Śmierć komórki: uczymy się umierać od chwili poczęcia

Śmierć nie zaczyna się w momencie, gdy przestaje bić serce. Procesy prowadzące do niej trwają przez całe życie - od zarodka. Komórki nie tylko umierają, ale też nieustannie się odnawiają. Jak tłumaczy dr Paulina Łopatniuk, patomorfolożka, autorka bloga "Patolodzy na klatce", równowaga między życiem a śmiercią komórek pozwala nam zachować zdrowie.

Śmierć komórkowa wbrew pozorom nie jest chaosem. Komórki mają zaprogramowane mechanizmy decydujące o ich własnym losie. Najczęściej przebiega to w formie apoptozy - śmierci kontrolowanej i uporządkowanej - lub nekrozy, czyli gwałtownego rozpadu, który towarzyszy urazom, niedotlenieniu czy zakażeniom.

- Wbrew obiegowym wyobrażeniom, komórki nie giną przypadkowo. Każda ma w sobie precyzyjny system czujników, który wykrywa uszkodzenia DNA, błędy metaboliczne czy infekcje. Jeśli coś jest nie tak, komórka dostaje sygnał: "koniec misji" - wyjaśniła dr Łopatniuk.

W przypadku apoptozy proces przebiega z "klasą". Komórka sama rozmontowuje swoje wnętrze, pakuje resztki w mikroskopijne pęcherzyki i pozwala sąsiadom wykorzystać to, co jeszcze użyteczne. W nekrozie - przeciwnie - wszystko dzieje się gwałtownie i chaotycznie. Komórka pęka, uwalniając toksyczne substancje, które wywołują stan zapalny i uszkadzają sąsiednie tkanki.

Śmierć komórki nie jest jednak tylko końcem. To element nieustannej odnowy i rozwoju organizmu. Już w życiu płodowym apoptoza modeluje nasze ciało - usuwa błony między palcami czy nadmiar komórek w rozwijających się narządach. Bez niej nie powstałby ani prawidłowo ukształtowany mózg, ani serce. - To paradoksalnie bardzo twórczy proces - dzięki śmierci jednych komórek, inne mogą żyć i tworzyć nowe struktury - podkreśliła patomorfolożka.

Komórki, które przetrwają, też mają swoje sposoby na zachowanie porządku. W ich wnętrzu działają "resorty sprzątania": proteasomy rozkładają wadliwe białka, a proces autofagii ("samozjadania") usuwa zużyte organelle. Dzięki temu komórki nie toną we własnych śmieciach. Kiedy ten system zawodzi, w tkankach zaczynają się gromadzić toksyczne odpady, co prowadzi do schorzeń neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera.

W dorosłym organizmie zużyte komórki są nieustannie zastępowane nowymi dzięki komórkom macierzystym. To one odnawiają naskórek, błonę śluzową jelit czy krwinki w szpiku kostnym. Każdego dnia tracimy miliony martwych komórek skóry - i od razu produkujemy nowe.

Śmierć komórek ma też ogromne znaczenie w chorobach nowotworowych. Komórki rakowe potrafią "zignorować" sygnały apoptozy i żyć dalej mimo uszkodzeń DNA. Dlatego część nowoczesnych terapii onkologicznych próbuje przywrócić ich zdolność umierania, aktywując enzymy zwane kaspazami lub blokując białka, które hamują ten proces.

Kiedy umiera cały organizm, wszystko się zmienia. Brak tlenu i energii sprawia, że apoptoza przestaje działać, a komórki przechodzą w chaotyczną nekrozę. Pękają, uwalniając enzymy trawienne i toksyny. To dlatego śmierć biologiczna całego ciała wygląda zupełnie inaczej niż śmierć pojedynczej komórki.

Nie istnieje jednak coś takiego jak naturalna nieśmiertelność komórek - poza metaforyczną nieśmiertelność wciąż się odnawiających komórek macierzystych. Jak wyjaśniła badaczka, w laboratoriach funkcjonują wprawdzie tzw. unieśmiertelnione linie, jak słynne komórki HeLa, ale są to komórki nowotworowe - ich "życie wieczne" jest skutkiem błędu, a nie cudu natury. - W zdrowym organizmie równowaga między narodzinami a śmiercią komórek jest absolutnie konieczna. Zbyt duża proliferacja prowadzi do raka, a zbyt duża śmierć - do degeneracji tkanek - podkreśliła dr Łopatniuk.

Starzenie się to właśnie powolna utrata tej równowagi. Z wiekiem coraz więcej komórek przestaje działać prawidłowo, a komórki macierzyste coraz słabiej się odnawiają. Te, które pozostają, mogą wydzielać substancje prozapalne, co pogarsza stan tkanek i przyspiesza procesy starzenia. Paradoksalnie, to mechanizm, który chronił nas przed nowotworami w młodości, ale w późniejszym wieku zaczyna działać na naszą niekorzyść.

- Śmierć komórki to nie tragedia, tylko element większej całości - sposób, w jaki ciało utrzymuje równowagę i zdrowie - podsumowała dr Paulina Łopatniuk.

Mira Suchodolska