Programmierter Zelltod

Definition

Der programmierte Zelltod ist ein genetisch gesteuerter Prozess, der genauso wie die Zellteilung Gewebe und Organe formt. Beim programmierten Zelltod werden die Zellen nicht abgeworfen, sondern in einem einfachem Prozess zurückgebildet und die Bestandteile werden zum Organismus hinzugefügt. Es gibt verschiedene Arten von Zelltod. Die bekannteste Form des programmierten Zelltod ist die Apoptose,eine weitere Form ist die Nekrose,und eine noch andere,und weniger geläufige ist der Caspaseunabhängige programmierte Zelltod. Der programmierte Zelltod ist für viele Krankheiten verantwortlich, wie zum Beispiel AIDS, Parkinson, Pfeifferisches Drüsenfieber und Alzheimer. Jedoch ist der programmierte Zelltod, vorallem die Apoptose ein wichtiger Bestandteil der zur Etwicklung des menschlichen Körpers beiträgt. Außerdem ist die Apoptose dafür verantwortlich, dass sich zum Beispiel bei einer Kaulquappe der Schwanz zurückbildet, und ein Frosch entstehen kann.

Apoptose

Die Apoptose ist ein genetisch gesteuertes Programm. Ist die Reperatur großer Schäden in einer Zelle nicht möglich, erhält das p53-Gen die Signale die den programmieten Zelltod aktivieren (=Apoptose),eine Art "Selbstmordprogramm" der Zelle. Der Apoptosevorgang sorgt dafür, dass kranke und infizierte Zellen beseitigt werden, und verhindert so die Entstehung und das unkontrollierte Wachstum von z.B. entarteten Zellen und somit auch die Krebsentwicklung. Meist geschieht dies nur bei vereinzelten Zellen. Dies passiet in einem festgelegtem Vorgang der in drei Phasen abläuft.Der Induktions- Exekutions- und der Endphase. In der ersten Phase (=Induktionsphase) wird die Apoptose durch ein Signal, welches von geschädigten Zellen, fehlenden Zellkontakten oder bestimmten Hormonen gesendet wird, aktiviert. Auch Fehler im Zellzyklus oder DNA-Schäden können so ein Signal aussenden. Wird dieses Signal gesendet, reagiert das Protein p53 (ein kontroll Protein) und bewirkt die Syntehese von Apoptose hemmenden Genprodukten, sodass die hemmenden Stoffe überwiegen. Der Zellkern, Mitochondrien und das Cytoplasma schrumpfen, die Zellmembran bleibt dabei unbeschädigt, sodass es zu keiner Entzündung kommen kann. In der zweiten Phase (=Exekutionsphase) beginnt die Zerstörung der Zelle. Das Chromatin wird verdichtet und zerstückelt, wodurch die Zelle nur noch von einer leeren Membranhülle umgeben ist. In der dritten Phase, werden diese einzelnen Zellen von Nachbarzellen oder Fresszellen eliminiert und die Reste werden recycelt.

Nekrose

Die Nekrose ist, im gegensatz zur Apoptose ein Zelltodvorgang der durch Äußere Einflüsse wie z.B. Verbrennungen, Vergiftungen, Strahlung oder mache Infektion ausgelöst wird. Auch toxische Substanzen wie zum Beispiel Alkohol können den nekrotischen Tod von Zellen auslösen. Diese Einflüsse führen zu Gewebeschäden, wodurch die Zellorganellen anschwellen. Die Zellen platzen, und verletzen die Zellmembran. Dadurch werden Stoffe aus dem Cytoplasma freigesetz die Fresszellen anlocken, die wiederum Entündungen hervorrufen. Das bekannteste Beispiel ist Sonnenbrand. Durch die UV-Strahlen wird die Nekrose in Gang gesetzt, und das Ergebnis ist die grötete, entzündete Haut.

Caspaseunabhängiger programmierter Zelltod

Durch die Evolution haben sich mittlerweile mehrere programmierte Zelltod vermittelnde Wege etwickelt. Bei der zweiten Möglichkeit des programmierten Zelltodes, sind Caspase (Enzyme) beteiligt. Allerdings kann man die Beteiligung der Caspasen nur bei Wirbeltieren, Insekten und Nematoden (Schädlinge, Bakterien, Pilze) nachgeweisen. Caspase-abhängige Prozesse, sind zum Beispiel die Apoptose und die Nekrose, doch gibt es auch Caspase-unabhängige Prozesse, die Tumore hervorrufen können.

Fehler

Manchmal kommt es vor, dass das für den Zelltod verantwortliche genetische Programm Fehler aufweist, wodurch es zu Fehlentwicklungen kommen kann. Zum Beispiel können zu wenige oder zu viele Apoptose-Vorgänge verantwortlich für viele Krankheiten sein. Durch zu viele Apoptose-Vorgänge entstehen bekannte Krankheiten, wie Alzheimer, Parkinson und Schlaganfälle. Durch zu wenig Apoptose können geschädigte und kranke Zellen ungehindert wachsen, wodurch Tumore und Krebs entstehen kann.

Heilung

Um die Apoptose, wenn sie den zu viele Zellen zerstört, zu stoppen, muss man das Signal, welches den Prozess auslöst, verhindern. Im Fall von Diabetis haben Forscher versucht diese Kommunikation zwischen den Zellen zu verhindern. Das "tumor necrosis factor-alpha" ist das Signal, was ausgesendet wird, wenn die Apoptose ablaufen soll. Dieses Signal, verursacht auch die Aktivierung der Diabetis Zellen. Durch die Zerstörung des Teils der Zelle, die die Signale aufnimmt, wurde der Apoptose Vorgang getoppt und die Zellen wurden nicht weiter zerstört.