Mekanismer bakom celldöd Flashcards
För att en cell skall kunna överleva måste den kunna…
För att en cell skall kunna överleva måste den kunna…
1- Producera en mängd olika endogena molekyler
2- Bygga upp komplex av makromolekyler, cellmembraner & cellorganeller
3- Upprätthålla ett intracellulärt underhåll
4- Producera energi
Toxiska ämnen som påverkar dessa ovan —> Dödar cellen
Viktigaste faktorer för cellöverlevand:
1- Mitokondriens energi produktion
2. Genomets kontroll över protein syntes
Celldöd
Celldöd
Två sätt som cellen kan dö på:
Okontrollerad celldöd
Cellnekros (”toxic cell death”)
Kontrollerad/programmerad celldöd
Apoptos (”apoptotic cell death”)
Cytotoxiska ämnen: Ämnen som kan döda cellen
Vad är det som avgöra nekros eller apoptos? (Kommer senare på föreläsningen)
**Gemensamt ger de ökad permeabilitet i mitokondriens inremembran (MPT). **
MPT är viktig steg i apoptos och nekros som innebär ökad permeabilitet i mitokondriens inremembran.
Nekros
Nekros
Olika, ofta samverkande, processer (”primära metaboliska rubbningar”) leder till att det intracellulära underhållet försvagas. På sikt leder detta till en ”bioenergetisk katastrof” i cellerna
Nekros är alltid förknippad med inflammatoriska processer.
**Nekros leder till inflammation. **
På cellulär nivå: ”cellsprängning”
På vävnadsnivå: vävnadsdöd
Apoptos
Apoptos
Efter det att olika nedbrytande processer aktiverats sker en gradvis programmerad ”nedmontering” av den döende cellen som sedan avlägsnas. Detta sker under ”ordnade” former, och utan att vävnaden drabbas av nekros eller inflammatoriska förändringar.
**Apoptos ger ingen inflammation. **
Cellen som dör av apoptos —> Inga spår av cellen
Typiskt för:
I ett mikroskop kan vi se:
Typiskt för:
I ett mikroskop kan vi se:
1- **Okontrollerad celldöd: **
**Cellen, kärnan & cell-organellerna sväller upp
Cellmembraner lyserar (Sprängs) **
”Oordnad” process som leder till **anlagring av debris (”skräp”) extracellulärt —> inflammation **
2- **Kontrollerad celldöd (Apoptos)
Cellen krymper
Kärnan & cytoplasman kondenserar och bildar membranbunda fragment (”apoptotiska kroppar”) **
De membranbunda fragmenten genomgår fagocytos
Apoptos som försvarsmekanism på vävnadsnivå
Apoptos som försvarsmekanism på vävnadsnivå (ex. som ett skydd mot tumörutveckling):
Bara i vissa vävnader/organ!!
**Bra för: De som byggs upp av celler:
som genomgår ständig proliferation: T.ex. Hud slemhinnor **
som under vissa förutsättningar lätt kan börja dela på sig: Kompensatorisk cellproliferation, t.ex. lever celler (Hepatocyter) och njure celler.
**Njure och lever få mycket stryk därför har vi Kompensatorisk cellproliferation. **
**Apoptos är inte bra för organ som byggs upp av icke-delande celler, eller celler som inte kan ersättas
T.ex.: Hjärtmuskelceller —> Ersätts inte
Nervceller i CNS —> Ersätts inte
Ägg celler —> Ersätts inte **
Nekros är inte bästa alternativ. Apoptos är snällare, men Apoptos leder till att cellen dör utan spår, men det är positivt mot tumör och cancer. **Då mutation kan uppstå —> MEN inga spår av cellen med mutation —> Mindre risk för cancer **
Apoptos är positivt vid:
1- Skydd mot tumörutveckling / cancer
2- Del av immunförsvar
3- Embryot utveckling av foster
Tre olika processer
Tre olika processer (primära metaboliska rubbningar) som leder till försämrat intracellulärt underhåll = ökad risk för celldöd
**ATP-brist
Förhöjd intracellulär Ca2+-koncentration under längre tid
Överproduktion av reaktiva syre- och kväveföreningar (ROS; RNS) **
Primära metaboliska rubbningar: ATP brist, Ca2+ och ROS samt RNS.
ATP-brist
ATP-brist
ATP är en nyckelmolekyl för ett fungerande intracellulärt underhåll:
Byggsten i biosyntesen av många endogena molekyler
Viktig energikälla i cellerna
**Hydrolys av ATP -> ADP, AMP + energi **
Hydrolys av ATP (adenosintrifosfat) är en viktig kemisk reaktion i cellen där ATP-molekylen bryts ner till ADP (adenosindifosfat), AMP (adenosinmonofosfat) och frigör energi.
ATP (adenosintrifosfat) är en nyckelmolekyl för cellöverlevnad och en viktig energikälla för många biologiska processer:
Energiöverföring
Signalering
Mekaniskt arbete
Transport av molekyler
Aktiv jon transport
ATP bildas i mitokondrierna
ATP bildas i mitokondrierna genom oxidativ fosforylering:
ABCD och E är angreppspunkter
Mitokondriegifter
Mitokondriegifter = cytotoxiska ämnen som stör ATP-syntes genom att störa den oxidativa fosforyleringen. Stör direkt oxidativa fosforlyeringen (energiproduktionen & ATP syntesen):
5 angreppspunkter för Mitokondriegifter att störa ATP-syntes
A. De som interfererar med tillförseln av vätejoner till elektrontransportkedjan
B. De som interfererar med transporten av elektroner i elektrontransportkedjan
C. De som hämmar tillförseln av syre till cytokromoxidas
D. **De som hämmar fosforyleringen av ADP —> Bildas inte ATP då **
E. De som skadar mitokondriernas DNA
A: Exempel på mitokondriegifter som stör tillförseln av vätejoner till elektrontransportkedja
A: Exempel på mitokondriegifter som stör tillförseln av vätejoner till elektrontransportkedja
Kan verka enligt flera olika mekanismer, ex:
Genom att påverka citronsyrecykeln
Genom att konsumera co-enzym A
Genom att konsumera NADPH
Alloxan: Den oxiderar NADPH
Alloxan använder man inte som LM —> Dödar Langerhanska öarna —-> Diabetes
Försöks djur får alloxan får att framkalla diabetes hos dem —> Djurmodell med diabetes.
B: Exempel på mitokondriegifter som interfererar med transporten av elektroner i elektrontransportkedja
B: Exempel på mitokondriegifter som interfererar med transporten av elektroner i elektrontransportkedja
Kan verka enligt flera olika mekanismer, ex:
Genom att **hämma elektrontransporterande komplex: **
Ex: **Rotenon & Paraquat (hämmare av NADH co-enzym Q-reduktas) **
Ex: **Cyanid & H2S (hämmare av cytokromoxidas – komplex IV) **
Paraquat: Redoxcykling. Bekämpningsmedel
Rotenon: Bekämpningsmedel
Både paraquat och rotenon är kemikalier som används inom jordbruk och trädgårdsskötsel för bekämpning.
**Genom att binda upp elektroner: **
Ex: Koltetraklorid & Doxorubicin
Doxorubicin är cytostatikum mot bröstcancer. Nackdelen är att den är hjärttoxisk.
C: Exempel på ämnen som hämmar syretillförseln
C: Exempel på ämnen som hämmar **syretillförseln till mitokondrierna **
Kan verka enligt flera olika mekanismer, ex:
Genom att orsaka respiratorisk paralys - Andningsförlamning:
Ex: CNS-depressiva ämnen
Genom att orsaka ischemi (strypt blodtillförsel):
Ex: Kokain & Ergotaminpreparat
Hämmar syretillförsel på cellulär nivå
Ergotamin är en medicinsk förening som har använts för att behandla migrän och klusterhuvudvärk.
**Genom att förhindra syresättningen av hemoglobin: **
Ex: CO
D: Exempel på mitokondriegifter som hämmar fosforyleringen
D: Exempel på mitokondriegifter som **hämmar fosforyleringen av prekursor ADP **
Kan verka enligt flera olika mekanismer, ex:
Genom att hämma ATP-syntas:
Ex: DDT
Genom att blockera tillförseln av ADP:
Ex: DDT & fria fettsyror
DDT är en miljögift som funkar genom de två mekanismer ovan.
Genom att blockera tillförseln av fosfat:
Genom att upplösa membranpotentialen i mitokondrierna (dvs det kontrollerande inflödet av protoner):
E: Exempel på ämnen som skadar mitokondrie-DNA
E: Exempel på ämnen som skadar mitokondrie-DNA
Skador i mitokondrie-DNA kan resultera i felaktig transkription av vissa nyckel-proteiner i mitokondrierna
Exempel:
**Vissa antivirala medel
Etanol (hög kronisk alkoholkonsumtion) **
GRUPPARBETET