Apoptosi vs. Necrosi

Mentre l' apoptosi è una forma di morte cellulare che è generalmente innescata da normali e sani processi nel corpo, la necrosi è la morte cellulare che è innescata da fattori esterni o malattie, come traumi o infezioni. L'apoptosi, che può anche verificarsi come meccanismo di difesa durante i processi di guarigione, è quasi sempre normale e benefica per un organismo, mentre la necrosi è sempre anormale e dannosa. Sebbene la necrosi venga studiata come una possibile forma di morte cellulare programmata (cioè un processo a volte naturale), in questo momento è considerata un processo di morte cellulare "non programmato" (innaturale). Come forma generalmente sana del ciclo di vita di una cellula, l'apoptosi raramente richiede qualsiasi forma di trattamento medico, ma la necrosi non trattata può portare a gravi lesioni o persino alla morte.

Tabella di confronto

Tabella di confronto tra apoptosi e necrosi
L'apoptosi Necrosi
introduzioneL'apoptosi, o morte cellulare programmata, è una forma di morte cellulare che è generalmente innescata da normali processi sani nel corpo.La necrosi è la morte prematura di cellule e tessuti viventi. Sebbene la necrosi venga studiata come possibile forma di morte cellulare programmata, al momento è considerata un processo di morte cellulare "non programmato".
NaturaleCausato da fattori esterni alla cellula o al tessuto, come infezione, tossine o traumi.
effettiDi solito benefico. Anormale solo quando i processi cellulari che mantengono in equilibrio il corpo causano troppe morti cellulari o troppo poche.Sempre dannoso
ProcessiSbavatura di membrana, restringimento delle cellule, collasso nucleare (frammentazione nucleare, condensazione della cromatina, frammentazione del DNA cromosomico), formazione del corpo apoptopico. Quindi, inghiottire dai globuli bianchi.Rottura della membrana, veleni respiratori e ipossia che causano deplezione di ATP, collasso metabolico, gonfiore e rottura delle cellule che portano all'infiammazione.
SintomiDi solito nessun sintomo evidente legato al processo.Infiammazione, riduzione del flusso sanguigno nel sito interessato, morte dei tessuti (cancrena).
Le causeSegnali auto-generati in una cella. Parte generalmente naturale della vita, la continuazione del ciclo cellulare iniziata dalla mitosi.Infezioni batteriche o fungine, proteine ​​denaturate che impediscono la circolazione, infezioni fungine e micobatteriche, pancreatite, depositi di antigeni e anticorpi combinati con fibrina.
Trattamento medicoMolto raramente ha bisogno di cure.Richiede sempre cure mediche. La necrosi non trattata è pericolosa e può portare alla morte.

Processi apoptotici e necrotici

Sia l'apoptosi che la necrosi possono essere viste come parte di uno spettro di eventi biochimici condivisi che provocano entrambi una forma di morte cellulare.

L'apoptosi, o morte cellulare programmata (PCD), provoca il restringimento delle cellule, lo sviluppo di macchie (punti simili a bolle) sulla membrana cellulare, la degradazione dei materiali genetici e proteici nel nucleo e la rottura dei loro mitocondri, liberando così il citocromo. I frammenti sono ciascuno avvolto nella propria membrana, con altri prodotti chimici (come ATP e UTP) rilasciati liberamente. Queste sostanze chimiche portano i macrofagi - corpi che mangiano cellule - a trovare ed eliminare le cellule morte e i loro frammenti. Questo messaggio "mangiami" è attivato da un fosfolipide normalmente inerte nella membrana cellulare e i macrofagi a loro volta rilasciano citochine che inibiscono le risposte infiammatorie.

Al contrario, le cellule necrotiche si gonfiano o possono formare vacuoli sulla loro superficie, con strutture interne che si espandono o si restringono rapidamente, distruggendo i processi cellulari e le strutture chimiche. Il rilascio non regolato del citocromo e del fosfolipide della membrana cellulare (chiamato fosfatidilserina) provoca reazioni immediate nei tessuti circostanti, portando a gonfiore (infiammazione) ed edema; spesso provoca anche la morte di altre cellule attraverso l'apoptosi. A differenza dell'apoptosi, le cellule necrotiche non sono colpite dai macrofagi per la pulizia dei loro detriti cellulari, quindi gli effetti della rottura cellulare possono diffondersi rapidamente e in tutto il corpo per lunghi periodi di tempo.

Input di energia

L'apoptosi dipende dall'energia, nel senso che richiede l'input da una cellula affinché si verifichi la morte cellulare, portando al termine "suicidio cellulare". La necrosi non richiede alcun input di energia da una cellula, poiché fattori esterni o infezioni localizzate sono ciò che scatena la necrosi.

caspases

Per le vie apoptotiche che causano il suicidio cellulare, i segnali molecolari primari sono proenzimi inattivi chiamati caspasi. La necrosi a volte fa uso di caspasi, ma in misura molto minore, e spesso il processo non ne fa uso, poiché una cellula stessa viene distrutta in modo incontrollato durante eventi necrotici. Ad esempio, la necrosi è il processo dietro alla morte, o tessuto necrotico, che circonda, per esempio, un morso di ragno velenoso.

La ricerca ha identificato ben 13 caspasi, ampiamente classificati come iniziatori, effettori o carnefici (quelli che innescano direttamente la morte cellulare) e infiammatori. Nonostante ciò che possa sembrare, le caspasi infiammatorie in realtà inibiscono l' infiammazione. Poiché la necrosi manca dell'input infiammatorio della caspasi, l' infiammazione è sempre presente nella morte cellulare necrotica .

Sintomi apoptotici e necrotici

Necrosi a seguito di un morso da un ragno marrone recluso.

Poiché l'apoptosi è una parte normale dell'equilibrio cellulare di un organismo, non ci sono sintomi evidenti correlati al processo. Al contrario, la necrosi è un cambiamento incontrollato nell'equilibrio cellulare di un organismo, quindi è sempre dannoso, con conseguenti evidenti sintomi negativi.

La necrosi è accompagnata nelle sue fasi iniziali dall'infiammazione, poiché vengono rilasciati componenti (tra cui strutture cellulari, citoplasma e DNA / RNA) delle cellule rotte o danneggiate. A un organismo, questo flusso non regolato di proteine, sostanze chimiche e materiale genetico innesca risposte di emergenza, come l'infiammazione per proteggere i tessuti circostanti, nonché un aumento della produzione di globuli bianchi, macrofagi e cellule T per combattere le infezioni. Queste reazioni sono spesso accompagnate da un aumento del metabolismo e dalla febbre, che può portare a stanchezza e un sistema immunitario complessivamente indebolito.

Se non trattati, i tessuti necrotici perderanno la vascolarizzazione, il che significa che perderanno il flusso sanguigno e quindi inizieranno a morire. Quando ciò accade, la necrosi si chiama cancrena, una condizione in cui il tessuto alla fine muore e deve essere rimosso per impedire l'espansione della necrosi.

Quando l'apoptosi non è salutare

L'apoptosi diventa anormale solo quando i processi cellulari che mantengono il corpo in equilibrio causano troppe morti cellulari o ne causano troppo poche. Si ritiene che molte malattie autoimmuni, come la distrofia muscolare e l'Alzheimer, siano correlate a un'apoptosi eccessiva, causando la morte delle cellule muscolari o nervose prima del tempo. Le cellule che crescono senza controllo, il che significa che l'apoptosi non sta accadendo abbastanza spesso, di solito portano a tumori, che a loro volta possono diventare cancerosi.

Cause generali di apoptosi e necrosi

Esistono tre meccanismi che causano la morte cellulare:

  1. Segnali auto-generati in una cellula, che possono derivare da età, infezione, mitosi irregolare (divisione cellulare) o altre cause. Questo meccanismo è noto come via intrinseca o mitocondriale, mentre i seguenti due tipi di morte cellulare sono vie estrinseche.
  2. L'attivazione di attivatori della morte, recettori sulla superficie di una cellula che rispondono a segnali esterni come ormoni o altri messaggeri chimici.
  3. Innesco esterno da parte di specie reattive dell'ossigeno, come i radicali liberi, che sono pericolosi per il corpo.

In generale, l'apoptosi fa parte della vita, la continuazione del ciclo cellulare iniziata dalla mitosi. Tuttavia, l'apoptosi può essere innescata da una varietà di stimoli dannosi, come calore, radiazioni, mancanza di ossigeno (ipossia), droghe e traumi, tra gli altri. In questi casi, l'apoptosi libera il corpo dalle cellule danneggiate o cellule che non possono più funzionare normalmente e aiutano a guarire le aree danneggiate. Gradi più elevati di danno dagli stessi stimoli possono portare alla necrosi. Ad esempio, un'ustione lieve può causare una piccola vescica che guarisce in una settimana, ma un'ustione di terzo grado provoca necrosi nell'area interessata.

L'apoptosi può anche essere causata da cambiamenti ormonali e chimici nel corpo, un processo più spesso visto nello sviluppo embrionale. Sia il sistema immunitario che il sistema nervoso si sviluppano con una grande sovrapproduzione di cellule che si riducono prima della nascita attraverso processi selettivi effettuati dall'apoptosi. Ad esempio, i feti sviluppano mani e piedi senza cifre individuali; una volta rilasciato un messaggero chimico, il tessuto palmato tra le dita e le dita dei piedi muore, separando ogni cifra. Un processo simile si verifica con la differenziazione sessuale, poiché gli ormoni guidano lo sviluppo fetale per sopprimere o eliminare determinati tessuti e strutture a favore dello sviluppo di altri. D'altra parte, se è presente necrosi durante lo sviluppo del feto, è spesso necessaria una qualche forma di intervento medico e possono verificarsi deformazioni o aborti spontanei.

Tipi di necrosi e loro cause

Nella necrosi, la morte di una cellula è solitamente causata da una rottura improvvisa e incontrollata basata su due meccanismi:

  1. Interferenza con l'apporto energetico della cellula (sangue, plasma, ossigeno, ecc.).
  2. Danno diretto alla membrana cellulare.

La necrosi è classificata in cinque modi, a seconda della causa:

  1. Le infezioni batteriche o fungine possono causare necrosi liquefattiva. Questa è la necrosi che include la massa liquefatta del tessuto morto noto come "pus".
  2. La necrosi che deriva da proteine ​​denaturate che impediscono la corretta circolazione è chiamata necrosi coagulativa. Questo tipo si vede più spesso nel cuore dopo un infarto, così come nei reni e nelle ghiandole surrenali.
  3. Le infezioni fungine e micobatteriche, come la tubercolosi, possono causare necrosi gassosa. Questa combinazione di necrosi liquefattiva e coagulativa è causata da cellule morte che non sono completamente digerite dai microfagi; lasciano un residuo granulare che impedisce la circolazione.
  4. La necrosi che si verifica solo nei tessuti adiposi è chiamata necrosi grassa. La forma più comune di questa necrosi è associata a pancreatite, grave infiammazione del pancreas.
  5. I depositi di antigeni e anticorpi combinati con la fibrina possono aderire ed eventualmente bloccare le arterie e distruggere la loro struttura. Questo si chiama necrosi fibrinoide.

Trattamento

L'apoptosi e la necrosi sono trattate in modi molto diversi, principalmente in base al fatto che un processo è spesso normale e l'altro è palesemente anormale.

Sebbene sia stato identificato gran parte del processo di apoptosi, i meccanismi e la cascata di attivazione non sono ancora stati completamente compresi. La ricerca sui percorsi è diffusa e in espansione poiché le scoperte cliniche hanno applicazioni dirette a malattie autoimmuni, come il Parkinson, Huntington, la sclerosi laterale amiotrofica e l'HIV / AIDS, così come quasi tutti i tipi di cancro. Poiché l'apoptosi è un processo di salute e malattia, più si comprende, maggiori sono le possibilità di sviluppare trattamenti più efficaci e mirati. In tutti i casi, la necrosi non trattata è pericolosa e può portare alla morte.

Nel caso di malattie autoimmuni, dove l'apoptosi sta causando troppe morti cellulari, il trattamento consiste nell'inibire i fattori scatenanti della caspasi o nel ridurre i fattori scatenanti esterni che possono far precipitare l'aumento dei suicidi cellulari. Per il cancro è necessario il contrario, quindi il trattamento per indurre l'apoptosi nelle cellule tumorali, rendendo le cellule più vulnerabili ai farmaci e alle radiazioni, è una parte fondamentale della maggior parte delle terapie. Un nuovo promettente trattamento prevede l'acido dicloroacetico composto generico (DCA), che si è dimostrato altamente efficace nel "riaccendere" l'apoptosi in alcuni tumori cancerosi.

I trattamenti comuni per la necrosi sono:

  1. Antibiotici / FANS: combattono la natura infettiva e infiammatoria della necrosi e sono spesso la prima linea di difesa contro il suo danno. In casi estremi, possono essere prescritti farmaci immunosoppressori per ridurre la risposta infiammatoria.
  2. Debridement: rimozione del tessuto morto, dalla semplice pulizia dell'area alla chirurgia, compresa l'amputazione. Le larve di mosca (vermi) sono anche usate abbastanza efficacemente in alcune forme di debridement.
  3. Antiossidanti: possono essere usati per trattare i tessuti necrotici interni, spesso legati all'ischemia, il risultato finale della perdita di vascolarizzazione del tessuto cardiaco dopo un infarto (infarto).

avvenimento

Con oltre 50 miliardi di cellule che muoiono naturalmente in un corpo umano adulto ogni giorno, l'apoptosi è molto comune e in genere benigna, se non del tutto benefica. La necrosi è relativamente rara a confronto, e il grado di morte cellulare dipende in larga misura dall'applicazione di trattamenti efficaci, come antibiotici e farmaci antinfiammatori.

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