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2.3 Apoptose

Die Apoptose (der programmierter Zelltod) ist der Mechanismus für das geordnete Absterben einer einzelnen Zelle. Das Gegenteil der Apoptose ist die Nekrose, die zum ungeordneten Zelltod führt. Die molekulare Grundlage der Apoptose ist ein in jeder Zelle multizellulärer Organismen angelegtes Programm, das durch verschiedene extra- oder intrazelluläre Stimuli aktiviert werden kann und zum geordnetern Absterben der Zelle führt, ohne dass eine lokale Entzündungsreaktion ausgelöst wird.

Rezeptoren (extrinsischer Signalweg)

Die Interaktion von membranständigen Apoptose-Rezeptoren und deren entsprechenden Liganden ist ein extrem gut kontrollierter Mechanismus, um rasch und selektiv über Leben und Tod einer einzelnen Zelle in höheren Organismen entscheiden zu können. Eine ganze Reihe von Rezeptoren ist in der Lage ein Zelltodsignal in die Zelle zu übermitteln. Am besten sind bisher Todesrezeptoren der Tumornekrosefaktor-(TNF-) Rezeptorenfamilie untersucht, die über eine intrazelluläre homologe Todesdomäne verfügen. Unter Vermittlung von Adaptermolekülen kommt es zur Aktivierung einer Gruppe proteolytischer Enzyme, der Caspasen und zur Aktivierung der Zelltodmaschinerie.

Apoptotische Signalkaskaden und Regulatorproteine.

Extrinsischer Pathway: Aktivierung von Caspase 8 durch Liganden von Todesrezeptoren, wie Fas oder TNFR1. Dann BCL2 vermittelter CytC Release, Caspase 9 Aktiverung und Caspase 3 Aktivierung. CAD Aktivierung.
Intrinsischer Pathway: Mitochondrienzertstörung und BCL2 vermittelter CytC Release. Dadurch Caspase 9 Aktiverung und Caspase 3 Aktivierung; CAD Aktivierung

Caspasen, Schaltstellen des Apoptoseprogramms

Im Zentrum der apoptotischen Maschinerie steht mit den Caspasen (Proteasen, die ein Cystein im aktiven Zentrum haben, und ihre Substrate stets an einem Aspartat erkennen) eine Gruppe von Proteasen, die sowohl an der Regulation als auch an der Exekution des Zelltods entscheidend beteiligt sind.

Caspasesubstrate

Das am besten charakterisierte Caspasesubstrat ist PARP (PolyAdenosindiphosphat-
Ribose-Polymerase), welches sehr früh in zwei Fragmente zerschnitten wird. PARP ist ein ATP-abhängiges DNA-Reparaturenzym, dessen Zerstörung notwendige Reparaturmechanismen unterbindet.

Regulatorproteine der Apoptose: bcl2-Familie

Die Proteine der bcl2-Familie spielen neben den rezeptorbindenden Adaptermolekülen eine zentrale Rolle bei der Regulation der Apoptose. Alle
Mitglieder besitzen mindestens eine der vier hochkonservierten Proteindomänen,
die im prototypischen Familienmitglied bcl-2 vorhanden sind, weshalb die Domänen auch bcl2-Homologie-Domänen (BH-Domänen) genannt werden. Die bcl2-Familie
kann in zwei Gruppen unterteilt werden: die pro- und antiapoptotischen
Familienmitglieder. Zu den antiapoptotischen Mitgliedern gehören bcl-2 und bcl-XL, zu den proapoptotischen Familienmitgliedern Bax und Bak.

Klinische Bedeutung

Bei vielen Krankheitsbildern spielt die Apoptose eine wichtige, wenn nicht zentrale Rolle in der Pathophysiologie. Dazu zählen Infektionen, Sepsis, Autoimmunerkrankungen und Neoplasien. Neuere pharmakologische Therapieansätze (z.B. PARP-Inhibitoren) greifen in die Mechanismen der Apoptose ein.

Bearbeiter: Peter Sinn
Letzte Änderung: 5.08.2012
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  2 Zellschädigungen  

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Apoptotische Signalkaskaden und Regulatorproteine.

Abb. 35: Extrinsischer und intrinsischer Pathway der Apoptose.

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2.3 Apoptose - Kurspräparate

Keine Kurspräparate zu diesem Thema.

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