Apoptose

Qualitätssicherung von Dr. med. Nonnenmacher am 12. November 2016
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In der körpereigenen Apoptose leitet der Körper den Zelltod einzelner eigener Körperzellen ein.

In jedem Organismus findet dieser Prozess statt, um den Körper von kranken, gefährlichen und nicht mehr notwendigen Zellen zu befreien.

Störungen der körpereigene Apoptose können zu verschiedenen Erkrankungen wie Krebs oder Autoimmunerkrankungen führen.

Inhaltsverzeichnis

Was ist die Apoptose?

Der programmierte Zelltod von Körperzellen wird als körpereigene Apoptose bezeichnet. Dabei sterben Körperzellen ab, die der Organismus nicht mehr braucht oder die für ihn gefährlich werden können.

Innerhalb einer jeden Zelle befinden sich inaktive Selbstmordfaktoren, die dann aktiviert werden, wenn die Apoptose eingeleitet werden soll. Im Gegensatz zur Nekrose ist die Apoptose jedoch ein programmierter Zelluntergang. Bei diesem Vorgang gelangen keine Zellbestandteile nach außen.

Vor Beginn der Apoptose werden die entsprechenden Zellen zunächst vom Zellverband des Gewebes getrennt. Dann beginnt ein innerzellulärer Abbau des Chromatins, der Proteine und der Zellorganellen, wobei die Zelle schrumpft.

Nach außen hin findet eine Blasenbildung der Zellmembran statt. Die verbleibenden Zellbestandteile werden sofort durch Phagozyten entsorgt. Der gesamte Prozess der körpereigenen Apoptose lässt nur bestimmte Zellen absterben. Das Nachbargewebe wird in der Regel nicht beeinträchtigt.

Funktion & Aufgabe

Die körpereigene Apoptose ist ein unbedingt lebensnotwendiger Prozess für den Organismus. Sie sorgt für die ungestörte Funktion gesunder und funktionsfähiger Zellen. Die Apoptose findet während des gesamten Lebens statt. Besonders während der Entwicklung des Organismus muss die ständige Auswahl von Körperzellen gewährleistet sein. Die Ausdifferenzierung der Körperorgane könnte ohne gleichzeitige Apoptose nicht exakt funktionieren. Zwischen Bildung und Absterben von Zellen muss jedoch immer ein gewisses Verhältnis bestehen.

In einem erwachsenen Organismus befinden sich Zellbildung und Zellabbau im Gleichgewicht. Alte Zellen werden durch junge Zellen ersetzt. Neue Zellen entstehen nur durch Zellteilung. Gäbe es keine Apoptose, würde sich die Anzahl der Zellen immer weiter vermehren. Daher ist es notwendig, dass ständig auch Zellen gezielt absterben.

Der programmierte Zelltod von Körperzellen wird als körpereigene Apoptose bezeichnet. Dabei sterben Körperzellen ab, die der Organismus nicht mehr braucht.

In der Wachstumsphase sorgt die Apoptose dafür, dass sich nur diejenigen Zellen weiter vermehren, die dem Organismus nützen. In kranken, alten und weniger wirksamen Zellen wird das Suizidprogramm aktiviert. So sterben beispielsweise zur Gewährleistung der richtigen Verschaltungen im Gehirn bereits vor der Geburt bis zu 50 Prozent aller Nervenzellen wieder ab. Im erwachsenen Organismus dient die Apoptose unter anderem zur Kontrolle der Zellzahl und der Größe der Organe, zum Abbau schädlicher und unnötiger Zellen des Immunsystems, zur Verjüngung von bestimmten Geweben, zur Eliminierung entarteter Zellen oder zur Selektion von Keimzellen.

Bisher wurden zwei Wege zur Einleitung einer Apoptose entdeckt. Dabei wird zwischen Apoptose vom Typ I und vom Typ II unterschieden. Bei der Apoptose vom Typ I, auch extrinsischer Weg genannt, erfolgt die Einleitung des Prozesses von außen durch die Bindung eines Liganden an einen Rezeptor der TNF-Rezeptorfamilie. Der zweite Weg (intrinsischer Weg) beginnt innerhalb der Zelle und wird unter anderem durch eine Schädigung der DNA ausgelöst. In beiden Fällen wird eine Kaskade von Enzymen (Caspasen) initiiert, die für den Abbau körpereigener Organellen, Proteinen und Chromatin verantwortlich sind.

Die anschließende Beseitigung der Zellbestandteile durch Fresszellen (Phagozyten) verläuft im Gegensatz zur Entsorgung von nekrotischen Zellen ohne Entzündungsprozesse.

Das Gleichgewicht zwischen kontrolliertem Zelltod, der permanenten Zellerneuerung und der Entfernung der abgestorbenen Zellbestandteile ist für den Organismus von existenzieller Bedeutung. Die Störung dieses Gleichgewichtes kann zu schweren gesundheitlichen Problemen führen.

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Krankheiten & Beschwerden

Störungen in der körpereigenen Apoptose spielen bei vielen Erkrankungen wie Krebs, Autoimmunerkrankungen oder Viruserkrankungen eine Rolle. Wird beispielsweise eine Körperzelle mit einem Virus befallen, beginnt sie aufgrund des Einbaus von Virus-Genom in die DNA sofort mit der Produktion von weiteren Viren. Meist reagieren die befallenen Zellen mit Apoptose.

Um das zu verhindern, haben viele Viren eine Gegenstrategie entwickelt. Sie programmieren die Zelle oft so um, dass diese apoptosehemmende Substanzen produzieren. Die Zelle stirbt nicht ab und erzeugt immer mehr Viren, welche wiederum andere Zellen befallen. Antivirenmittel sollen genau an dieser Stelle in den Mechanismus eingreifen.

Manchmal werden nicht nur die von Viren befallenen Zellen eliminiert, sondern auch das benachbarte Gewebe. Dieser überschießende Effekt ist unter anderem auch die Erklärung für die ausgedehnten Leberschäden bei Virus-Hepatiden, obwohl nur wenig Leberzellen von Viren befallen werden.

Bei Autoimmunerkrankungen wiederum greifen Immunzellen körpereigene Zellen an und vernichten sie. Auch hier spielen fehlerhafte Prozesse in der Apoptose eine Rolle. Der Thymus stellt das Kontrollorgan für Immunzellen dar. Alle Lymphozyten besitzen spezielle Rezeptoren, die nur auf bestimmte Antigene reagieren. Im Thymus wird geprüft, mit welchen Antigenen sich die Rezeptoren binden. Reagieren sie mit körpereigenen Antigenen, wird die entsprechende Zelle aussortiert und über eine Apoptose zum Absterben gebracht. Funktioniert der Auswahlprozess nicht ordnungsgemäß, kommen zu viele autoaggressive Immunzellen durch und rufen später eine Autoimmunerkrankung hervor.

In einem anderen Mechanismus wurde entdeckt, dass die abgestorbenen Zellen zu langsam durch Fresszellen entfernt werden. Die in der Zwischenzeit reagierenden Immunzellen greifen auch gesunde Zellen an. Bei Krebs wiederum ist die Apoptose reduziert, sodass nur noch Zellerneuerung ohne programmierten Zelltod stattfindet.

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