Vol.12, No 1, 2005 pp. 6 - 11
UC 612.013
APOPTOSIS: PROGRAMMED CELL DEATH
AND ITS CLINICAL IMPLICATIONS
Goran Bjelaković1, Aleksandar Nagorni1, Marija Bjelaković2, Ivanka Stamenković1, Rade Arsić1, Vuka Katić3
1Department of Internal Medicine-Gastroenterology and Hepatology, 2Institute of Anatomy, 3Institute of Pathology,
  Medical Faculty, Niš, Serbia and Montenegro
  E-mail: goranb@junis.ni.ac.yu
Summary. The fact that cell death is not ultimately a bad thing came as a surprise to many researchers. Physiological cell death has been observed in various multicellular organisms. Apoptosis or programmed cell death is the predominant form of physiological cell death by which the organism eliminates unnecessary or damaged single cells. It is a major component of normal development and disease. Apoptosis is characterized by membrane blebbing, shrinkage of the cell, nuclear fragmentation and chromatin condensation. Organelles are preserved almost intact. Cell surface molecules change to assure that apoptotic cells will be immediately recognized and engulfed by neighboring cells or phagocytes leading to little or no inflammation. A wide variety of physiological and pathological stimuli can initiate apoptosis. They act via receptor mechanisms, through biochemical agents, or cause DNA and cell membrane damage. Death receptors that initiate apoptosis include the Fas receptor and the TNF receptor systems. After an appropriate stimulus, the first stage of apoptosis or "decision phase" is the genetic control point of cell death. This is followed by the second stage or "execution phase", which is responsible for the morphological change in apoptosis. The third stage is engulfment of the dying cell followed by degradation of the engulfed cell DNA. There are two overlapping signaling pathways leading to apoptosis, termed the intrinsic and extrinsic pathways. In the intrinsic, various stimuli, such as oxidative stress, lead to mitochondrial dysfunction and the release of pro-apoptotic factors. Ligand binding to cell surface death receptors, such as Fas, activates the extrinsic pathway. During the last decades the molecular mechanisms involved in disordered apoptosis were unraveled, suggesting that cancer, chronic disease, and fetal developmental abnormalities can occur as a result of disordered apoptosis.
Key words: Apoptosis, cell death, death receptors, caspases
APOPTOZA: PROGRAMIRANA ĆELIJSKA SMRT I NJEJE KLINIČKE IMPLIKACIJE
Kratak sadržaj: Činjenica da ćelijska smrt nije uvek loša stvar je bila iznenadjenje za mnoge istraživače. Fiziološka ćelijska smrt je zabeležena kod različitih višećelijskih organizama. Apoptoza, ili programirana ćelijska smrt je predominantna forma fiziološke ćelijske smrti, putem koje organizam eliminiše nepotrebne ili oštećene ćelije. Ona je glavna komponenta normalnog razvoja i bolesti. Apoptoza se karaktriše izbočenjem ćelijske membrane, skupljanjem ćelije, fragmentacijom jedra i kondenzacijom hromatina. Organele su skoro intaktne. Dolazi do promene ćelijskih površinskih molekula što osigurava da će apoptotična ćelija biti odmah prepoznata i fagocitovana od susednih ćelija, ne dovodeći do zapaljenja. Različiti fiziološki i patološki stimulusi mogu inicirati apoptozu. Oni deluju preko receptora, biohemijskih agernasa, ili dovode do oštećenja DNA i ćelijske membrane. Receptori 'smrti' koji iniciraju apoptozu obuhvataju Fas receptore i TNF receptor sistem. Posle odgovarajućeg stimulusa nastupa prva faza ili 'faza odluke' koja predstavlja genetsku kontrolnu tačku ćelijske smrti. Nakon toga sledi druga faza ili 'faza egzekucije', koja je odgovorna za morfološke promene u apoptozi. Treći stadijum je fagocitoza i razgrdnja DNA ćelije koja umire. Postoje dva puta prenošenja signala koji vode apoptozi i koji se preklapaju, unutrašnji i spoljašnji. U unutrašnjem različiti stimulusi kao oksidativni stres, dovode do poremećaja funkcije mitohondrija i oslobadjanja pro-apoptotičkih faktora. Vezivanje liganda za receptore 'smrti' na ćelijskoj površini, kao što su Fas, aktivira spoljašnji put. Tokom poslednje dekade otkriveni su molekularni mehanizmi uključeni u poremećaje apoptoze, sugerirajući da su kancer, mnoga hronična oboljenja, kao i poremećaji nastali tokom fetalnog razvoja, posledica poremećene apopoze.
Ključne reči: Apoptoza, ćelijska smrt, receptori smrti, kaspaze