Organismus, während Nekrose immer anormal und schädlich ist. Obwohl die Nekrose als mögliche Form des programmierten Zelltods erforscht wird (dh manchmal ein natürlicher Prozess), wird sie zu diesem Zeitpunkt als "nicht programmierter" (unnatürlicher) Zelltodprozess betrachtet. Als normalerweise gesunde Form des Lebenszyklus einer Zelle erfordert die Apoptose selten irgendeine Form der medizinischen Behandlung, aber unbehandelte Nekrose kann zu schweren Verletzungen oder sogar zum Tod führen.

Vergleichstabelle

Vergleichstabelle Apoptose vs. Nekrose

Apoptose	Nekrose
Einführung	Apoptose oder programmierter Zelltod ist eine Form des Zelltods, die im Allgemeinen durch normale, gesunde Prozesse im Körper ausgelöst wird.	Nekrose ist der vorzeitige Tod von Zellen und lebendem Gewebe. Obwohl Nekrose als mögliche Form des programmierten Zelltods erforscht wird, wird sie zu diesem Zeitpunkt als "unprogrammierter" Zelltodprozess angesehen.
Natürlich	Ja	Verursacht werden durch Faktoren außerhalb der Zelle oder des Gewebes, wie Infektionen, Toxine oder Traumata.
Auswirkungen	Normalerweise von Vorteil. Nur anormal, wenn zelluläre Prozesse, die den Körper im Gleichgewicht halten, zu viele oder zu wenige Zelltod verursachen.	Immer nachteilig
Verarbeiten	Membranblasen, Zellschrumpfung, Kernkollaps (Kernfragmentierung, Chromatinkondensation, chromosomale DNA-Fragmentierung), apoptopische Körperbildung. Dann verschlingen weiße Blutkörperchen.	Membranzerstörung, Atemgifte und Hypoxie, die zu ATP-Erschöpfung, Stoffwechselkollaps, Zellschwellung und Ruptur führen, was zu Entzündungen führt.
Symptome	Normalerweise keine auffälligen Symptome im Zusammenhang mit dem Prozess.	Entzündung, Abnahme des Blutflusses an der betroffenen Stelle, Gewebetod (Gangrän).
Ursachen	Selbst erzeugte Signale in einer Zelle. Im Allgemeinen natürlicher Teil des Lebens, die Fortsetzung des durch Mitose initiierten Zellzyklus.	Bakterielle oder Pilzinfektionen, denaturierte Proteine, die die Durchblutung hemmen, Pilz- und Mykobakterieninfektionen, Pankreatitis, Antigenablagerungen und mit Fibrin kombinierte Antikörper.
Medizinische Behandlung	Muss selten behandelt werden.	Benötigt immer ärztliche Behandlung. Unbehandelte Nekrose ist gefährlich und kann zum Tod führen.

Inhalt: Apoptose vs. Nekrose

• 1 Apoptotische und nekrotische Prozesse
  • 1.1 Energieeintrag
  • 1.2 Caspases
• 2 Apoptotische und nekrotische Symptome
  • 2.1 Wenn Apoptose ungesund ist
• 3 Allgemeine Ursachen für Apoptose und Nekrose
  • 3.1 Arten von Nekrose und ihre Ursachen
• 4 Behandlung
• 5 Vorkommen
• 6 Referenzen

Apoptotische und nekrotische Prozesse

Sowohl Apoptose als auch Nekrose können als Teil eines Spektrums gemeinsamer biochemischer Ereignisse betrachtet werden, die beide zu einer Form von Zelltod führen.

Apoptose oder programmierter Zelltod (PCD) bewirkt, dass Zellen schrumpfen, Bläschen (blasenartige Flecken) auf der Zellmembran entwickeln, genetische und Proteinmaterialien im Zellkern abbauen und ihre Mitochondrien abbauen, wodurch Cytochrom freigesetzt wird. Die Fragmente sind jeweils in ihre eigene Membran eingewickelt, wobei andere Chemikalien (wie ATP und UTP) frei freigesetzt werden. Diese Chemikalien führen Makrophagen - zellfressende Körper - dazu, die toten Zellen und ihre Fragmente zu finden und zu beseitigen. Diese "eat me" -Meldung wird durch ein Phospholipid ausgelöst, das normalerweise in einer Zellmembran inert ist, und die Makrophagen setzen wiederum Zytokine frei, die Entzündungsreaktionen hemmen.

Im Gegensatz dazu quellen nekrotische Zellen oder bilden sich Vakuolen auf ihrer Oberfläche, wobei sich die inneren Strukturen entweder schnell ausdehnen oder schrumpfen und die Prozesse und chemischen Strukturen der Zelle zerstören. Die unregulierte Freisetzung von Cytochrom und des Phospholipids der Zellmembran (Phosphatidylserin) verursacht sofortige Reaktionen in umgebenden Geweben und führt zu Schwellungen (Entzündungen) und Ödemen. Es löst auch häufig andere Zelltod durch Apoptose aus. Im Gegensatz zur Apoptose werden nekrotische Zellen nicht von Makrophagen zur Reinigung ihrer Zelltrümmer angegriffen, sodass sich die Auswirkungen des Zellrisses über lange Zeiträume schnell und im ganzen Körper ausbreiten können.

Energiezufluss

Die Apoptose ist energieabhängig, was bedeutet, dass eine Zelle in den Zelltod eingespeist werden muss, was zum Begriff "Zellsuizid" führt. Nekrose erfordert keinen Energieeintrag aus einer Zelle, da externe Faktoren oder lokalisierte Infektionen Nekrose auslösen.

Caspases

Für die apoptotischen Wege, die zum Selbstmord von Zellen führen, sind die primären molekularen Signale inaktive Proenzyme, die Caspasen genannt werden. Nekrose verwendet manchmal Caspasen, aber in einem viel geringeren Maße und oft macht der Prozess keine Verwendung von ihnen, wie eine Zelle selbst während nekrotischer Ereignisse unkontrolliert zerstört wird. Zum Beispiel ist Nekrose der Prozess hinter sterbendem oder nekrotischem Gewebe, das beispielsweise einen giftigen Spinnenbiss umgibt.

In der Forschung wurden bis zu 13 Caspasen identifiziert, die weitgehend als Initiatoren, Effektoren oder Henker (die direkt den Zelltod auslösen) und entzündlich eingestuft werden. Trotz allem, was sich anhört, sind tatsächlich entzündliche Caspasen hemmen Entzündung. Als Nekrose fehlt der entzündliche Caspaseeingang, Entzündung ist beim nekrotischen Zelltod immer vorhanden.

Apoptotische und nekrotische Symptome

Nekrose nach einem Biss einer braunen Einsiedlerspinne.

Da Apoptose ein normaler Bestandteil des zellulären Gleichgewichts eines Organismus ist, gibt es keine auffälligen Symptome im Zusammenhang mit dem Prozess. Im Gegensatz dazu ist die Nekrose eine unkontrollierte Veränderung des Zellgleichgewichts eines Organismus und daher immer schädlich, was zu spürbaren negativen Symptomen führt.

Die Nekrose wird im Frühstadium von einer Entzündung begleitet, da Komponenten (einschließlich Zellstrukturen, Zytoplasma und DNA / RNA) der aufgebrochenen oder beschädigten Zellen freigesetzt werden. Für einen Organismus löst dieser unregulierte Fluss von Proteinen, Chemikalien und genetischem Material Notfallreaktionen aus, wie zum Beispiel Entzündungen zum Schutz des umgebenden Gewebes sowie eine Zunahme der weißen Blutkörperchen, Makrophagen und die T-Zell-Produktion zur Abwehr von Infektionen. Diese Reaktionen werden häufig von einem Stoffwechselschub und Fieber begleitet, was zu Ermüdung und einem insgesamt geschwächten Immunsystem führen kann.

Wenn sie unbehandelt bleiben, verliert nekrotisches Gewebe die Vaskularität, was bedeutet, dass sie den Blutfluss verlieren und damit sterben. Wenn dies geschieht, wird die Nekrose als Gangrän bezeichnet. Dies ist ein Zustand, bei dem das Gewebe letztendlich stirbt und entfernt werden muss, um die Expansion der Nekrose zu verhindern.

Wenn Apoptose ungesund ist

Apoptose wird nur anormal, wenn die zellulären Prozesse, die den Körper im Gleichgewicht halten, entweder zu viele Zelltods verursachen oder zu wenige verursachen. Es wird angenommen, dass viele Autoimmunkrankheiten, wie Muskeldystrophie und Alzheimer, mit übermäßiger Apoptose zusammenhängen, wodurch Muskel- oder Nervenzellen vor ihrer Zeit absterben. Zellen, die ohne Kontrolle wachsen, was bedeutet, dass Apoptose nicht oft genug vorkommt und in der Regel zu Tumoren führen, die selbst krebsartig werden können.

Allgemeine Ursachen für Apoptose und Nekrose

Es gibt drei Mechanismen, die den Zelltod verursachen:

1. Selbst erzeugte Signale in einer Zelle, die durch Alter, Infektion, unregelmäßige Mitose (Zellteilung) oder andere Ursachen entstehen können. Dieser Mechanismus ist als intrinsischer oder mitochondrialer Weg bekannt, während die folgenden zwei Arten von Zelltod extrinsische Wege sind.
2. Das Auslösen von Todesaktivatoren, Rezeptoren auf der Oberfläche einer Zelle, die auf externe Signale wie Hormone oder andere Botenstoffe reagieren.
3. Äußere Auslösung durch reaktive Sauerstoffspezies wie freie Radikale, die für den Körper gefährlich sind.

Im Allgemeinen ist Apoptose Teil des Lebens, die Fortsetzung des durch Mitose ausgelösten Zellzyklus. Apoptose kann jedoch durch eine Reihe von schädlichen Reizen ausgelöst werden, z. B. durch Hitze, Strahlung, Sauerstoffmangel (Hypoxie), Drogen und Traumata. In diesen Fällen befreit die Apoptose den Körper von beschädigten Zellen oder Zellen, die nicht mehr normal arbeiten können, und hilft, geschädigte Bereiche zu heilen. Höhere Schäden durch dieselben Reize können zu Nekrose führen. Zum Beispiel kann eine leichte Verbrennung eine kleine Blase verursachen, die in einer Woche heilt, aber eine Verbrennung dritten Grades führt zu einer Nekrose im betroffenen Bereich.

Apoptose kann auch durch hormonelle und chemische Veränderungen im Körper verursacht werden, ein Prozess, der am häufigsten in der Embryonalentwicklung auftritt. Sowohl das Immunsystem als auch das Nervensystem entwickeln sich mit einer großen Überproduktion von Zellen, die vor der Geburt durch selektive Prozesse durch Apoptose reduziert werden. Zum Beispiel entwickeln Föten Hände und Füße ohne individuelle Ziffern. Sobald ein Botenstoff freigesetzt wird, stirbt das Gewebe zwischen den Fingern und Zehen ab und trennt jede Ziffer. Ein ähnlicher Prozess tritt bei der sexuellen Differenzierung auf, da Hormone die Entwicklung des Fötus lenken, um bestimmte Gewebe und Strukturen zu unterdrücken oder zu beseitigen, um andere zu entwickeln. Wenn andererseits während der Entwicklung des Fötus Nekrose vorhanden ist, ist häufig ein gewisser medizinischer Eingriff erforderlich, und es können Deformationen oder Fehlgeburten auftreten.

Arten der Nekrose und ihre Ursachen

Bei der Nekrose wird der Tod einer Zelle normalerweise durch einen plötzlichen und unkontrollierten Bruch verursacht, der auf zwei Mechanismen beruht:

1. Interferenz mit der Energieversorgung der Zelle (Blut, Plasma, Sauerstoff usw.).
2. Direkte Beschädigung der Zellmembran.

Die Nekrose wird je nach Ursache in fünf Kategorien eingeteilt:

1. Bakterielle Infektionen oder Pilzinfektionen können zu verflüssiger Nekrose führen. Dies ist eine Nekrose, die die verflüssigte Masse von totem Gewebe einschließt, die als "Eiter" bekannt ist.
2. Die Nekrose, die aus denaturierten Proteinen entsteht, die die Zirkulation behindern, wird als koagulative Nekrose bezeichnet. Dieser Typ wird am häufigsten nach einem Infarkt im Herzen sowie in Nieren und Nebennieren gesehen.
3. Pilz- und mykobakterielle Infektionen wie Tuberkulose können eine gasförmige Nekrose verursachen. Diese Kombination aus flüssigkeitsaktiver und koagulativer Nekrose wird durch abgestorbene Zellen verursacht, die von Mikrophagen nicht vollständig verdaut werden. Sie hinterlassen einen körnigen Rückstand, der die Zirkulation behindert.
4. Eine Nekrose, die nur im Fettgewebe auftritt, wird als Fettnekrose bezeichnet. Die häufigste Form dieser Nekrose ist mit Pankreatitis, einer schweren Entzündung des Pankreas, verbunden.
5. Ablagerungen von Antigenen und Antikörpern in Kombination mit Fibrin können Arterien anhaften und diese schließlich blockieren und ihre Struktur zerstören. Dies wird als Fibrinoidennekrose bezeichnet.

Behandlung

Apoptose und Nekrose werden auf sehr unterschiedliche Weise behandelt, hauptsächlich aufgrund der Tatsache, dass ein Prozess häufig normal ist und der andere offensichtlich anormal ist.

Obwohl ein Großteil des Apoptoseprozesses identifiziert wurde, sind die Mechanismen und die Aktivierungskaskade noch nicht vollständig verstanden. Die Erforschung der Stoffwechselwege ist weit verbreitet und nimmt zu, da die klinischen Ergebnisse direkte Anwendung auf Autoimmunkrankheiten wie Parkinson, Huntington, Amyotrophe Lateralsklerose und HIV / AIDS sowie auf fast alle Krebsarten haben. Da es sich bei Apoptose um einen Prozess von Gesundheit und Krankheit handelt, sind die Chancen umso besser, effektivere und zielgerichtetere Therapien zu entwickeln, je mehr dies verstanden wird. In allen Fällen ist eine unbehandelte Nekrose gefährlich und kann zum Tod führen.

Bei Autoimmunkrankheiten, bei denen die Apoptose zu viele Zelltods verursacht, besteht die Behandlung aus der Hemmung der Caspase-Auslöser oder der Verringerung der externen Auslöser, die die erhöhten Zellsuizide auslösen können. Bei Krebs ist das Gegenteil erforderlich. Daher ist eine Behandlung zur Induktion von Apoptose in den Tumorzellen, die die Zellen anfälliger für Medikamente und Strahlung macht, ein wesentlicher Bestandteil der meisten Therapien. Eine vielversprechende neue Behandlung beinhaltet die generische Verbindung Dichloressigsäure (DCA), von der gezeigt wurde, dass sie bei der "Wiederentzündung" der Apoptose bei bestimmten Krebstumoren hochwirksam ist.

Die häufigsten Behandlungen für Nekrose sind:

1. Antibiotika / NSAIDs: Sie bekämpfen die infektiöse und entzündliche Natur der Nekrose und sind oft die erste Verteidigungslinie gegen deren Schaden. In extremen Fällen können Immunsuppressiva verschrieben werden, um die Entzündungsreaktion zu reduzieren.
2. Debridement: Entfernung des abgestorbenen Gewebes von der einfachen Reinigung des Bereichs bis zur Operation, einschließlich Amputation. Fliegenlarven (Maden) werden auch bei einigen Formen von Debridement recht effektiv eingesetzt.
3. Antioxidantien: können zur Behandlung innerer nekrotischer Gewebe verwendet werden, meistens im Zusammenhang mit Ischämie, dem Endergebnis, dass das Gefäßgewebe nach einem Infarkt an Vaskularität verliert (Herzinfarkt)..

Auftreten

Da in einem erwachsenen menschlichen Körper täglich mehr als 50 Milliarden Zellen absterben, ist Apoptose sehr häufig und in der Regel gutartig, wenn auch nicht völlig vorteilhaft. Nekrose ist im Vergleich relativ selten und der Grad des Zelltods hängt stark davon ab, ob wirksame Behandlungen wie Antibiotika und entzündungshemmende Medikamente angewendet werden.

Verweise

• Apoptose - Kimballs Biologie-Seiten
• Apoptose: Ein Rückblick auf den programmierten Zelltod - Toxikologische Pathologie
• Nekrose: eine spezifische Form des programmierten Zelltods? - ScienceDirect
• Programmierter Zelltod - NIH.gov
• Wikipedia: Apoptose
• Wikipedia: Nekrose