Некроз и гибель клеток

Некроз — это форма гибели клеток, характеризующаяся потерей целостности мембраны, выходом клеточного содержимого и сопутствующей воспалительной реакцией. Классически рассматриваемый как случайная, нерегулируемая гибель, наступающая после тяжелого повреждения, некроз в настоящее время признан включающим регулируемые варианты, такие как некроптоз, которые имеют ту же морфологию, но протекают по определенным молекулярным путям. Некроз отличается от апоптоза своими воспалительными последствиями и морфологическими паттернами в тканях.

Definition

Некроз — это тип гибели клеток, характеризующийся разрывом плазматической мембраны, высвобождением внутриклеточного содержимого и последующей воспалительной реакцией, включающий как случайную (нерегулируемую) гибель от массивного повреждения, так и регулируемые некротические пути, такие как некроптоз.

Scope

Эта тема охватывает морфологию некроза, его основные тканевые паттерны (коагуляционный, колликвационный, казеозный, жировой, фибриноидный и гангренозный), различие между случайным и регулируемым некрозом, а также некроптоз как наиболее хорошо охарактеризованный регулируемый некротический путь. Она противопоставляет некроз апоптозу, но подробное описание апоптотического механизма откладывается до родственной темы.

Core questions

• Чем некроз отличается морфологически и иммунологически от апоптоза?
• Какие тканевые паттерны некроза существуют и что они означают?
• Всегда ли некроз нерегулируем, или он может быть запрограммированным путем?
• Как некроз вызывает воспаление посредством высвобождения клеточного содержимого?

Key concepts

• Потеря целостности плазматической мембраны
• Коагуляционный некроз
• Колликвационный некроз
• Казеозный некроз
• Жировой, фибриноидный и гангренозный некроз
• Некроптоз (регулируемый некроз)
• Молекулярные паттерны, ассоциированные с повреждением, и воспаление

Mechanisms

При случайном некрозе тяжелое повреждение истощает АТФ и нарушает целостность мембран и органелл, вызывая набухание и разрыв клетки. Высвобождение внутриклеточного содержимого, включая ассоциированные с повреждением молекулярные паттерны, в окружающую среду привлекает воспалительные клетки, что является отличительной чертой, отличающей некроз от иммунологически молчаливого процесса апоптоза. Морфологический паттерн зависит от ткани и причины: коагуляционный некроз сохраняет архитектуру в паренхиматозных органах после ишемии, колликвационный некроз растворяет ткань в головном мозге и в абсцессах, казеозный некроз образует творожистый очаг, характерный для туберкулеза, а жировой, фибриноидный и гангренозный паттерны отражают особые условия. Некроптоз — это регулируемая форма, осуществляемая посредством рецептор-взаимодействующих протеинкиназ (RIPK1 и RIPK3) и псевдокиназы MLKL, которая повышает проницаемость плазматической мембраны, вызывая некротическую морфологию под генетическим контролем.

Clinical relevance

Распознавание паттерна некроза в тканях помогает локализовать и охарактеризовать патологические процессы — например, коагуляционный некроз указывает на инфаркт, казеозный некроз указывает на гранулематозную инфекцию, а колликвационный некроз предполагает абсцесс или инфаркт мозга. Данная статья описывает эти паттерны для справки и не предоставляет диагностических порогов или рекомендаций по лечению.

Evidence & guidelines

Молекулярная классификация некроза и его регулируемых вариантов консолидирована экспертным консенсусом Номенклатурного комитета по клеточной смерти, в то время как классические тканевые паттерны кодифицированы в стандартных патологоанатомических справочниках.

History

Некроз долгое время определялся морфологически как беспорядочное разрушение клеток после летального повреждения и противопоставлялся апоптозу после того, как последний был охарактеризован в 1972 году. Открытие в 2000-х и 2010-х годах того, что некоторый некроз генетически запрограммирован — некроптоз, осуществляемый RIPK3 и MLKL — опровергло предположение о том, что весь некроз является случайным, и послужило причиной обновления номенклатуры, различающей регулируемую и случайную гибель клеток.

Debates

Какова доля регулируемого и случайного некроза in vivo?

Признание некроптоза и других регулируемых некротических путей подняло вопрос о том, как часто некроз, наблюдаемый при заболеваниях, отражает запрограммированный путь, поддающийся модуляции, а не пассивный коллапс, баланс, который варьируется в зависимости от повреждения и ткани и остается предметом исследований.

Key figures

• Guido Kroemer
• Peter Vandenabeele
• Douglas Green

Seminal works

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

Frequently asked questions

Почему некроз вызывает воспаление, а апоптоз обычно нет?

Некроз разрывает плазматическую мембрану и высвобождает внутриклеточное содержимое, включая молекулы, которые действуют как сигналы опасности для иммунной системы, тогда как апоптоз упаковывает клетку в мембранные тельца, которые удаляются без высвобождения их содержимого.

Некроптоз — это то же самое, что некроз?

Некроптоз приводит к некротической морфологии, но является регулируемым путем, управляемым специфическими киназами (RIPK1, RIPK3) и эффектором MLKL, поэтому это запрограммированный подтип, а не случайный некроз, вызванный массивным повреждением.