Щодня гинуть мільйони: як і навіщо наші клітини нескінченно вмирають усередині нас

Щодня мільярди клітин у людському організмі вмирають унаслідок різних форм смерті, спричинених як внутрішніми, так і зовнішніми чинниками. Хоча ми звикли вважати смерть чимось невідворотним і таким, що знаменує фінальну крапку всього живого, насправді це не просто буденний, а й постійно супутній нашому організму процес, пише Knowable Magazine.

У той час як випадкова загибель клітин може бути результатом травми, інфекції або інших шкідливих умов, таких як кисневе голодування, багато клітин обирають запрограмований кінець, коли вони вичерпують свою корисність або пошкоджуються. Раніше вважалося, що ці процеси відбуваються тільки двома основними способами — некрозом і апоптозом, а тепер науці відомо, що вони включають у себе цілу низку шляхів клітинної смерті. Розуміння цих шляхів може стати ключем до нових методів лікування таких захворювань, як рак і аутоімунні розлади.

Некроз, незапланована форма клітинної смерті, часто виникає внаслідок зовнішніх ушкоджень, таких як опіки або інфекції. У таких випадках клітини гинуть безладно, вивільняючи свій вміст і спричиняючи запалення в навколишніх тканинах. Існують різні форми некрозу залежно від типу пошкодження. Наприклад, у разі гангрени клітини відмирають через відсутність кровотоку, а в разі туберкульозу клітини легень гинуть “сироподібним” чином, що називається казеозним некрозом.

У той час як некроз має хаотичний характер, запрограмовані форми клітинної смерті, такі як апоптоз, є набагато впорядкованішими. Під час апоптозу клітини зменшуються, фрагментуються і спокійно очищаються сусідніми клітинами, не викликаючи імунної відповіді. Нещодавно вчені виявили інші форми запрограмованої клітинної смерті, такі як некроптоз і піроптоз. Ці методи часто використовуються клітинами в боротьбі з інфекціями, особливо коли їх захоплюють віруси або бактерії. Під час некроптозу клітини розбухають і лопаються, випускаючи сигнали, які попереджають імунну систему.

Піроптоз працює аналогічно, але характеризується різкою запальною реакцією. Обидва методи спрямовані на захист організму шляхом жертвування інфікованих клітин, щоб зупинити поширення патогенів. Було також відкрито новий механізм клітинної смерті, паноптоз, який є гібридом, що містить риси апоптозу, некроптозу і піроптозу, описаний у дослідженні, опублікованому в журналі Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. Ця форма смерті запускається при специфічних запальних процесах або інфекціях. Паноптоз дає змогу клітинам самознищуватися, посилаючи сигнали лиха імунним клітинам, що робить його потенційною мішенню для досліджень у сфері лікування захворювань.

Інший незвичайний механізм смерті — нетоз, за якого імунні клітини, відомі як нейтрофіли, жертвують собою для боротьби з великими або численними патогенами. Закидаючи сітки зі своєї ДНК, ці клітини захоплюють загарбників, гарантуючи їхнє знищення. Ця самогубна тактика особливо ефективна, коли звичайні методи поглинання патогенів не працюють. Крім того, вчені відкрили нові форми смерті, такі як купроптоз і ферроптоз, які відкривають перспективні шляхи для лікування раку.

Купроптоз, спричинений перевантаженням клітин міддю, і фероптоз, викликаний дисбалансом заліза, особливо ефективні для знищення ракових клітин. Наразі ведуться дослідження, спрямовані на розробку терапії, яка могла б використовувати ці вразливі місця ракових клітин, зберігаючи при цьому здорові клітини.

Чи то пошук способів збереження здорових клітин, чи то розробка стратегій, що запускають загибель шкідливих, як-от ракові або інфіковані клітини, ці знання відкривають потенціал для цілої низки методів лікування. Розуміння клітинної смерті важливе не тільки для розуміння процесів життя, а й для боротьби з багатьма хворобами.