세포 사멸 : 유형 및 특성 - 생물학 - 2026

세포의 죽음은 다른 단계에서 모든 생명체를 겪고 세포 성분의 파괴의 과정이다. 모든 다세포 유기체에서 세포 사멸과 세포 증식 사이에는 최적의 균형이 있어야합니다.

세포 사멸은 괴사 또는 우발적 인 세포 사멸과 세포 사멸 또는 프로그램 된 세포 사멸의 두 가지 주요 메커니즘에 의해 발생합니다. 각 메커니즘은 특정 세포 형태에 기인합니다.

세포 사멸과 괴사의 차이점.
출처 : 국립 알코올 남용 및 알코올 중독 연구소 (NIAAA)

아폽토시스 또는 프로그램 된 세포 사멸은 유전 적 구성 요소에 의해 고도로 조절되는 경로를 포함합니다. 종종 유기체가 병적 상황 (예 : 퇴행성 질환)을 경험할 때, 세포 자멸사 프로그램이 잘못 구현되어 과도한 세포 파괴를 초래할 수 있습니다.

프로그램 된 세포 사멸은 일반적으로 발달 경로와 항상성 (세포 사멸과 증식 사이의 조절)의 중요한 구성 요소입니다.

우발적 인 세포 사멸 또는 괴사는 두 번째 유형의 세포 사멸입니다. 세포 사멸과 비교하면 근본적인 차이가 있습니다. 이 현상은 세포가 불리하거나 극단적 인 환경에 노출되어 세포 구조에 손상을 입힐 때 발생합니다.

프로그램 된 세포 사멸 또는 아폽토시스

역사적 관점

1972 년에 아폽토시스라는 용어가 처음으로 사용되었습니다. Kerr, Wyllie, Currie가 쓴 고전 과학 기사에 실 렸습니다. Kerr et al.의 경우 세포 사멸이라는 용어는 세포 사멸의 독특한 형태 학적 형태를 설명합니다.

이러한 특성은 이미 여러 번 자세히 설명되었지만이 저자는 현상에 이름을 부여한 최초의 사람입니다.

정의

다세포 유기체는 서로 연결을 설정해야하는 여러 세포로 구성됩니다. 커뮤니티는 엄격하게 조직화되어야하며, 이것은 새로운 세포의 증식과 이미 존재하는 세포의 제거 사이의 통제를 확립함으로써 달성됩니다.

이런 식으로 여러 가지 이유로 더 이상 필요하지 않은 세포는 세포 사멸이라고하는 일종의 분자 "자살"을 겪습니다.

프로그램 된 세포 사멸은 정상적인 생리적 현상입니다. 특정 세포의 통제 된 제거를 포함합니다. 이 메커니즘은 성인 조직이 제대로 작동하도록 유지하는 데 중요합니다. 그것은 또한 배아의 발달에 중요한 역할을합니다.

풍모

증식의 균형 유지

프로그램 된 세포 사멸의 주요 목적은 세포 증식의 균형을 유지하는 것입니다. 예를 들어, 우리 몸에서는 거의 5 x 10 ¹¹ 적혈구 또는 혈액 세포 가 세포 사멸을 통해 매일 제거됩니다 .

세포를 보호하십시오

또한 잠재적으로 신체에 영향을 미칠 수있는 세포에 대한 보호 메커니즘을 확립 할 수 있습니다. 바이러스 감염의 희생양이었던 세포의 경우, 보통 프로그램 된 세포 사멸에 의해 사멸됩니다. 따라서 바이러스는 호스트 내부로 계속 퍼질 수 없습니다.

프로그램 된 세포 사멸은 외부 병원체에 감염된 세포를 제거 할뿐만 아니라 유전 물질에 손상을주는 유기체의 세포를 배제 할 수 있습니다. 이 경우 유기체에 유해한 돌연변이를 가진 세포가 제거됩니다.

이러한 비정상 세포의 발달이 계속 될 수 있고 세포 사멸의 기전이 작용하지 않는 경우, 종양과 다른 유형의 암의 발달이 나타날 수 있습니다.

배아 발달 조정

프로그램 된 세포 사멸은 배아의 발달에 중요한 역할을합니다. 동일한 형성 중에 불필요한 여러 세포를 제거해야합니다.

예를 들어, 변태를 겪는 유기체, 즉 유충과 양서류에서 유충의 조직을 제거하는 역할을합니다. 또한 일부 청소년 형태는 수생 생물의 특징 인 손가락 사이에 막이 있다는 특징이 있습니다.

유기체가 성체가되면이를 구성하는 세포가 프로그램 된 세포 사멸 사건을 겪기 때문에 이러한 막이 사라집니다. 일반적으로 세포 사멸 과정은 인간과 생쥐의 팔다리를 형성합니다. 삽 모양의 구조는 잘 형성된 손가락으로 끝납니다.

포유류가 발달하는 동안 프로그램 된 세포 사멸은 신경계의 형성에 참여합니다. 신체가 발달 할 때 과도한 수의 신경 세포가 생성되고 나중에 프로그램 된 세포 사멸에 의해 제거됩니다.

생존하는 뉴런 (약 50 %)은 표적 세포와 올바른 연결을 만듭니다. 확립 된 연결이 지시 된 것일 때, 세포 사멸 프로그램을 억제하기 때문에 세포의 생존을 허용하는 일련의 성장 인자의 분비가 시작됩니다.

세포 사멸의 세포 특성

프로그램 된 세포 사멸 동안 세포는 특정 표현형을 나타냅니다. 첫 번째 특징은 염색체 DNA 단편화입니다.

이 경우 DNA와 단백질에 의해 형성된 구조 인 뉴 클레오 솜이 파손됩니다. 염색질이 응축되면 핵이 작은 조각으로 부서집니다.

프로세스가 진행됨에 따라 셀의 크기가 크게 감소합니다. 궁극적으로 세포는 세포막으로 둘러싸인 여러 세그먼트로 분해됩니다. 이 조각들 각각은 세포 사멸 체로 알려져 있습니다.

나중에, 대 식세포라고 불리는 면역 체계의 세포는 이러한 죽어가는 구조를 인식하고 식균하는 역할을합니다.

따라서 세포 사멸을 겪는 세포의 "시체"는 세포가 손상으로 죽을 때 일어나는 일과는 반대로 세포가 속한 유기체에서 효과적으로 사라집니다. 후자의 시나리오에서는 세포가 부풀어 오르고 마침내 용해되어 문제의 영역에 불을 붙입니다.

아폽토시스 동안, 미토콘드리아에서 손상이 발생하는데, 이는 사이토 크롬 c, Smac / Diablo 단백질과 같은 죽음 메커니즘을 자극하는 일련의 분자의 방출을 특징으로합니다.

유전 적 측면

프로그래밍 된 세포 사멸의 엄격한 조절은 서로 다른 유전자의 조정 된 기능 덕분에 발생합니다.

세포 사멸의 유전 적 기전과 관련된 첫 번째 연구는 선충류 Caenorhabditis elegans에서 수행되었습니다. 이 유기체에서 전체 세포 사멸 과정의 실행 및 조절과 관련된 3 개의 유전자가 확인되었습니다.

포유류에서 선충류와 매우 유사한 유전자가 발견되었습니다. 따라서 그들은 진화 과정에서 고도로 보존 된 독립 체였습니다.

Ced-3은 카스파 제라는 이름으로 알려진 12 개 이상의 프로테아제 (단백질을 가수 분해하는 효소)로 구성된 패밀리의 예입니다.

프로그램 된 죽음이 발생하는 동안 카스파 제는 해당 세포에서 발견 된 100 개 이상의 단백질을 가수 분해합니다. 카스파 제의 표적 단백질 중 우리는 세포핵에서 DNA를 파괴하는 DNAase 억제제를 발견합니다.

Caspases는 또한 핵 층의 파열을 담당하여 일반적으로 핵과 세포 골격의 단편화를 초래합니다. 이러한 모든 분해 사건의 즉각적인 결과는 세포 단편화입니다.

아폽토시스 유발

세포 사멸 메커니즘을 유발하는 일련의 자극이 있습니다. 이러한 자극은 생리적이거나 병리적일 수 있습니다. 흥미롭게도 모든 세포가 자극에 동일한 방식으로 반응하는 것은 아닙니다.

암 치료 (화학 요법)에 사용되는 방사선 및 약물은 p53 의존 경로라고하는 경로에서 세포 사멸을 일으 킵니다.

코르티코 스테로이드 (스테로이드 및 유도체 그룹의 호르몬)와 같은 일부 호르몬은 일부 세포에서 세포 사멸 경로로 이어질 수 있습니다. 그러나 대부분의 세포는 그 존재의 영향을받지 않습니다.

우발적 인 세포 사멸 또는 괴사

정의

우발적 인 세포 사멸 또는 괴사는 세포가 세포 구조에 심각한 손상을 초래하는 불리한 환경에 노출 될 때 발생합니다.

외상을 유발하는 이러한 요인에는 매우 높거나 매우 낮은 온도, 비정상적인 산소 수준, 독소 노출, 활성 산소 대사 산물 노출, 영양 부족, 비정상적인 pH 수준 등이 포함됩니다.

알츠하이머 병, 헌팅턴병, 파킨슨 병, 근 위축성 측삭 경화증 및 간질과 같은 신경 퇴행성 질환을 포함한 다양한 의학적 상태에는 괴사가 포함됩니다.

괴사 과정은 다양한 의학적 상태와 관련이 있지만 사건의 메커니즘은 완전히 밝혀지지 않았습니다. 역사적으로 괴사는 단순히 세포를 파괴하는 혼란스러운 반응으로 간주되었습니다.

그러나 Caenorhabditis elegans와 Drosophila 유기체의 현재 증거는이 '교리'에 의문을 던졌습니다.

괴사를 겪는 다양한 세포 유형은 손상에 반응하여 매우 특정한 형태 학적 세포 특성을 나타내며, 이는 괴사에 대한 중앙 실행 프로그램이 있음을 시사합니다.

괴사 과정에 대한 완전하고 상세한 이해는 괴사 세포 사멸과 관련된 질병을 제어하는 ​​새로운 방법론의 개발로 이어질 수 있습니다.

괴사의 세포 특성

세포 사멸과 마찬가지로 괴사는 특징적인 형태 학적 특징을 가지고 있습니다. 더욱이 이것들은 우리가 세포 사멸 경로에 의해 죽는 세포에서 관찰되는 것과 완전히 다릅니다.

사망은 세포의 심각한 염증, 세포질의 액포 형성, 소포체의 팽창, 세포질의 수포, 미토콘드리아의 응축, 리보솜의 분해 및 흘림, 막의 파열, 염증이있는 리소좀을 동반합니다 그리고 다른 것들 사이에서 깨졌습니다.

괴사는 추가 단백질 합성을 필요로하지 않고, 발생하는 데 필요한 에너지가 최소화되고 추가적인 항상성 조절 메커니즘이 없기 때문에 "수동적 인"과정입니다.

메커니즘

괴사 세포에서 발생하는 부상은 두 가지 주요 메커니즘에 의해 매개 될 수 있습니다 : 에너지 공급의 간섭과 위에서 언급 한 요인에 의한 세포에 대한 직접적인 손상.

세포 사멸과 괴사 비교

차이점

공정 제어 : 상대적으로 세포 사멸은 고도로 제어되는 능동적 과정 인 반면 괴사는 세포가 에너지 독립적 인 죽음의 수동적 희생자 인 독성 과정입니다. 우리가 언급했듯이, 현재의 증거는 괴사의 비 조절에 의문을 던졌습니다.

사망 위치 : 일반적으로 세포 사멸은 단일 세포 또는 작은 세포 클러스터에서 발생하고 괴사는 세포 연속체에서 발생합니다.

혈장 막 상태 : 세포 사멸에서 세포막은 손상되지 않고 세포질은 세포 사멸 체를 유지합니다. 괴사에서 원형질막이 파열되고 세포질이 방출됩니다.

염증 과정 : 세포 사멸에서는 어떤 종류의 염증도 관찰되지 않지만 인플레이션은 괴사의 가장 두드러진 특징 중 하나입니다. 막 및 세포 무결성의 손실은 염증 과정과 관련된 세포 작용제를 모집하는 화학 주성 신호를 보냅니다.

세포 사멸과 괴사를 구별 할 수 있습니까?

세포가 아폽토시스 또는 괴사로 사망하는지 여부에 따라 무엇이 달라 집니까? 이 결정에는 사망 신호의 특성, 문제의 조직 유형, 유기체의 발달 단계 등 다양한 요인이 포함됩니다.

기존의 조직학 기술을 사용하면 세포 사멸 또는 괴사로 인해 죽어가는 조직을 식별하기가 쉽지 않습니다. 괴사 및 아폽토시스 경로에 의해 생성 된 죽음의 형태 학적 결과는 여러 측면에서 다르며 다른 측면에서 겹칩니다.

증거는 apoptosis와 necrosis가 apoptosis-necrosis continuum이라고 불리는 공유 생화학 적 경로의 형태 학적 표현을 나타낸다는 것을 나타냅니다. 예를 들어, 세포 자멸사 경로를 괴사로 전환하는 데는 두 가지 요인이 관련됩니다. 세포 내에서 카스파 제와 ATP의 가용성 감소입니다.

세포 독성 사망

다세포 유기체에는 면역 체계에 속하는 특정 유형의 세포 또는 이들이 생성하는 분비물이 있으며 다른 세포에 독성이 있습니다.

이 세포는 표적 세포 (병원균 또는 암 세포에 감염된 세포 일 수 있음)의 파괴를 담당하는 시작 경로를 담당합니다. 그러나 저자는 특정 메커니즘을 통해 발생하지 않기 때문에 언급 된 두 범주 (괴사 또는 아폽토시스) 중 하나를 포함하지 않는 것을 선호합니다.

세포 독성 CD8 ⁺ T 림프구라고하는 세포 유형에 의해 매개되는 세포 사멸의 특정 사례를 생각해보십시오 . 이 예에서 세포는 우발적 및 프로그램 된 세포 사멸의 측면을 결합합니다.

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