processi di morte cellulare

La morte cellulare si può attuare in vari modi e per diverse cause (fisiologiche o patologiche).

Apoptosi

L’apoptosi è un tipo di morte cellulare programmata che avviene fisiologicamente e/o patologicamente in risposta a diversi stimoli: li stimoli fisiologici per l’apoptosi si possono avere nella:

  • selezione di cellule in tessuti in attiva proliferazione (ad esempio selezione dei linfociti che rispondono al self nel midollo osseo)
  • selezione di cellule durante l’embriogenesi
  • eliminazione di cellule non più utili (come i linfociti dopo l’eliminazione di un antigene).

Gli stimoli patologici che inducono apoptosi sono in genere dovuti a: danno del DNA (non riparabile), anomalo ripiegamento delle proteine, infezioni. L’attivazione dell’apoptosi può avvenire attraverso due vie che convergono sulle stesse proteine effettrici (caspasi). La via più diffusa è detta intrinseca o mitocondriale poichè è mediata da questi organelli: il controllo dell’apoptosi è garantito dall’equilibrio dei segnali anti- e pro-apoptotici da parte di proteine chiamate BCL. Queste formano dei canali sulla superficie mitocondriale che ne regolano la permeabilità: il principale fattore antiapoptotico é BCL2, mentre le più importanti BCL proapoptotiche sono BAX e BAK. In realtà queste molecole agiscono mediante dimerizzazione e la prevalenza dei dimeri porta o meno la cellula ad apoptosi. Se l’azione di BCL2 prevale sulle altre, la cellula non va incontro ad apoptosi ma se intervengono proteine dette BH3only sensori dello stress cellulare, i canali BAX e BAK si aprono e lasciano uscire dal mitocondrio enzimi proapoptotici che attivano le caspasi (ad esempio il citocromo c). la caspasi attivata nella via intrinseca è la caspasi 9 mentre le caspasi 8 e 10 sono coinvolte nella via estrinseca(di cui la caspasi effettrice è la 3); quest’ultima ha inizio con il legame a specifici recettori sulla membrana cellulare di segnali di morte tra cui TNFa, TNFb, FADD e FAS. Il legame tra FAS ed il suo ligando (FASL/CD95) è un corecettore nel legame tra i linfociti T citotossici e la corrispondente APC. L’interazione tra questi segnali di morte e i loro recettori attivano le procaspasi intracellulari 8 e 10 ed ha inizio la fase effettrice.

Questa prevede l’attivazione da parte delle caspasi di endonucleasi che rompono il DNA e la degradazione del citoscheletro da parte delle caspasi stesse. I residui della cellula morta formano i cosiddetti corpi apoptotici che vengono fagocitati poichè esprimono sulla membrana molecole (normalmente intracellulari) che vengono riconosciute dai macrofagi.

Necrosi

La necrosi avviene solo in condizioni patologiche quando il danno cellulare non è reversibile. In condizioni di ipossia o, addirittura di ischemia (che determina un danno più grave poichè la cellula deficita anche dei nutrienti per un metabolismo anerobio), la riduzione della fosforilazione ossidativa determina una deplezione di ATP e conseguente malfunzionamento della pompa sodio-potassio-ATPdipendente. Poichè è compromesso il transito di ioni dentro a fuori dalla cellula, la cellula stessa e gli organelli aumentano le loro dimensioni per rigonfiamento osmotico; non solo: il Ca2+ in ingresso è aumentato e questo determina l’attivazione di diversi enzimi che degradano sia il DNA sia la membrana cellulare che a questo punto si disgrega formando figure mieliniche tipiche della necrosi e determinando la rottura della cellula. La liberazione di enzimi intracellulari può portare ad un danno del tessuto circostante.
Possono essere distinti vari tipi di necrosi in base alla morfologia del tessuto danneggiato: necrosi coagulativa, colliquativa, fibrinoide, caseosa, gangrenosa, steatonecrosi.

  • La necrosi coagulativa è un tipo di necrosi generalmente conseguente a danno ischemico per ostruzione di un vaso; in questo tipo di necrosi l’architettura del tessuto è generalmente conservata (nei primi giorni, dopodichè i detriti cellulari sono fagocitati) perchè si ha la denaturazione degli enzimi proteolitici che quindi non possono assolvere la loro funzione di degradazione di proteine strutturali. Un’area di necrosi coagulativa (in seguito a ischemia) è detta infarto.
  • La necrosi colliquativa è tipica dei focolaio d’infezione batterica e ischemia del cervello. Il tessuto necrotico è liquido e viscoso perchè i detriti cellulari sono digeriti. La presenza di leucociti morti nel tessuto necrotico gli conferisce una colorazione giallastra, in questo caso il liquido prende il nome di pus.
  • La necrosi gangrenosa si riferisce perlopiù agli arti che presentano un deficit di apporto ematico (e quindi un quadro di necrosi coagulativa). Se alla gangrena degli arti si sovrappone un’infezione batterica, la necrosi assume le caratteristiche di una forma colliquativa per cui si parla di gangrena umida.
  • La necrosi caseosa deve il suo nome all’aspetto biancastro e alla consistenza fragile del tessuto necrotico; è tipica dell’infezione tubercolare in cui si ha la formazione (soprattutto a livello polmonare) di un complesso con un’area necrotica centrale circondata da cellule giganti di Langhans (i macrofagi morfologiamente trasformati in cellule epiteliodi si fondono a formare le cellule giganti) e linfociti, definito granuloma.
  • La steatonecrosi indica zone di necrosi degli adipociti spesso dovuta a secrezione di lipasi pancreatiche nell’organo o nella cavità peritoneale (pancreatite acuta). Le cellule adipose si rompono e ne fuoriescono i trigliceridi che liberano gli acidi grassi, i quali vanno a reagire con il calcio formando dei depositi biancastri visibili nell’organo interessato con un processo definito saponificazione dei grassi.
  • La necrosi fibrinoide è tipica delle reazioni di ipersensibilità di III tipo (mediate da immunocomplessi) in cui la deposizione e l’accumulo di complessi antigene-anticorpo e tessuto fibroso infiamma e danneggia le pareti vasali formando un ispessimento di colore rosa intorno al vaso ben visibile al microscopio.

Autofagia

L’autofagia è un processo che la cellula mette in pratica, in genere, in caso di carenza di nutrienti; prevede la fagocitosi dei suoi stessi organelli che sono inclusi in vacuoli autofagici che si fondono con i lisosomi. Organelli difettosi e proteine sono sequestrati in vescicole a doppia membrana, autofagosomi:

  1. induzione: è regolata da mTOR, una chinasi che funge da sensore di livelli di energia e amminoacidi disponibili.
  2. formazione dell’autofagosoma: materiale citoplasmatico di varia natura è inglobato nell’autofagosoma grazie ad enzimi
  3. riconoscimento e fusione dell’autofagosoma al lisosoma: assicurata, da diverse proteine tra cui le SNARE (proteine di membrana che favoriscono l’aggancio delle vescicole);
  4. demolizione del corpo autofagico: il contenuto dell’autofagolisosoma è degradato da idrolasi lisosomiali.
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Nell’autofagia mediata da chaperonine proteine particolari sono accompagnate verso i lisosomi dalle chaperonine hsp90 e hsp70.

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Diplomatosi presso il Liceo Scientifico "O. Tedone" di Ruvo di Puglia(Ba) è attualmente iscritto al quarto anno del C.d.L. in Medicina e Chirurgia presso l'Università degli Studi di Chieti e Pescara "G. d'Annunzio". Appassionato di nuove tecnologie, programmazione e comunicazione si occupa della gestione tecnica della piattaforma MedMedicine. Social: Facebook, Twitter, Google+