Hücre Zedelenme Mekanizmaları
Ziyaretçi
Hücre Zedelenme Mekanizmaları - Hücre Zedelenme Mekanizmaları Nedir
Hücre zedelenmesi birçok yolla gerçekleşebilir ve herhangi bir nedenle oluşan zedelenmede biyokimyasal olaylar ve sonucunda gelişen belirtiler kompleks olup diğer hücre içi yollarla da iç içe geçmiştir. Bu nedenle nedeni ve etkilerini ortaya çıkarmak güç olabilir. Ancak genel kurallar aşağıdaki gibi özetlenebilir.
• Hasarlayıcı etkene hücresel yanıt, etkenin tipi, süresi ve şiddetine bağlıdır.
• Hücre hasarının sonuçları hücrenin tipi, durumu, adaptasyon kapasitesine ve genetik özelliklerine bağlıdır. Hücrenin beslenme ve hormonal durumu ve onun metabolik ihtiyaçları, hasara yanıtta önemlidir.
Hücre zedelenmesi birçok yolla gerçekleşebilir ve herhangi bir nedenle oluşan zedelenmede biyokimyasal olaylar ve sonucunda gelişen belirtiler kompleks olup diğer hücre içi yollarla da iç içe geçmiştir. Bu nedenle nedeni ve etkilerini ortaya çıkarmak güç olabilir. Ancak genel kurallar aşağıdaki gibi özetlenebilir.
• Hasarlayıcı etkene hücresel yanıt, etkenin tipi, süresi ve şiddetine bağlıdır.
• Hücre hasarının sonuçları hücrenin tipi, durumu, adaptasyon kapasitesine ve genetik özelliklerine bağlıdır. Hücrenin beslenme ve hormonal durumu ve onun metabolik ihtiyaçları, hasara yanıtta önemlidir.
• Birçok uyaran için kesin biyokimyasal yerleri işaret etmek güçtür ancak dört hücre içi sistem özellikle yaralanır.
1) Hücre membran bütünlüğü, hücre ve organellerinin ionik ve ozmotik dengesi
2) Aerobik solunum, mitokondrial oksidatif fosforilasyon ve ATP oluşumu
3) Protein sentezi
4) Hücrenin genetik aparatı
• Hücrenin yapısal ve biyokimyasal elementleri birbiri ile yakından ilişkilidir. Bu nedenle bir odaktaki hasar sekonder olarak diğer odakları da etkileyerek geniş etkilere yol açar.
• Hücresel fonksiyonlar hücre ölümünden önce kaybolur. Hücre hasarının morfolojik değişiklikleri hücrede bazı kritik biyokimyasal sistemlerin bozulmasından sonra görünür hale gelir. Öldürücü hasarın morfolojik bulguları, geri dönüşümlü hasarın gelişmesinden daha çok zaman alır. Hücre şişmesi geri dönüşümlü bir hasardır ve dakikalar içinde görülebilir.
ATP tükenmesi: ATP formundaki yüksek enerjili fosfat, hücrenin pek çok yapım ve yıkım reaksiyonları için gereklidir. ATP iki yolla üretilir. Memeli hücrelerinde önemli olanı oksidatif fosforilasyondur. İkinci yol glikolitik yoldur, glikoz kullanılır. ATP eksikliği ve azalmış ATP sentezi, iskemik ve toksik hasarın yaygın sonucudur.
ATP eksikliğinde;
• Plazma membranındaki enerji bağımlı sodyum pompasının aktivitesi azalır.
• Sodyum hücre içinde birikir, isoosmotik suyun hücreye alınması ile hücre şişer.
• Enerji üretimi glikolize yönelir, hücrede laktik asit ve inorganik fosfatların miktarı artar, hücre içi PH düşer.
• Protein sentezi azalır, hücre içinde lipit birikimi olur.
• Kalsiyum pompası yetersizliği ortaya çıkar ve Ca hücrede artar.
İrreverzibl mitokondriyal hasar:
Memeli hücreleri glikolitik yeteneklerine rağmen uzun süreli yaşam için oksidatif metabolizmaya zorunlu olarak bağımlıdır. Bu nedenle mitokondrinin tamir edilemez hasarı, en sonunda hücreyi öldürür. Direkt veya indirekt olarak hipoksi, toksinler de dâhil olmak üzere zedeleyici uyaranların tümünde mitokondriler önemli hedeftir. Sitozolik kalsiyum artışı, oksidatif stres, fosfolipidlerin parçalanması, lipid yıkım ürünleri başlıca mitokondri hasarı yapan nedenlerdir. Mitokondrial hasar sitozol içerisine sitokrom c akışı ile birliktelik gösterebilir, bu diğer bir ölüm şekli olan apoptozisi tetikleyebilir.
Oksijen ve oksijen kaynaklı serbest radikaller:
Oksijen ATP yapımı için gereklidir. Hücreler oksijenden enerji oluştururken az miktarda olsa zararlı yan ürünler ( reaktif oksijen türevleri-serbest oksijen radikalleri) oluştururlar. Bunlar süperoksit anyon radikalleri (O2-), hidrojen peroksit (H2O2), hidroksil iyonları (OH-) ve nitrik oksittir (NO). Bu moleküller lipitler, proteinler, nükleik asitlerle birleşip hücreyi hasarlayabilir. Membran hasarında önemli mekanizmalardan biridir. İskemi ve reperfüzyon hasarı yanı sıra kimyasal ve radyoaktif zehirlenme, oksijen ve diğer gazların toksisitesi, hücresel yaşlanma, fagositik hücrelerin mikropları öldürmesi, inflamatuar hasar, tümör hücrelerinin yıkımı ve diğer olaylarda da görülür. Bu reaktif ürünlerin etkileri oldukça geniş olmakla birlikte özellikle 3 reaksiyon hücre hasarı ile ilişkilidir.
1) Membranların lipid peroksidasyonu. Lipid serbest radikal birleşimi ile kendileri de reaktif olan peroksidler oluşur. Bunlar yaygın membran, organel ve otokatalitik reaksiyonlara neden olur.
2) Proteinlerin oksidatif modifikasyonu. Protein çapraz bağları oluşumu, parçalanma ve aktivite kaybına neden olur.
3) DNA da lezyonlar. DNA’da tek zincirde kırılmalar oluşur, hücre ölümü, yaşlanmasını ve kanser oluşumunu arttırır.
Hücreler serbest radikalleri uzaklaştırmak için çok sayıda mekanizmaya sahiptir ve böylece zedelenmeyi azaltır. Serbest radikaller stabil değildir ve genellikle spontan olarak gücünü kaybeder. Ayrıca birçok enzimatik ve nonenzimatik sistem serbest radikal inaktivite reaksiyonlarına katılır. Bunlar antioksidanlar (A,E,C vitaminleri), demir ve bakır, bir seri enzimi (katalaz, süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz) içermektedir.
Reverzibl ve irreverzil hücre zedelenmesi
Işık mikroskopu ile iki reversibl hasar tipi tanınabilir. Bunlar, hücre şişmesi ve yağlı değişikliktir. Hücre şişmesi hemen tüm zedelenmelerinde ilk bulgudur. Sitoplazmada küçük şeffaf vakuoller izlenir.
Elekton mikroskopisinde;
1) Plazma membran değişiklikleri; tomurcuklanma, mikrovillusların şeklinin bozulması, hücreler arası bağların gevşemesi
2) Mitokondrial değişiklikler; şişme, erime, küçük fosfolipidlerden zengin amorf dansitelerin görülmesi
3) Endoplazmik retikulumun dilatasyonu, polisomların ayrılması ve kümelenmemesi
4) Nükleer değişiklikler; granüler ve fibriler elemanların ayrılması şeklinde izlenmektedir.
İki olay irreversibiliteyi karakterize eder. Birincisi belirgin ATP azalmasının neden olduğu olayları geri döndürmede yetersizlik. İkincisi, membran fonksiyonlarında belirgin bozukluk gelişimidir.
İskemi/reperfüzyon hasarı
Belli durumlar altında daha önceden iskemik duruma getirilmiş fakat ölmemiş hücredeki kan akımı düzeltildiğinde zedelenme düzeleceğine daha da artar. Sonuç olarak dokular iskemik hasar sonucunda irreversibl olarak kaybolmaya devam eder. Buna iskemi-reperfüzyon zedelenmesi denmektedir ve özellikle önemlidir.
• Serbest radikallerin oluşması sonrasında yeni hasar gelişir. Oksijenin yeniden kullanımı ile veya olay yerine gelen inflamatuar hücrelerinden kaynaklanmaktadır. Reaktif oksijen ürünleri, mitokondrial permiabilite değişimini daha ileri yönlendirebilir. Bu hücrelerde antioksidan mekanizmalarda etkilenmiştir.
• Tekrar kanlanma ile kalsiyum ortama gelir ve hücre içi kalsiyum dengesi sağlanamadığından Ca etkili yollar aktive olur ve hücre bütünlüğü kaybolur.
• İskemik hasar sitokinlerin üretimi, hipoksik parankimal ve endotelial hücrede artmış adezyon molekülleri ekspresyonu ile birliktedir. Bu ajanlar inflamasyona neden olur ve hücreler direkt hasar yanı sıra serbest radikal artışına da yol açarak ek zedelenmeye neden olur.
• Son verilere göre kompleman sistemi de olaya karışmaktadır.
Sponsorlu Bağlantılar
• Hasarlayıcı etkene hücresel yanıt, etkenin tipi, süresi ve şiddetine bağlıdır.
• Hücre hasarının sonuçları hücrenin tipi, durumu, adaptasyon kapasitesine ve genetik özelliklerine bağlıdır. Hücrenin beslenme ve hormonal durumu ve onun metabolik ihtiyaçları, hasara yanıtta önemlidir.
Hücre zedelenmesi birçok yolla gerçekleşebilir ve herhangi bir nedenle oluşan zedelenmede biyokimyasal olaylar ve sonucunda gelişen belirtiler kompleks olup diğer hücre içi yollarla da iç içe geçmiştir. Bu nedenle nedeni ve etkilerini ortaya çıkarmak güç olabilir. Ancak genel kurallar aşağıdaki gibi özetlenebilir.
• Hasarlayıcı etkene hücresel yanıt, etkenin tipi, süresi ve şiddetine bağlıdır.
• Hücre hasarının sonuçları hücrenin tipi, durumu, adaptasyon kapasitesine ve genetik özelliklerine bağlıdır. Hücrenin beslenme ve hormonal durumu ve onun metabolik ihtiyaçları, hasara yanıtta önemlidir.
• Birçok uyaran için kesin biyokimyasal yerleri işaret etmek güçtür ancak dört hücre içi sistem özellikle yaralanır.
1) Hücre membran bütünlüğü, hücre ve organellerinin ionik ve ozmotik dengesi
2) Aerobik solunum, mitokondrial oksidatif fosforilasyon ve ATP oluşumu
3) Protein sentezi
4) Hücrenin genetik aparatı
• Hücrenin yapısal ve biyokimyasal elementleri birbiri ile yakından ilişkilidir. Bu nedenle bir odaktaki hasar sekonder olarak diğer odakları da etkileyerek geniş etkilere yol açar.
• Hücresel fonksiyonlar hücre ölümünden önce kaybolur. Hücre hasarının morfolojik değişiklikleri hücrede bazı kritik biyokimyasal sistemlerin bozulmasından sonra görünür hale gelir. Öldürücü hasarın morfolojik bulguları, geri dönüşümlü hasarın gelişmesinden daha çok zaman alır. Hücre şişmesi geri dönüşümlü bir hasardır ve dakikalar içinde görülebilir.
ATP tükenmesi: ATP formundaki yüksek enerjili fosfat, hücrenin pek çok yapım ve yıkım reaksiyonları için gereklidir. ATP iki yolla üretilir. Memeli hücrelerinde önemli olanı oksidatif fosforilasyondur. İkinci yol glikolitik yoldur, glikoz kullanılır. ATP eksikliği ve azalmış ATP sentezi, iskemik ve toksik hasarın yaygın sonucudur.
ATP eksikliğinde;
• Plazma membranındaki enerji bağımlı sodyum pompasının aktivitesi azalır.
• Sodyum hücre içinde birikir, isoosmotik suyun hücreye alınması ile hücre şişer.
• Enerji üretimi glikolize yönelir, hücrede laktik asit ve inorganik fosfatların miktarı artar, hücre içi PH düşer.
• Protein sentezi azalır, hücre içinde lipit birikimi olur.
• Kalsiyum pompası yetersizliği ortaya çıkar ve Ca hücrede artar.
İrreverzibl mitokondriyal hasar:
Memeli hücreleri glikolitik yeteneklerine rağmen uzun süreli yaşam için oksidatif metabolizmaya zorunlu olarak bağımlıdır. Bu nedenle mitokondrinin tamir edilemez hasarı, en sonunda hücreyi öldürür. Direkt veya indirekt olarak hipoksi, toksinler de dâhil olmak üzere zedeleyici uyaranların tümünde mitokondriler önemli hedeftir. Sitozolik kalsiyum artışı, oksidatif stres, fosfolipidlerin parçalanması, lipid yıkım ürünleri başlıca mitokondri hasarı yapan nedenlerdir. Mitokondrial hasar sitozol içerisine sitokrom c akışı ile birliktelik gösterebilir, bu diğer bir ölüm şekli olan apoptozisi tetikleyebilir.
Oksijen ve oksijen kaynaklı serbest radikaller:
Oksijen ATP yapımı için gereklidir. Hücreler oksijenden enerji oluştururken az miktarda olsa zararlı yan ürünler ( reaktif oksijen türevleri-serbest oksijen radikalleri) oluştururlar. Bunlar süperoksit anyon radikalleri (O2-), hidrojen peroksit (H2O2), hidroksil iyonları (OH-) ve nitrik oksittir (NO). Bu moleküller lipitler, proteinler, nükleik asitlerle birleşip hücreyi hasarlayabilir. Membran hasarında önemli mekanizmalardan biridir. İskemi ve reperfüzyon hasarı yanı sıra kimyasal ve radyoaktif zehirlenme, oksijen ve diğer gazların toksisitesi, hücresel yaşlanma, fagositik hücrelerin mikropları öldürmesi, inflamatuar hasar, tümör hücrelerinin yıkımı ve diğer olaylarda da görülür. Bu reaktif ürünlerin etkileri oldukça geniş olmakla birlikte özellikle 3 reaksiyon hücre hasarı ile ilişkilidir.
1) Membranların lipid peroksidasyonu. Lipid serbest radikal birleşimi ile kendileri de reaktif olan peroksidler oluşur. Bunlar yaygın membran, organel ve otokatalitik reaksiyonlara neden olur.
2) Proteinlerin oksidatif modifikasyonu. Protein çapraz bağları oluşumu, parçalanma ve aktivite kaybına neden olur.
3) DNA da lezyonlar. DNA’da tek zincirde kırılmalar oluşur, hücre ölümü, yaşlanmasını ve kanser oluşumunu arttırır.
Hücreler serbest radikalleri uzaklaştırmak için çok sayıda mekanizmaya sahiptir ve böylece zedelenmeyi azaltır. Serbest radikaller stabil değildir ve genellikle spontan olarak gücünü kaybeder. Ayrıca birçok enzimatik ve nonenzimatik sistem serbest radikal inaktivite reaksiyonlarına katılır. Bunlar antioksidanlar (A,E,C vitaminleri), demir ve bakır, bir seri enzimi (katalaz, süperoksit dismutaz, glutatyon peroksidaz) içermektedir.
Reverzibl ve irreverzil hücre zedelenmesi
Işık mikroskopu ile iki reversibl hasar tipi tanınabilir. Bunlar, hücre şişmesi ve yağlı değişikliktir. Hücre şişmesi hemen tüm zedelenmelerinde ilk bulgudur. Sitoplazmada küçük şeffaf vakuoller izlenir.
Elekton mikroskopisinde;
1) Plazma membran değişiklikleri; tomurcuklanma, mikrovillusların şeklinin bozulması, hücreler arası bağların gevşemesi
2) Mitokondrial değişiklikler; şişme, erime, küçük fosfolipidlerden zengin amorf dansitelerin görülmesi
3) Endoplazmik retikulumun dilatasyonu, polisomların ayrılması ve kümelenmemesi
4) Nükleer değişiklikler; granüler ve fibriler elemanların ayrılması şeklinde izlenmektedir.
İki olay irreversibiliteyi karakterize eder. Birincisi belirgin ATP azalmasının neden olduğu olayları geri döndürmede yetersizlik. İkincisi, membran fonksiyonlarında belirgin bozukluk gelişimidir.
İskemi/reperfüzyon hasarı
Belli durumlar altında daha önceden iskemik duruma getirilmiş fakat ölmemiş hücredeki kan akımı düzeltildiğinde zedelenme düzeleceğine daha da artar. Sonuç olarak dokular iskemik hasar sonucunda irreversibl olarak kaybolmaya devam eder. Buna iskemi-reperfüzyon zedelenmesi denmektedir ve özellikle önemlidir.
• Serbest radikallerin oluşması sonrasında yeni hasar gelişir. Oksijenin yeniden kullanımı ile veya olay yerine gelen inflamatuar hücrelerinden kaynaklanmaktadır. Reaktif oksijen ürünleri, mitokondrial permiabilite değişimini daha ileri yönlendirebilir. Bu hücrelerde antioksidan mekanizmalarda etkilenmiştir.
• Tekrar kanlanma ile kalsiyum ortama gelir ve hücre içi kalsiyum dengesi sağlanamadığından Ca etkili yollar aktive olur ve hücre bütünlüğü kaybolur.
• İskemik hasar sitokinlerin üretimi, hipoksik parankimal ve endotelial hücrede artmış adezyon molekülleri ekspresyonu ile birliktedir. Bu ajanlar inflamasyona neden olur ve hücreler direkt hasar yanı sıra serbest radikal artışına da yol açarak ek zedelenmeye neden olur.
• Son verilere göre kompleman sistemi de olaya karışmaktadır.
