Nekrose und Zelltod

Nekrose ist eine Form des Zelltods, die durch den Verlust der Membranintegrität, das Austreten von Zellinhalten und eine begleitende Entzündungsreaktion gekennzeichnet ist. Klassischerweise als akzidenteller, unregulierter Tod nach schwerer Verletzung angesehen, umfasst die Nekrose heute auch regulierte Varianten wie die Nekroptose, die dieselbe Morphologie aufweisen, aber über definierte molekulare Signalwege ablaufen. Die Nekrose unterscheidet sich von der Apoptose durch ihre entzündlichen Folgen und ihre morphologischen Muster im Gewebe.

Definition

Nekrose ist eine Art des Zelltods, die durch den Bruch der Plasmamembran, die Freisetzung intrazellulärer Inhalte und eine daraus resultierende Entzündungsreaktion gekennzeichnet ist. Sie umfasst sowohl den akzidentellen (unregulierten) Tod durch überwältigende Verletzung als auch regulierte nekrotische Signalwege wie die Nekroptose.

Scope

Dieses Thema behandelt die Morphologie der Nekrose, ihre wichtigsten Gewebemuster (koagulative, liquefaktive, käsige, Fett-, fibrinoide und gangränöse Nekrose), die Unterscheidung zwischen akzidenteller und regulierter Nekrose sowie die Nekroptose als den am besten charakterisierten regulierten nekrotischen Signalweg. Es kontrastiert die Nekrose mit der Apoptose, überlässt jedoch die detaillierte Darstellung der apoptotischen Maschinerie dem verwandten Thema.

Core questions

• Wie unterscheidet sich die Nekrose morphologisch und immunologisch von der Apoptose?
• Welche Gewebemuster der Nekrose gibt es und was bedeuten sie?
• Ist Nekrose immer unreguliert, oder kann sie ein programmierter Signalweg sein?
• Wie provoziert Nekrose Entzündungen durch die Freisetzung von Zellinhalten?

Key concepts

• Verlust der Plasmamembranintegrität
• Koagulationsnekrose
• Verflüssigungsnekrose
• Käsige Nekrose
• Fett-, fibrinoide und gangränöse Nekrose
• Nekroptose (regulierte Nekrose)
• Damage-Associated Molecular Patterns und Entzündung

Mechanisms

Bei der akzidentellen Nekrose führt eine schwere Verletzung zu einer ATP-Depletion und einer Überforderung der Membran- und Organellenintegrität, wodurch die Zelle anschwillt und rupturiert. Das Austreten intrazellulärer Inhalte – einschließlich Damage-Associated Molecular Patterns – in die Umgebung rekrutiert Entzündungszellen, was das Kennzeichen ist, das die Nekrose vom immunologisch stillen Prozess der Apoptose unterscheidet. Das morphologische Muster hängt vom Gewebe und der Ursache ab: Die koagulative Nekrose bewahrt die Architektur in soliden Organen nach Ischämie, die liquefaktive Nekrose löst Gewebe im Gehirn und in Abszessen auf, die käsige Nekrose erzeugt einen käseartigen Herd, der typisch für Tuberkulose ist, und Fett-, fibrinoide und gangränöse Muster spiegeln spezifische Gegebenheiten wider. Die Nekroptose ist eine regulierte Form, die durch Rezeptor-interagierende Proteinkinasen (RIPK1 und RIPK3) und die Pseudokinase MLKL ausgeführt wird, welche die Plasmamembran permeabilisiert und unter genetischer Kontrolle eine nekrotische Morphologie erzeugt.

Clinical relevance

Das Erkennen des Nekrosemusters im Gewebe hilft, Krankheitsprozesse zu lokalisieren und zu charakterisieren – zum Beispiel weist die koagulative Nekrose auf einen Infarkt hin, die käsige Nekrose auf eine granulomatöse Infektion und die liquefaktive Nekrose auf einen Abszess oder einen Hirninfarkt. Der Eintrag beschreibt diese Muster als Referenz und liefert keine diagnostischen Schwellenwerte oder Managementrichtlinien.

Evidence & guidelines

Die molekulare Klassifikation der Nekrose und ihrer regulierten Varianten wird durch den Expertenkonsens des Nomenclature Committee on Cell Death gefestigt, während die klassischen Gewebemuster in Standardwerken der Pathologie kodifiziert sind.

History

Nekrose wurde lange morphologisch als ungeordneter Zerfall von Zellen nach letaler Verletzung definiert und von der Apoptose abgegrenzt, nachdem letztere 1972 charakterisiert wurde. Die Entdeckung in den 2000er und 2010er Jahren, dass ein Teil der Nekrose genetisch programmiert ist – die Nekroptose, ausgeführt durch RIPK3 und MLKL – widerlegte die Annahme, dass jede Nekrose akzidentell ist, und führte zu einer aktualisierten Nomenklatur, die regulierten von akzidentellem Zelltod unterscheidet.

Debates

Wie viel Nekrose in vivo ist reguliert im Vergleich zu akzidentell?

Die Anerkennung der Nekroptose und anderer regulierter nekrotischer Signalwege warf die Frage auf, wie oft die bei Krankheiten beobachtete Nekrose einen programmierten, modulierbaren Signalweg widerspiegelt und nicht einen passiven Kollaps. Dieses Gleichgewicht variiert je nach Verletzung und Gewebe und wird weiterhin erforscht.

Key figures

• Guido Kroemer
• Peter Vandenabeele
• Douglas Green

Seminal works

• galluzzi-2018-nomenclature
• pasparakis-vandenabeele-2015

Frequently asked questions

Warum verursacht Nekrose Entzündungen, Apoptose aber in der Regel nicht?

Nekrose rupturiert die Plasmamembran und setzt intrazelluläre Inhalte frei, einschließlich Moleküle, die als Gefahrensignale für das Immunsystem wirken, während Apoptose die Zelle in membranumhüllte Körper verpackt, die ohne Freisetzung ihrer Inhalte abgebaut werden.

Ist Nekroptose dasselbe wie Nekrose?

Nekroptose erzeugt eine nekrotische Morphologie, ist aber ein regulierter Signalweg, der durch spezifische Kinasen (RIPK1, RIPK3) und den Effektor MLKL gesteuert wird. Sie ist somit ein programmierter Subtyp und nicht die akzidentelle Nekrose, die durch überwältigende Verletzungen verursacht wird.