細胞の損傷と適応
細胞の損傷と適応は、細胞が生理学的および病理学的ストレスにどのように反応するかを研究する一般病理学の分野です。要求や障害が細胞の通常の動作範囲を超えると、細胞はサイズ、数、または活動を変化させることで適応する可能性があります。ストレスが持続するか、これらの予備能力を圧倒すると、細胞は最初は可逆的である損傷を受け、いくつかの形態の細胞死のいずれかに進行する可能性があります。適応から損傷、そして死に至るこの連続性は、疾患の形態学的および分子的基盤を形成します。
Definition
細胞の損傷と適応とは、生理学的および病理学的適応、致死に至らない（可逆的）損傷、および細胞死という致死的な終末点を含む、ストレスに対する細胞応答の範囲を指し、それぞれの状態に伴う構造的および生化学的変化も含まれます。
Scope
この分野では、細胞ストレス応答の全範囲にわたって読者を案内します。可逆的適応（肥大、過形成、萎縮、化生）と細胞内蓄積、可逆的損傷とその生化学的メカニズム、そして壊死、アポトーシス、オートファジーの異化生存プログラムを含む、制御されたおよび制御されていない細胞死経路です。これは概念的な地図であり、詳細なメカニズムはそれ以下のトピックノードに存在します。
Sub-topics
Core questions
- 損傷が発生する前に、細胞は機能的需要の増加または減少にどのように適応しますか？
- 可逆的細胞損傷と不可逆的細胞損傷を区別するものは何ですか？
- 損傷した細胞はどのような経路で死に至り、それらの経路は形態学的および免疫学的にどのように異なりますか？
- オートファジーは、適応的な生存メカニズムとして、また細胞の運命に寄与するものとして、どのように機能しますか？
Key concepts
- 適応対損傷対死の連続体
- 可逆的および不可逆的損傷
- 後戻りできない点
- 制御されない細胞死としての壊死
- 制御された細胞死としてのアポトーシス
- 異化生存応答としてのオートファジー
- 制御された細胞死の命名法
Mechanisms
一般的な障害 — 低酸素症と虚血、酸化的ストレス、化学的および感染性因子、免疫反応、遺伝的または栄養的アンバランス — は、ATP産生、ミトコンドリアの完全性、カルシウム恒常性、膜の完全性、タンパク質フォールディングといった限られた細胞内標的に収束します。軽度または一過性のストレスは適応または可逆的損傷を引き起こし、重度または持続的なストレスは、ミトコンドリア機能不全と膜破壊によって特徴付けられる閾値（後戻りできない点）を超え、細胞を死に至らせます。細胞死命名委員会は、偶発的細胞死経路と制御された細胞死経路を分子学的および形態学的に区別しており、同じミトコンドリアおよびシグナル伝達機構が、強度と状況に応じて、オートファジーを介した生存、またはアポトーシスや壊死へと細胞を導く可能性があります。
Clinical relevance
ここで記述されるパターンは、組織が疾患にどのように反応するか、また病理学者が生検および剖検材料をどのように解釈するかの根底にあります。例えば、壊死の形態は梗塞または感染を示唆し、肥大や化生などの適応変化は慢性ストレスを反映します。この分野は、教育的参考資料として疾患の概念的および形態学的基盤を記述するものであり、診断基準や治療指針を提供するものではありません。
Evidence & guidelines
分子フレームワークの多くは、細胞死命名委員会からの専門家コンセンサスによって統合されており、この委員会は細胞死の様式を区別するための定義と基準を定期的に標準化しています。Robbins & Cotranなどの標準的な病理学の参考書は、これらのメカニズムを損傷と適応の古典的な形態学に統合しています。
History
疾患の細胞概念は19世紀にルドルフ・ウィルヒョウによって確立され、彼は病理学を細胞に位置づけました。20世紀には可逆的および不可逆的損傷の生化学的研究が加わり、1972年からはアポトーシスが明確な制御された細胞死の形態として認識されるようになりました。それ以来、この分野は制御された細胞死経路の広範な分類と、適応応答としてのオートファジーの並行研究へと拡大しました。
Key figures
- Rudolf Virchow
- John Kerr
- Andrew Wyllie
- Guido Kroemer
Related topics
Seminal works
- galluzzi-2018-nomenclature
- fuchs-steller-2011
Frequently asked questions
- 適応と損傷の違いは何ですか？
- 適応とは、細胞のサイズ、数、または表現型の可逆的な変化であり、変化した要求の下で新しいが安定した定常状態を維持するものです。損傷は、ストレスが適応能力を超え、細胞の機能と構造を破壊するときに発生します。
- すべての細胞死は有害ですか？
- いいえ。一部の細胞死、特にアポトーシスのような制御された形態は生理学的であり、発生と組織の恒常性に不可欠ですが、壊死のような制御されない死は通常、病理学的損傷のマーカーです。