एपोप्टोसिस (ग्रीक एपोप्टोसिस - लीफ फॉल) प्रोग्राम्ड सेल डेथ की एक प्रक्रिया है, यह एक पूरी तरह से प्राकृतिक घटना है जो शरीर से असामान्य, क्षतिग्रस्त और इस्तेमाल की गई कोशिकाओं को हटाने की अनुमति देती है। यह पता लगाने के लायक है कि वास्तव में यह क्या है, क्या एपोप्टोसिस हानिकारक है, जब यह होता है और क्या प्रक्रियाएं होती हैं।
विषय - सूची:
- एपोप्टोसिस की शुरूआत
- एपोप्टोसिस का कोर्स
- एपोप्टोसिस नियंत्रण
- एपोप्टोसिस और रोग
अपोप्टोसिस एक शारीरिक, प्राकृतिक प्रक्रिया है जो प्रत्येक स्वस्थ जीव में निरंतर चलती है, यह जीव के समुचित कार्य के लिए आवश्यक है। एपोप्टोसिस के लिए धन्यवाद, शरीर में कोशिकाओं की संख्या और गुणवत्ता को नियंत्रित करने की क्षमता है। इस प्रक्रिया को प्रोग्राम्ड सेल डेथ के रूप में जाना जाता है, क्षतिग्रस्त, संक्रमित या अनावश्यक कोशिकाओं के उन्मूलन की ओर जाता है, जो नई कोशिकाओं के निर्माण और पुरानी कोशिकाओं के विनाश के बीच संतुलन सुनिश्चित करता है।
एपोप्टोसिस के पाठ्यक्रम में विकार का बहुत नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, ऐसे रोग हैं जिनकी रोकथाम और उपचार बहुत मुश्किल है - कैंसर, ऑटोइम्यून रोग। शायद उपचार के नए तरीके जो कैंसर कोशिकाओं में एपोप्टोसिस की प्रक्रिया को सक्षम करते हैं, उपचार का एक प्रभावी तरीका बन जाएगा।
शरीर में कोशिकाओं की कुल संख्या कड़ाई से निर्धारित और स्थिर होती है, उनकी संख्या में कोई भी लंबे समय तक चलने वाला परिवर्तन हमारे स्वास्थ्य पर नकारात्मक प्रभाव डाल सकता है, और इसलिए शरीर कोशिकाओं के विनाश और नए लोगों के गठन के बीच संतुलन बनाए रखने का प्रयास करता है। कोशिका मृत्यु प्रक्रिया कई तरीकों से हो सकती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:
- परिगलन (नेक्रोसिस) - बाहरी कारकों के कारण होता है: रासायनिक, यांत्रिक, भौतिक। यह एक पैथोलॉजिकल, असामान्य प्रक्रिया है, जिस पर शरीर का कोई नियंत्रण नहीं है। इसके पाठ्यक्रम में, कोशिकाओं के पूरे समूह नष्ट हो जाते हैं, और इस क्षति का परिणाम भड़काऊ प्रक्रिया का विकास है।
- एपोप्टोसिस (प्रोग्राम्ड सेल डेथ) बहुत अलग है, प्रक्रिया पूरी तरह से सामान्य है, शारीरिक है, व्यक्तिगत कोशिकाओं को प्रभावित करती है, और सामान्य रूप से काम करने वाले जीव में आवश्यक है।
- ऑटोफैगी - अपने स्वयं के एंजाइम द्वारा सेल को पचाने में शामिल है।
इसके नकारात्मक प्रभाव के बावजूद, एपोप्टोसिस एक सामान्य, नियमित घटना है, इसका उद्देश्य पूरे जीव की भलाई है, जो नए लोगों के साथ अक्षम, खराब हो चुकी कोशिकाओं को बदलने की अनुमति देता है। हटाए गए सेल मुख्य रूप से वे हैं जो मेजबान के लिए खतरनाक हो सकते हैं, जैसे कैंसर या नियोप्लास्टिक।
इस प्रकार, एपोप्टोसिस होमियोस्टैसिस को बनाए रखने में मदद करता है, अर्थात जीव का संतुलन। क्रमादेशित कोशिका मृत्यु की प्रक्रिया एक बहुत ही जटिल घटना है, जिसमें दर्जनों एंजाइम और प्रोटीन शामिल हैं। इसकी घटना का समय भी आकस्मिक नहीं है, यह कई सिग्नलिंग मार्गों द्वारा निर्धारित किया जाता है जो सेल क्षति के परिणामस्वरूप सक्रिय होते हैं: इसके अंग या आनुवंशिक सामग्री।
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एपोप्टोसिस की शुरूआत
एपोप्टोसिस की सक्रियता कुछ प्रोटीन (प्रो और एंटी-एपोप्टोटिक) की क्रिया के सक्रियण या अवरोध से जुड़ी होती है जो कोशिका में लगातार मौजूद रहती हैं। जिस तरह से प्रक्रिया होती है वह प्रकार और उत्तेजना पर निर्भर करती है जो एपोप्टोसिस को ट्रिगर करती है। दीक्षा पहला, प्रारंभिक चरण है, जिसके दौरान प्रोग्रामिंग डेथ की प्रक्रिया के विकास के लिए अग्रणी मार्ग सक्रिय होते हैं।
उनमें से सबसे महत्वपूर्ण तथाकथित आंतरिक मार्ग है, जिसमें माइटोकॉन्ड्रिया एक प्रमुख भूमिका निभाते हैं, और बाहरी मार्ग, इसके ट्रिगर सेल के बाहर से संकेत हैं:
- विकास कारकों, हार्मोन की कमी
- कुछ साइटोकिन्स (लिम्फोसाइटों द्वारा उत्पादित अणुओं) की सांद्रता में वृद्धि
- पड़ोसी कोशिकाओं के साथ बातचीत
- भौतिक कारक
- पोषक तत्वों की कमी।
बाहरी मार्ग के मामले में, कोशिका झिल्ली (तथाकथित मौत रिसेप्टर्स) में स्थित रिसेप्टर्स पर पर्यावरण उत्तेजना कार्य होता है, जो एपोप्टोसिस के लिए अग्रणी इंट्रासेल्युलर संकेतों के एक झरना को ट्रिगर करता है।
आंतरिक मार्ग के मामले में, माइटोकॉन्ड्रिया एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। विभिन्न कारकों द्वारा उनकी क्षति के बाद, इन जीवों में प्रो-एपोप्टोटिक प्रोटीन व्यक्त किए जाते हैं, जो माइटोकॉन्ड्रिया के कार्य को नुकसान पहुंचाते हैं, ऊर्जा उत्पादन को रोकते हैं।
इसके अलावा, यह क्षति माइटोकॉन्ड्रियन - साइटोक्रोम से एक प्रोटीन की रिहाई का कारण बनता है, जो सेल में कैल्शियम आयनों की एकाग्रता में वृद्धि में योगदान देता है। इस आयन की मात्रा में वृद्धि एपोप्टोसिस का एक ट्रिगर है।
एपोप्टोसिस का कोर्स
एपोप्टोसिस के लिए एक सेल के संक्रमण को दूसरों से अलग होने से पहचाना जा सकता है, और इस प्रक्रिया में पहला कदम है। यह इलेक्ट्रोलाइट शिफ्ट, सेल के निर्जलीकरण और इसके आकार में परिवर्तन के परिणामस्वरूप होता है। फिर सेल न्यूक्लियस खंडित हो जाता है और तथाकथित एपोपटोरिक बॉडी बनते हैं, ये सेल मलबे होते हैं जो पड़ोसी कोशिकाओं द्वारा अवशोषित हो जाएंगे या मैक्रोफेज द्वारा "खाए" जाएंगे। एपोप्टोसिस का ऐसा कोर्स सेल को "चुपचाप" हटा देता है, यह एक सामान्य प्रतिक्रिया के विकास का कारण नहीं बनता है - सूजन।
जैसा कि उल्लेख किया गया है, इस प्रक्रिया में विभिन्न एंजाइम शामिल हैं: डीएनए को काटने के लिए जिम्मेदार नाभिक और साइटोप्लाज्म, ट्रांसग्लूटामिनायस और एंडोन्यूक्लियोलाइटिक एंजाइमों में निहित प्रोटीन को पचाने वाले कैसपेस। संपूर्ण विनाश प्रक्रिया (एपोप्टोसिस निष्पादन) के पाठ्यक्रम को कई चरणों में विभाजित किया जा सकता है:
1. नियंत्रण-निर्णय चरण - इसमें मरम्मत तंत्र या उनकी चूक की सक्रियता और सेल के विघटन प्रक्रिया की शुरुआत के बारे में सेल नाभिक को जानकारी प्रेषित करना शामिल है। कैस्पैसेस, बीआईडी और बीएक्सए प्रोटीन इस प्रक्रिया में भाग लेते हैं, और टी लिम्फोसाइट्स कोशिकाओं के अंदर ग्रैनजाइम को छोड़ते हैं, जो दूसरों के बीच, एपोप्टोसिस को उत्तेजित करने वाले कैल्शियम आयनों को छोड़ते हैं।
2. कार्यकारी चरण - इस स्तर पर, कैसपेज़ अपना पूर्ण कार्य विकसित करते हैं - वे सेलुलर प्रोटीन को नष्ट करते हैं - संरचनात्मक और एंजाइमेटिक:
- डीएनए पोलीमरेज़ और डीएनए किनेज, न्यूक्लिक एसिड की मरम्मत को रोकते हैं
- लैमाइन, परमाणु झिल्ली को नुकसान पहुंचाते हुए।
इस चरण में, कोशिका का निर्जलीकरण होता है, आकार और आकार में और परिवर्तन होता है, डीएनए विखंडन (एंडोन्यूक्लिज़ द्वारा), फिर कोशिका विखंडन और एपोप्टोटिक निकायों का निर्माण होता है। ये कैस्पैसेस इंट्रासेल्युलर एंजाइम हैं जो विशिष्ट स्थानों पर प्रोटीन काटते हैं - अमीनो एसिड का एक दिया अनुक्रम। उनकी सक्रियता हिमस्खलन की तरह होती है - सक्रिय कस्पासे अगले एक को सक्रिय करता है।
दिलचस्प बात यह है कि कई सेलुलर प्रोटीन के टूटने के बावजूद, सेलुलर ऑर्गेनेल अप्रकाशित रहते हैं और पूरी तरह से एपोपटोरिक निकायों में प्रवेश करते हैं।
3. क्लीन-अप चरण फागोसाइटोसिस पर आधारित होता है, यानी सेल मलबे का अवशोषण, सबसे अधिक बार प्रेत कोशिकाओं द्वारा किया जाता है - मैक्रोफेज।
एपोप्टोसिस नियंत्रण
अपोप्टोसिस एक कड़ाई से विनियमित प्रक्रिया है - इसकी दीक्षा और इसके पाठ्यक्रम दोनों। नियंत्रण मुख्य रूप से प्रोटीन का Bcl-2 परिवार है, इसमें एंटी-एपोप्टोटिक प्रोटीन शामिल हैं - वे एपोप्टोसिस (जैसे- Bcl-2, Bcl-XL, Bcl-w) और प्रो-एपोप्टोटिक के विकास का प्रतिकार करते हैं - माइटोकॉन्ड्रियल झिल्ली (बिड, बेक, को नुकसान पहुंचाकर इसकी घटना को बढ़ावा देते हैं) खराब)।
इन प्रोटीनों की अभिव्यक्ति या गतिविधि उन स्थितियों पर निर्भर करती है जिनमें कोशिका मौजूद है, साथ ही इसकी स्थिति - यदि क्षति बड़ी है या बाहरी परिस्थितियां अनुकूल नहीं हैं, तो प्रो-एपोप्टोटिक प्रोटीन सक्रिय हैं।
सामान्य परिस्थितियों में, एंटी-एपोप्टोटिक प्रोटीन हावी होते हैं और क्रमादेशित कोशिका मृत्यु की प्रक्रिया को रोकते हैं। इसके अलावा, यह साबित हो गया है कि एपोप्टोसिस को जीन द्वारा भी नियंत्रित किया जाता है, जिनमें से एक पी 53 जीन है, जो प्रो-एपोप्टोटिक कारकों से संबंधित है। इसका उत्पाद, p53 प्रोटीन, आत्महत्या कोशिका मृत्यु की प्रक्रिया को ट्रिगर करता है यदि आनुवंशिक सामग्री को नुकसान इतना गंभीर है कि डीएनए की मरम्मत असंभव है।
नतीजतन, इस प्रोटीन को कभी-कभी "जीनोम के संरक्षक" के रूप में संदर्भित किया जाता है क्योंकि यह निर्धारित करता है कि क्या कोशिका विभाजन को हुई क्षति को ठीक करने के लिए कोशिका विभाजन को रोक देगा या क्या यह एपोप्टोसिस होगा या नहीं।
एपोप्टोसिस और रोग
यह साबित हो गया है कि नई कोशिकाओं के निर्माण और पुरानी कोशिकाओं के उन्मूलन के बीच असंतुलन कई बीमारियों का कारण है, इसलिए एपोप्टोसिस का सेलुलर नियंत्रण बेहद महत्वपूर्ण है, और इसकी गड़बड़ी के बहुत गंभीर परिणाम हो सकते हैं।
यदि कोशिकाएं एपोप्टोसिस, कैंसर या एक स्व-प्रतिरक्षित बीमारी (जैसे, रुमेटीइड आर्थराइटिस) से मृत्यु के प्रतिरोधी हैं, विकसित हो सकती हैं। इन दोनों मामलों में, रोगग्रस्त कोशिकाएं एपोप्टोटिक प्रक्रिया से नहीं गुजरती हैं, वे आनुवंशिक उत्परिवर्तन या समर्थक और एपोप्टोटिक प्रोटीन की असामान्य गतिविधि के कारण इसके लिए "प्रतिरोधी" हैं। दूसरी ओर, बहुत अधिक कोशिकाओं के अत्यधिक अनुपालन और उन्मूलन से अपक्षयी रोग और अंग क्षति हो सकती है।
वर्तमान में परीक्षण किया गया है, नवीनतम ऑन्कोलॉजिकल ड्रग्स एपोप्टोसिस के चरण में कार्य करते हैं - कार्रवाई का तंत्र प्रो-एपोप्टोटिक प्रोटीन की उपस्थिति को बढ़ावा देना है - ट्यूमर कोशिकाओं में एपोप्टोसिस की घटना को बढ़ावा देना। विकिरण चिकित्सा और "मानक" कीमोथेरेपी एपोप्टोसिस को प्रेरित करने के लिए इसी तरह से काम करती है। इन दोनों उपचारों से सेलुलर तनाव होता है जो ट्यूमर कोशिकाओं को मारता है। दुर्भाग्य से, इस तरह की चिकित्सा हमेशा प्रभावी नहीं होती है, क्योंकि एपोप्टोसिस को रोकने वाले कारकों की गतिविधि आमतौर पर ट्यूमर कोशिकाओं में वृद्धि नहीं होती है, जिससे न केवल उन्हें लड़ना मुश्किल होता है, बल्कि अनियंत्रित वृद्धि और गुणा भी होती है।
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