Hücre Ölüm Tipleri – Hücre Döngüsü

Doğada Dünya’da ve evrende bir denge vardır ve bu denge her zaman korunmaktadır. Canlılarda yaşam belli kısımlardan oluşur. Bunlar; doğum, büyüme, üreme, yaşlanma ve ölümdür. Canlıların bu süreçleri sağlıklı bir şekilde geçirmeleri için hücrelerin sayısal dengesi çok önemlidir. Canlılar bazı hücreleri oluştururken, var olan hücreleri kaldırarak hücre sayısını korur. Bu hücreler bir takım hücre ölüm tipleriyle ortadan kaldırılır.

hücre ölüm tipleri

NEKROZ NEDİR?

Nekroz, bir veya daha fazla sayıda hücrenin, dokunun ya da organın geri dönüşemez şekilde hasar görmesi sonucu hücre ölüm durumunun gerçekleşmesidir. Bu süreç, genler tarafından kontrol edilemez ve rastgele gelişir. Nekrozun görülmesinin en yaygın sebebi hipoksidir yani oksijen oranının azalmasıdır. Arsenik ve siyanür gibi toksik maddeler ve ağır metaller de nekroza neden olur.

koagülasyon nekroz

Nekroz tipleri;

• Koagülasyon nekroz: Pıhtılaşma nekrozu olarak da bilinir. Her türlü iskemik olayda gözlenir.
• Likefaksiyon  nekroz: Erime nekrozudur. Doku enzimler sayesiyle silinir. En çok beyin dokusunda ve apselerde gözlenir.
• Kazeöz nekroz: Peynirleşme nekrozu olarak da bilinir. Tüberküloz hastalığında ortaya çıkar.
• Yağ nekroz: Yağ dokusunu kendisini oluşturan yapı taşlarına ayrılır. Kalsiyum yağ asitleriyle birleşerek yağ hücrelerinde sabunları oluşur.
• Kangrenöz nekroz: Büyük ve derin yaralanmalarda dokuya bağlanan bakterilerle oluşur.
• Fibrinoid nekroz: Bağ dokusunda ve damarlarda görülür. Bu damarlarda fibrin benzeri proteinler birikir.

APOPTOZ NEDİR?

Apoptoz, programlanmış hücre ölüm tipi olarak adlandırılır. Yani genlerle kontrol edilir. Organizmada homeostaziyi koruyan bir olaydır. Apoptotik mekanizmalar ve programlı hücre ölümleri tüm yaşam boyunca vardır. Apoptoz terimi J.F.K. Kerr tarafından,1972’de tanımlanmıştır.

el ve ayak oluşumu sırasında apoptoz gözlenir

Apoptozla ilgili çalışmalar ilk olarak basit yapılı ve tek hücreli olan Caenorhabditis elegans nematodu kullanılmıştır. Bu çalışmalar sayesiyle Sydney Brenner, Robert Horvitz ve John E. Sulston adlı bilim adamları 2002’de nobel ödülü almışlardır. Bu nematodlarda ced-3, ced-4 ve ced-9 apoptozu kontrol etmektedir. ced-3 ve ced-4 genlerini mutasyon ile inaktif ederek, apoptozun meydana gelmediğini ve ölmesi gereken hücrelerin yaşadığını görmüşlerdir. Böylelikle ced-3 ve ced-4 genlerinin apoptozu uyardıklarını ced-9 geni ise ölüme karşı koruyan gen olduğu belirlenmiştir. Bu genlerin insan genomundaki karşılığı ced-3 için kaspaz, ced-4 için Apaf-1 ve ced-9 için Bcl-2 olduğu tanımlanmıştır.

kurbağalarda kuyruk kaybolmasında apoptoz gözlenir

APOPTOZ GÖRÜLEN DURUMLAR

Doğum öncesi (embriyonik) dönemde görülen apoptoz

• memeli üyelerde, el ve ayak parmakları arasındaki ara dokunun ortadan kalkmasında
• merkezi sinir sisteminin şekillenmesinde
• kan damarlarının sayısının azaltılmasında
• fetüsün cinsel gelişimi sırasında
• kurbağalarda kuyruk kaybolmasında (metamorfoz sırasında)

Doğum sonrası (postnatal) dönemde görülen apoptoz

• kemik iliğinde kan üretiminin dengede tutulması
• menstruasyon sırasında endometriyumun fonksiyonel tabakasının dökülmesi
• Korpus luteumun involusyonu
• Sütten kesilen dişilerin meme bezlerinde
• kastrasyon yapılan erkeklerin prostat bezlerinde de apoptoz gözlenir

Patolojik durumlarda görülen apoptoz

• diyabet
• alzheimer hastalığı
• parkinson hastalığı
• bağışıklık sistemi hastalıkları
• viral enfeksiyonlar
• AIDS
• tümör oluşumu
• oksidatif stres
• alkolizm
• X ışınları ve radyasyon canlıda apoptoza neden olur.

APOPTOZ HANGİ KONULARDA KULLANILABİLİR?

Yeni bir kavram olan apoptoz, yaşamdaki temel mekanizmalardan birisidir. Bu yüzden hastalıkların tedavisinde ve hastalıkların nedenlerini araştırılmasında büyük bir etkendir.

• Malignite patogenezi ve etiyolojisinin tanımlanmasında
• Kanser tedavisi
• Hormon tedavisi
• Tümörün tedaviye yanıtın saptanması
• Yaşlanmanın önlenmesi
• Astım tedavisinde yeni yöntemlerin geliştirilmesinde
• AIDS’de kullanılabilir.

OTOFAJİ NEDİR?

Son yapılan çalışmalarda morfoloji ve biyokimyasal özelliklere sahip hücre ölüm tipleri de fark edilmiştir. Bu otofajik hücre ölüm durumudur. Otofaji, besin yokluğunda ve hücresel stres durumunda ortaya çıkar. Moleküllerin geri dönüşümünü sağlayarak anabolik ve katabolik hücre fonksiyonlarını dengeler. Otofaji hayatta kalma mekanizması olarak düşünülmektedir.

elektron mikroskobunda lizozom görüntüsü

Hücrede proteinleri, karbonhidratları ve lipitleri sindiren enzimleri içeren bir organel vardır. Bu organele lizozom adı verilir. Belçikalı bilim adamı Christian de Duve 1974’te lizozom keşfiyle nobel fizyoloji veya tıp ödülünü almıştır. İlerleyen çalışmalarda lizozomların içinde, bazen bütün organellerin olabileceğini gözlemlediler. Hücrenin bu büyük yükü lizozoma iletmek için bir uyarıya ihtiyacı vardır. Hücresel içerikleri bozmak için yeni bir hücre içi kese (vezikül) tipini ortaya çıkardılar. Bu vezikül tipi otofagozom (autophagosomes)  olarak adlandırıldı. Bu süreç “kendi kendini yeme” kavramı benzetildi. Hücre açlıkla karşı karşıya kaldığında enerji üretmek için hücre içindeki yapıları parçaladığını ifade etmek için bu kavram kullanılmıştır.

otofaji aşamaları

Bitkilerde, mantarlarda, bazı protistalarda ve bazı bakterilerde lizozoma karşılık olarak vakuol organeli bulunur.

Yoshinori Ohsumi, maya hücrelerini kullanarak otofajinin varlığını gösterdi. Ohsumi, parçalanma enzimleri bulunmayan ve mutasyona uğramış mayayı kültürledi. Aynı anda hücreyi açarak otofajiyi uyardı. Bu deneyin sonucunda, vakuoller bozulmamıştı ve içi otofagozomla doluydu.

lizozomlar içinde otofagozom adı verilen vesikül tipi gözlendi

Ohsumi, otofoji genlerini de ortaya çıkarmak istiyordu. Bunun için açlık sırasında ortaya çıkan birikmiş otofagozomlardan yararlandı. Bu birikim, otofaji için önemli olan genler inaktif olduğunda ortaya çıkmamalıydı. Ohsumi, maya hücrelerini mutasyona uğrattı ve böylelikle otofaji için gerekli olan genleri de tanımladı. Ohsumi sayesiyle otofajinin önemi anlaşıldı ve böylelikle 2016’da fizyoloji veya tıp alanında nobel ödülü kazandı.

OTOFAJİYİ NASIL KULLANABİLİRİZ?

Otofaji önemli fizyolojik olayları kontrol ettiğini biliyoruz. Hücresel bileşenlerin yenilenmesi için hızlı bir şekilde yakıt sağlayabilir. Enfeksiyondan sonra hücre içindeki bakterileri ve virüsleri ortadan kaldırabilir. Otofaji aynı zamanda embriyo gelişimine katkıda bulunur. Hücreler hasarlı organelleri ve proteinleri ortadan kaldırmak için de otofajiyi kullanır. Bu durum yaşlanmanın olumsuz etkilerini engellemek için önemli bir kontrol mekanizmadır.

Otofajinin bozulması sonucunda, parkinson hastalığı, tip 2 diyabet ve yaşlılarda görülen bozukluklarla ilişkilendirilmiştir. Bu alandaki çalışmalar, otofaji mekanizmalarının önemini gösterir. Otofaji iyi anlaşılarak, hastalık tanım ve tedavilerinde kullanılabilir. Otofajinin etkinliğini artırarak ömrün uzamasına yol açabilir.

Kaynak;

• www.nobelprize.org
• Ankara Sağlık Hizmetleri Dergisi, Cilt 15, Sayı 2, 2016
• TORAKS DERGiSi • CiLT 2, SAYI 1 • NiSAN 2001
• http://dergipark.gov.tr ARŞİV 2011; 20: 145, Arş. Gör. Gülfidan COŞKUN, Yrd.Doç.Dr. Hülya ÖZGÜR