2) регулируемый процесс программируемой клеточной гибели (+)
3) процесс разрушения целостности ДНК
4) процесс восстановления поврежденной ДНК
Апоптоз — это регулируемый, генетически запрограммированный процесс гибели клетки, обеспечивающий удаление поврежденных, стареющих или функционально ненужных клеток без существенного повреждения окружающих тканей. Его запуск контролируется соотношением про- и антиапоптотических белков, активацией каспаз — цистеиновых протеаз, расщепляющих внутриклеточные белки и запускающих структурную перестройку клетки.
Различают внутренний, или митохондриальный, путь апоптоза и внешний, рецепторный путь. При повреждении ДНК, в том числе под воздействием ионизирующего излучения, активация супрессора опухолей p53 может привести к повышению проапоптотических белков семейства BCL-2, выходу цитохрома c из митохондрий и формированию апоптосомы. Внешний путь инициируется связыванием лигандов с рецепторами смерти, например Fas или TNFR, после чего активируются инициаторные и эффекторные каспазы.
Морфологически апоптоз сопровождается уменьшением клетки, конденсацией хроматина, фрагментацией ядра и образованием апоптотических телец, которые быстро удаляются фагоцитами. В отличие от некроза, плазматическая мембрана на ранних этапах сохраняется, поэтому выраженная воспалительная реакция обычно отсутствует. Фрагментация ДНК является одним из последствий апоптоза, но не определяет его сущность; восстановление поврежденной ДНК относится к репарационным процессам, а деление клетки — к клеточному циклу.
| Процесс | Основной механизм | Морфологические признаки | Состояние мембраны | Воспалительная реакция |
|---|---|---|---|---|
| Апоптоз | Каспазозависимая программируемая гибель клетки | Сморщивание клетки, конденсация хроматина, апоптотические тельца | Сохраняется на ранних этапах | Обычно отсутствует или минимальна |
| Некроз | Острое повреждение клетки с потерей энергетического и мембранного контроля | Набухание клетки, лизис органелл, распад ядра | Разрушается | Выраженная |
| Митоз | Репликация генома и равномерное распределение хромосом | Формирование веретена деления и двух дочерних клеток | Сохраняется | Не характерна |
| Репарация ДНК | Ферментативное распознавание и исправление повреждений генома | Специфических морфологических признаков гибели нет | Сохраняется | Не характерна |
| Апоптоз по внутреннему пути | Митохондриальная проницаемость, цитохром c, каспаза-9 | Часто связан с повреждением ДНК и клеточным стрессом | Сохраняется на ранних этапах | Обычно отсутствует |
| Апоптоз по внешнему пути | Активация рецепторов смерти Fas или TNFR, каспаза-8 | Каспазозависимая фрагментация клетки и ядра | Сохраняется на ранних этапах | Обычно отсутствует |
В лабораторной диагностике апоптоз может подтверждаться выявлением активации каспаз, фрагментации ДНК методом TUNEL или связыванием аннексина V с фосфатидилсерином, экспонированным на внешней поверхности мембраны. Для оценки радиобиологических эффектов важно учитывать, что апоптоз является одним из механизмов элиминации клеток после действия ионизирующего излучения, особенно при повреждении генома, несовместимом с репарацией. Нарушение апоптоза способствует накоплению генетически измененных клеток и рассматривается как один из ключевых факторов канцерогенеза.