Apoptose

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken
Schematische weergave van apoptose. Links: gezonde cel; rechts: zieke cel. Cel wordt ziek → gaat krimpen → cel valt uiteen in blaasjes → macrofagen ruimen de celresten op → cel wordt vervangen door nieuwe cel.
Apoptotische cel bij de lever van een muis
Apoptose

Apoptose[1] is het proces van geprogrammeerde celdood.

Voorkomen van apoptose[bewerken]

Apoptose is belangrijk bij de embryonale ontwikkeling, in het immuunsysteem en in alle levende weefsels. In de embryonale ontwikkeling zorgt apoptose ervoor dat niet noodzakelijke of ongewenste weefsels verdwijnen. Een voorbeeld hiervan zijn de 'interdigital webs', de 'zwemvliezen', die bij mensen in aanleg aanwezig zijn, maar tijdens de ontwikkeling van het embryo verdwijnen. In het immuunsysteem worden T-cellen die 'eigen' epitopen herkennen en dus ongewenst zijn, tot celdood aangezet door stimulatie van apoptose.

Een cel kan op twee manieren doodgaan. Een manier is necrose; dit is het proces waarbij een cel op een abrupte manier doodgaat. Hierbij wordt de inhoud van de cel, het cytoplasma, in het omringende weefsel vrijgelaten. Dit heeft vaak een activerende werking op het immuunsysteem, waardoor er een ontstekingsreactie kan ontstaan.

Het biochemische mechanisme verantwoordelijk voor apoptose[bewerken]

Een voor een cel meer georganiseerde manier van doodgaan is apoptose. Apoptose heet geprogrammeerde celdood, omdat in elke cel de mechanismen aanwezig zijn, die apoptose mogelijk maken. Als een cel signalen van zijn omgeving ontvangt die de cel tot apoptose dwingen, of als de cel zoveel schade heeft opgelopen dat verder bestaan niet mogelijk is, wordt een intracellulair mechanisme geactiveerd. Dit mechanisme leidt uiteindelijk tot de activatie van proteasen, de zogenaamde caspases (cysteïne-aspartylprotease). Deze eiwitten zetten de cel aan tot de afbraak van eiwitten en DNA. De substraten van de caspases bevinden zich in de celkern, het cytoplasma en het cytoskelet.

De basis van de geprogrammeerde celdood in zoogdieren is onderverdeeld in drie groepen van eiwitten, alle behorende tot de Bcl-2 superfamilie:

  • De sensoren (onder andere: Bad, Bim en Bid): Inhiberen de beschermers. Bij een adequate concentratie van sensoren worden beschermers geblokkeerd waarop de effectoren actief worden.
  • De beschermers (onder andere: Bcl-2 en Bcl-xL): Inhiberen de werking van de effectoren en vermijden daarmee apoptose.
  • De effectoren (onder andere: Bax en Bak): Zetten de apoptose cascade in gang door het mitochondriaal membraan permeabel te maken voor cytochroom c.

Dat er meerdere eiwitten onder een groep vallen resulteert in redundantie van het systeem, waarbij bij het optreden van niet-functionerende eiwitten andere eiwitten het systeem werkend kunnen houden.

De verhoogde concentratie van cytochroom c in het cytoplasma leidt vervolgens tot activering van het apoptosoom. Het apoptosoom is verantwoordelijk voor de activering van caspase-9, die op zijn beurt caspase-3 activeert. De omzetting van pro-caspase-3 naar caspase-3 markeert definitief de dood van de betreffende cel. Caspase-3 zorgt onder andere voor het klieven van eiwitten die de homeostase van de cel in stand houden, bevordert de degradatie van het cytoskelet en activeert endonucleases.

Kenmerken van apoptose[bewerken]

Een cel die apoptose ondergaat is te herkennen aan een aantal kenmerken. Het duidelijkste morfologische kenmerk is het afsplitsen van kleine bolletjes cytoplasma met celinhoud (blebbing). Ook kunnen apoptotische cellen worden herkend aan DNA fragmentatie als gevolg van afbraak van het DNA. Cellen die apoptose ondergaan vertonen ook negatief geladen fosfolipiden op het celoppervlak. Deze negatief geladen fosfolipiden kunnen door fagocyten herkend worden. Na herkenning verwijdert de fagocyt de apoptotische cel.

Apoptose en kanker[bewerken]

Bij sommige vormen van kanker kunnen verschillende systemen die de integriteit van de cel bewaken uitgeschakeld zijn. Deze cellen zullen dan niet tot apoptose kunnen overgaan, wat kan leiden tot een te grote hoeveelheid cellen, of het doorgroeien van cellen die eigenlijk te ernstig beschadigd zijn om door te groeien.

Modern farmacologisch onderzoek is er op gericht om nieuwe stoffen te ontwikkelen die de apoptose-pathway weer in kunnen schakelen. Hieronder valt bijvoorbeeld navitoclax die de werking van Bcl-2 inhibeert (door te binden aan diens BH3-domein), die de rol van beschermer heeft in de geprogrammeerde celdood. Het blokkeren van de functie van de beschermer zorgt ervoor dat effectoren actief het mitochondriaal membraan permeabel kunnen maken, waardoor uiteindelijk caspase-3 weer geactiveerd kan worden.

Apoptose bij planten[bewerken]

Apoptose bij planten is een natuurlijke reactie die veel voorkomt. Zo treedt apoptose op bij het verwelken van bloemen en het afrijpen van sommige soorten vruchten, zoals doosvruchten.

Ook treedt het op bij beschadiging van planten. Planten proberen namelijk een evenwicht te bewaren tussen de hoeveelheid bovengrondse en ondergrondse delen. Worden bovengrondse delen verwijderd door bijvoorbeeld vraat dan worden voedingsstoffen uit delen van het wortelgestel onttrokken, waarbij wortels afsterven. Bij het verplanten zullen bovengrondse delen afsterven en bij vochttekort zullen ook bovengrondse delen afsterven om de plant in staat te stellen te overleven.

Bij aantasting door ziekteverwekkers treedt soms ook apoptose op bij en rondom de geïnfecteerde cellen, waardoor verdere infectie wordt voorkomen. Dit uit zich in resistentie tegen de ziekteverwekker.

Overzicht van de overdracht van de signalen betrokken bij de apoptose.

Etymologie[bewerken]

Het woord werd in 1972 als apoptosis geïntroduceerd in het internationale (Engelse) taalgebruik in de onderhavige betekenis.[2] In het Nederlands komt het woord eerst in de tevens klassieke vorm (apoptosis)[3] voor en later in de vernederlandste vorm (apoptose).[4] Het woord is afkomstig uit het Oudgrieks (ἀπόπτωσις apoptōsis)[2][5] en betekent "(eraf)vallen, wegvallen, verdwijnen".[6] Eerder kwam het woord apoptosis al binnen de geneeskunde voor, maar dan in de betekenis van "het loslaten van korstjes".[7][8][9]

Literatuurverwijzingen[bewerken]

  1. Everdingen, J.J.E. van, Eerenbeemt, A.M.M. van den (2012). Pinkhof Geneeskundig woordenboek (12de druk). Houten: Bohn Stafleu Van Loghum.
  2. a b Kerr, J.F.R., Wyllie, A.H. & Currie, A.R. (1972). Apoptosis: a basic biological phenomenon with wide-ranging implications in tissue kinetics. British Journal of Cancer, 26(4), 239-257
  3. Hilfman, M.M. (1978). Pinkhof-Hilfman Geneeskundig woordenboek (7de druk). Utrecht: Bohn, Scheltema & Holkema.
  4. Hilfman, M.M. (1984). Pinkhof-Hilfman Geneeskundig woordenboek (8ste druk). Utrecht/Antwerpen: Bohn, Scheltema & Holkema.
  5. Kerr et al. (1972) schrijven abusievelijk ἁπόπτωσισ hapoptōsis (gebruik spiritus lenis in plaats van spiritus asper en onjuiste vorm sigma aan het einde van het woord).
  6. Liddell, H.G. & Scott, R. (1940). A Greek-English Lexicon. revised and augmented throughout by Sir Henry Stuart Jones. with the assistance of. Roderick McKenzie. Oxford: Clarendon Press.
  7. Kraus, L.A. (1844). Kritisch-etymologisches medicinisches Lexikon (Dritte Auflage). Göttingen: Verlag der Deuerlich- und Dieterichschen Buchhandlung.
  8. Siebenhaar, F.J. (1850). Terminologisches Wörterbuch der medicinischen Wissenschaften. (Zweite Auflage). Leipzig: Arnoldische Buchhandlung.
  9. Foster, F.D. (1891-1893). An illustrated medical dictionary. Being a dictionary of the technical terms used by writers on medicine and the collateral sciences, in the Latin, English, French, and German languages. New York: D. Appleton and Company.

Externe links[bewerken]