Биологическая роль апоптоза. Можно выделить три основные физиологические функции апоптоза: 1)обеспечение программы индивидуального развития организма (онтогенеза) и дифференцировки клеток, 2) поддержание тканевого гомеостаза, 3) защита от патогенов и поврежденных собственных клето к. В онтогенезе высших позвоночных животных апоптоз проявляется в процессе их эмбрионального развития.
Некоторые примеры: образование первичной полости в бластуле, гибель избыточных, невостребованных клеток при развитии периферической нервной системы, разделение пальцев в результате отмирания межпальцевых перепонок, апоптоз при формировании пищеварительной системы, сердца, печени и других органов.
У низших позвоночных – отмирание хвоста у головастика в процессе его превращения в лягушку, у беспозвон очных – метаморфоз насекомых. Пример клеточной дифференцировки с участием элементов программируемой клеточной гибели – биогенез эритроцитов, клеток эпителия глазного хрусталика, кератиноцитов кожного эпидермиса. В различных тканях существуют определенные нормы по количеству клеток. Если количество клеток будет выше или ниже нормы, это означает нарушение тканевого гомеостаза.
Апоптоз функционирует как механизм, контролирующий количество и качество клеток, поддерживая тканевой гомеостаз в организме. Элимини руются ненормальные, функционально неактивные клетки, в том числе клетки, функции которых нарушены под влиянием факторов абиотической природы (активные формы кислорода, антиметаболиты, УФ-облучение). Через апоптоз исчезают и функционально активные клетки: T- и B-лимфоциты, активировавшиеся и размножившиеся в ответ на внедрение патогена, погибают по окончании инфекционного процесса.
Элиминируются клетки, представляющие потенциальную угрозу для организма: если нарушена ДНК, включается программа смерти с помощью различных механизмов, один из которых зависит от особого белка клетки – белка p53. Программируемая клеточная смерть, зависимая от p53, служит как противоопухолевый механизм, не дает также размножаться клеткам с дефективной ДНК, предотвращая появление клеток-мутантов.
Клетки ткани, вышедшие из сферы межклеточного взаимодействия, потерявшие контакт с другими клетками ткани и одиноко блуждающие по организму, тоже подвергаются а поптозу. Вирусы, некоторые бактерии, грибы и простейшие являются внутриклеточными паразитами. Хотя специфичные к ним антитела вырабатываются организмом человека или животного, они не могут настигнуть вредителя, затаившегося в цитоплазме, под покровом клеточной оболочки жертвы. И тогда в ход вступают цитотоксические T-лимфоциты.
Они убивают клетки, ставшие жертвами инфекционного возбудителя, и тем самым прекращают его дальнейшее размножение. Обладая аппаратом распознавания зараженной клетки среди массы здоровых кле ток, T-киллер вызывает ее гибель, включая программу самоубийства клетки-мишени. Натуральные киллеры через механизм апоптоза способны обезвредить опухолевые клетки [12].