Vypracovane-otazky-ke-zkousce

Obr. : Zjednodušené schéma signální dráhy apoptózy po stimulaci TRAIL

Až dosud byly popsány tři cesty navození apoptózy pomocí CD 95. První zahrnuje přídatný protein FADD a proenzym kaspasy 8, u druhé je přídatným proteinem Daxx, který indukuje tzv. JNK-cestu (JNK = c-Jun N-terminální kinasa) aktivace kaspas a u třetí cesty jsou přídatnými molekulami RIP a RAIDD, které aktivují kaspasu 2.

Vlastní proces apoptózy nastává proteolýzou intracelulárních bílkovin pro buňku životně důležitých. Enzymy, které tuto proteolýzu katalyzují (nebo aktivují jiné efektorové molekuly), se nazývají kaspasy (Cytosolic Aspartate-Specific cystein Proteases = CASPASE). Kaspasy jsou členy ICE rodiny (Interleukin-1b Converting Enzyme) cysteinových proteinas; až dosud jich bylo identifikováno 14 (kaspasa 1 až kaspasa 14). Nalézají se v cytosolu v inaktivní formě (prokaspasy). Kaspasy 2, 8, 9 a 10 jsou označovány jako „signalizující“, protože jejich dlouhá prodoména umožňuje asociaci s receptory na povrchu buňky jako je FAS (CD95), TNF-R1 (CD120a) a DR-3 nebo CARD doména. Aktivaci může zahájit buď induktivní signál nebo ztráta inhibujících signálů. Kaspasy hrají klíčovou úlohu v efektorové fázi apoptózy. Hlavními cílovými molekulami jsou cytoplasmatické a jaderné proteiny jako keratin 18, poly-ADP-ribosa-polymerasa (PARP) a laminy. Nadměrná exprese kaspasy 3 navozuje apoptózu.

Aktivace kaspas proapoptotickými cytokiny TNFa a Fas ligandem se děje oligomerizací cytoplasmatické části cytokinového receptoru CD 95 za vzniku proteinového komplexu s přídatným proteinem FADD a proenzymovou formou kaspasy 8. Kaspasa 8 (=FLICE/Mach 1) je tímto komplexem aktivována a svojí aktivní formou aktivuje další kaspasy.

Další apoptózový mechanismus předpokládá alteraci mitochondriální membrány: Inhibující signál reguluje funkci mitochondriálních kanálů pro ionty a vodu. Potlačení supresivního signálu (antiapoptózové cytokiny nejsou k dispozici) navodí neschopnost kanálů udržovat normální iontový potenciál mezi vnitřkem a vnějškem mitochondrií. Kolaps transmembránového potenciálu zvýší permeabilitu mitochondriální membrány otevřením jejích pórů, což způsobí nabobtnání mitochondrií. Vnitřní mitochondriální membrána má větší povrch než membrána vnější, proto nabobtnání postihne především vnitřní membránu, což způsobí ruptury membrány vnější a rozrušení respiračního řetězce s následným uvolněním cytochromu c z intermembránového prostoru. Cytochrom c tak vede život Jekylla a Hyda (na jedné straně nutný pro buněčnou respiraci, na druhé straně účastníkem záhuby buňky).

Obr.: Blokové schéma dějů při navození apoptózy

Obr.: Schéma aktivace efektorových kaspas

V současnosti jsou známy dvě teorie uvolnění cytochromu c z mitochondrií: První zvaná „otevření megakanálu PTP“ (Permeability Transition Pore) vysvětluje, že otevření tohoto kanálu způsobí průnik solutů a vody do mitochondrie, což má za následek rupturu membrány a vyplavení mitochondriálních enzymů, včetně cytochromu c, do cytoplasmy. Zdá se, že PTP obsahuje proteiny obou mitochondriálních membrán (ANT= adeninnukleotid-translokátor, který je na vnitřní membráně, a VDAC = napěťově dependentní aniontový kanál, který je na membráně vnější). Oba proteiny vzájemně spolupracují a umožňují tak propustnost molekul o Mr menší než 1500. Tento model však nevysvětluje všechny formy apoptózy; u některých jsou totiž mitochondrie morfologicky nezměněny.