В самом начале апоптоза клетка уменьшается в размерах, цитоплазма ее уплотняется (загустевает), поскольку вода выходит наружу, запускается процесс разрушения белков собственными ферментами клетки. Затем происходит расщепление молекул ДНК на большое количество фрагментов, в результате ядро клетки (место хранения ДНК) распадается на несколько частей. Цитоплазма уплотняется все сильнее и сильнее, клеточная мембрана впячивается внутрь, клетка «сморщивается».
Разрушение идет полным ходом, в определенный момент клетка распадается на фрагменты, называемые «апоптозными тельцами», которые поглощаются окружающими здоровыми клетками.
При некрозе клетка не сморщивается, а набухает и лопается. Внутриклеточное содержимое, излившись наружу, вызывает воспалительные процессы.
Обратите внимание – при некрозе клетка разлагается, а вредные конечные продукты этого разложения выводятся из организма, оказывая «попутно» повреждающее (воспаление) и отравляющее действие на организм. При апоптозе ничего вредного для организма не образуется, внутриклеточное содержимое наружу не изливается, поскольку все фрагменты, на которые распадается клетка при апоптозе, окружены мембраной. Погибшая клетка становится «едой» для соседок, такой вот физиологический клеточный каннибализм.
Апоптоз имеет очень важное значение для организма. Про то, что он является препятствием для развития опухолевых процессов, уже было сказано. Но это только одна грань.
Апоптоз обеспечивает правильное развитие плода. Нарушение апоптоза во внутриутробном периоде приводит к появлению различных аномалий…
Апоптоз обеспечивает поддержание постоянства клеточного состава в тканях…
Апоптоз обеспечивает отторжение эндометрия во время менструального цикла и уменьшение молочных желез после прекращения лактации…
Впрочем, все процессы, в которых играет роль апоптоз, перечислять нет смысла, это слишком долго. Представление о масштабах апоптоза можно создать при помощи одной цифры – в организме взрослого человека в результате апоптоза ежесуточно уничтожается примерно 60 000 000 000 клеток. Шестьдесят миллиардов в сутки! Почти семьсот тысяч в секунду!
Апоптоз регулируется рядом факторов, в том числе и гормонами, о роли которых мы поговорим поподробнее.
Интересная особенность – неспецифические факторы, стимулирующие апоптоз (температура, свободные радикалы и др.) при усилении своего воздействия, то есть при увеличении дозы агента, получаемой организмом, приводят к развитию некроза. В малых дозах вызывают апоптоз, в больших – некроз, такое вот «коварство». Гормоны же некроза не вызывают, изменение их количеств может вызывать бо́льшую стимуляцию или большее угнетение апоптоза, но ни в коем случае не некроз.
С гормональной регуляцией апоптоза врачи столкнулись еще до того, как это явление было открыто и изучено.
Началось все с хирургии. Было замечено, что хирургическое удаление эндокринной железы приводит к массовой инволюции органов-мишеней. Инволюция (в переводе с латыни – «свертывание») – это обратное развитие органов, упрощение их строения и снижение их функций. Примером может служить инволюция матки после родов или, скажем, атрофия какого-либо органа в процессе естественного старения.
В былые времена знаний по эндокринологии было накоплено немного, но то, что яички управляют половой функцией, человечество открыло еще в древние времена. Кастрация, как утверждают историки, является одной из самых первых хирургических операций. Так вот, в девятнадцатом веке врачи, проводившие вскрытия трупов, обнаружили, что у всех мужчин, при жизни перенесших кастрацию, предстательная железа со временем атрофируется, уменьшается. Это уменьшение буквально бросалось в глаза, поскольку у всех остальных мужчин предстательная железа с возрастом увеличивается. Был сделан вывод о том, что яички каким-то образом вызывают разрастание ткани предстательной железы или же препятствуют ее инволюции. Нетрудно было догадаться, что речь идет о каких-то веществах, выделяемых яичками в кровь, ведь именно кровь связывала яички с предстательной железой.
Великий сыщик Шерлок Холмс утверждал, что тот, кто умеет задавать правильные вопросы, получает на них правильные ответы. Со временем выяснилось, что андрогены подавляют апоптоз клеток предстательной железы. А вот апоптоз для фолликулярных клеток яичников те же андрогены стимулируют. Логично? Логично – мужским половым гормонам следует создавать благоприятные условия для разрастания мужских органов и неблагоприятные – для женских (слова «благоприятные» и «неблагоприятные» употреблены шутки ради и реального положения дел не отражают).
Гормоны могут по-разному влиять не только на апоптоз различных клеток, но на апоптоз одних и тех же клеток в зависимости от их возраста (стадии развития клетки). Так, например, эстрогены угнетают апоптоз клеток слизистой оболочки матки в начале менструального цикла и стимулируют его в конце цикла, когда происходит отторжение клеток. А прогестерон, как гормон беременности, подавляет апоптоз клеток слизистой оболочки матки в конце цикла.
Вы еще не забыли про остеокласты – клетки-разрушители костной ткани? Эстрогены не только угнетают развитие и активность остеокластов, но и стимулируют их апоптоз.
«Был бы человек, а статья для него найдется», – шутят бывалые следователи и оперативники. Примерно то же самое можно сказать и о гормонах. Большинство их можно обвинить в убийстве – в стимуляции апоптоза тех или иных клеток нашего организма.
Главным побочным действием комбинированных оральных контрацептивов, содержащих эстрогены и прогестины (синтетические аналоги прогестерона), является бесплодие, которое может возникать у молодых женщин, принимающих оральные контрацептивы с раннего возраста и в течение длительного времени. Как по-вашему, почему так происходит? Потому что прогестины стимулируют апоптоз эпителиальных клеток яичников (то есть – клеток, выстилающих внутреннюю поверхность фолликула).
Возрастная физиологическая атрофия органа – вилочковой железы, половых желез, костей, мышц, кожи, межпозвонковых хрящей и др. – является следствием снижения выработки гормонов, угнетающих апоптоз в данном органе. Количество гормона снизилось – клетки начали самоуничтожаться в бо́льших количествах – вот вам и атрофия.