Apoptosi
La trasduzione del segnale è importante anche perché regola un tipo di morte cellulare programmata, l'apoptosi.
La morte cellulare è
l’evento conclusivo dei danni di una
data rilevanza, ed è un passaggio fondamentale in molte
patologie.
La morte è anche un evento normale che coinvolge la
regolazione e il ricambio
tissutale ecc.
Una cellula che si avvia alla morte modifica la sua struttura entro un
ventaglio di variabili limitate, e sono state descritte due
modalità di morte
cellulare: l’apoptosi e la necrosi.
L’apoptosi (dal greco allontanamento, diminuzione)
è la via seguita
nell’organismo da milioni di cellule, continuamente,
compensata dalla mitosi
che contribuisce all’omeostasi. E’ inoltre il
fisiologico processo che
provvede, in fase embrionale, all’eliminazione delle membrane
interdigitali,
alla formazione del lume degli organi cavi, al ridimensionamento
numerico delle
cellule nervose. In fase senile, o nelle tappe di maturazione,
è anche
responsabile dell’atrofia che si osserva in alcuni tessuti di
mammifero. In
altri termini è implicata in numerosi processi cellulari non
necessariamente
patologici.
Un evento chiave nell'apoptosi è l'attivazione di
una serie di enzimi proteolitici detti caspasi, dalla loro
forma inattiva (procaspasi).
Esistono due percorsi che la cellula può seguire per
attivare le caspasi.
In alcuni casi l'attivazione avviene in maniera diretta, attraverso la ricezione di segnali di morte cellulare come il fattore di necrosi polmonare e la CD95/Fas. In altri casi questa avviene in maniera indiretta. Esistono infatti dei fattori di soppravvivenza,
che mediano uno degli eventi più importanti associati ai fattori
di crescita: la sopravvivenza cellulare. Quando questi fattori sono
assenti, la cellula va incontro a apoptosi.
Una cellula che sta per andare incontro ad apoptosi
è riconoscibile da
alcuni elementi caratterizzanti l’evento:
- perdita di strutture specializzate di superficie (microvilli ecc.);
- riduzione del volume cellulare per compattazione degli organuli
citoplasmatici. In alcuni casi può accadere che la cellula
si frammenti in
corpi circondati da membrana (corpi apoptosici). Nella cellula
avvengono
processi di aggregazione proteica (promossi da enzimi) con legami
fortemente
insolubili (transglutaminasi). Le proteine transglutaminate
costituiscono un
involucro rigido posto sotto la membrana cellulare;
- Gli organuli citoplasmatici restano integri, e i mitocondri non vanno
incontro a rigonfiamento e rottura (come nella necrosi). Quasi sempre
si può
rilevare un rigonfiamento transitorio del reticolo endoplasmatico
liscio, con
le cisterne che arrivano a fondersi con la membrana plasmatica della
cellula;
- La cromatina all’interno del nucleo muta la sua
configurazione condensandosi
sotto la membrana nucleare, situazione dovuta al collasso della sua
organizzazione, provocato dal taglio della doppia elica di DNA di
congiunzione
intranucleosomiale;
- La cellula in apoptosi è riconosciuta dalle cellule vitali
circostanti a
causa dell’esposizione di residui di fosfatidilserina sulla
sua superficie, che
la segnala come bersaglio per la fagocitosi.
Necrosi
Successivamente si formano esfoliazioni contenenti citoplasma, dalla
membrana
citoplasmatica, prive di organuli.
Tali alterazioni possono essere anche non letali, ma esiste un punto di
non
ritorno oltre il quale il destino della cellula è
irreversibilmente segnato.
Tale momento è rilevabile microscopicamente ed è
caratterizzato da una violenta
dilatazione e dalla comparsa di corpi densi nella matrice.
A questo punto le cellule necrotiche si rigonfiano e le membrane
plasmatiche
interne e superficiale iniziano a rompersi con la conseguente
fuoriuscita degli
organuli.
Come conseguenze della necrosi, spesso si hanno risposte infiammatorie
locali.