Hoại tử và Chết tế bào

Hoại tử là một dạng chết tế bào được đánh dấu bằng sự mất tính toàn vẹn của màng, rò rỉ các chất bên trong tế bào và phản ứng viêm đi kèm. Theo truyền thống, hoại tử được coi là cái chết ngẫu nhiên, không được kiểm soát xảy ra sau chấn thương nghiêm trọng. Tuy nhiên, hiện nay hoại tử được công nhận bao gồm các biến thể được điều hòa như hoại tử theo chương trình (necroptosis) có cùng hình thái nhưng tiến hành thông qua các con đường phân tử xác định. Hoại tử được phân biệt với quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) bởi hậu quả viêm và các kiểu hình thái của nó trong mô.

Definition

Hoại tử là một loại chết tế bào được đặc trưng bởi sự vỡ màng plasma, giải phóng các chất bên trong tế bào và phản ứng viêm sau đó, bao gồm cả cái chết ngẫu nhiên (không được điều hòa) do chấn thương quá mức và các con đường hoại tử được điều hòa như hoại tử theo chương trình (necroptosis).

Scope

Chủ đề này bao gồm hình thái của hoại tử, các kiểu hình thái mô chính của nó (hoại tử đông, hoại tử hóa lỏng, hoại tử bã đậu, hoại tử mỡ, hoại tử dạng tơ huyết và hoại tử hoại thư), sự phân biệt giữa hoại tử ngẫu nhiên và hoại tử được điều hòa, và hoại tử theo chương trình (necroptosis) là con đường hoại tử được điều hòa được đặc trưng rõ nhất. Nó đối chiếu hoại tử với quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) nhưng trì hoãn việc mô tả chi tiết cơ chế chết tế bào theo chương trình (apoptotic machinery) cho chủ đề liên quan.

Core questions

• Hoại tử khác biệt về mặt hình thái và miễn dịch học với quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) như thế nào?
• Tồn tại những kiểu hoại tử mô nào và chúng có ý nghĩa gì?
• Hoại tử luôn không được điều hòa, hay nó có thể là một con đường được lập trình?
• Hoại tử gây viêm như thế nào thông qua việc giải phóng các chất bên trong tế bào?

Key concepts

• Mất tính toàn vẹn của màng plasma
• Hoại tử đông
• Hoại tử hóa lỏng
• Hoại tử bã đậu
• Hoại tử mỡ, dạng tơ huyết và hoại thư
• Hoại tử theo chương trình (necroptosis) (hoại tử được điều hòa)
• Các mẫu phân tử liên quan đến tổn thương và viêm

Mechanisms

Trong hoại tử ngẫu nhiên, chấn thương nghiêm trọng làm cạn kiệt ATP và phá vỡ tính toàn vẹn của màng và bào quan, khiến tế bào sưng lên và vỡ ra. Sự tràn các chất bên trong tế bào — bao gồm các mẫu phân tử liên quan đến tổn thương (damage-associated molecular patterns) — vào môi trường xung quanh sẽ thu hút các tế bào viêm, đây là dấu hiệu đặc trưng phân biệt hoại tử với quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) không gây miễn dịch. Kiểu hình thái phụ thuộc vào mô và nguyên nhân: hoại tử đông giữ lại cấu trúc trong các cơ quan đặc sau thiếu máu cục bộ, hoại tử hóa lỏng làm tan mô trong não và trong các ổ áp xe, hoại tử bã đậu tạo ra một ổ giống phô mai điển hình của bệnh lao, và các kiểu hoại tử mỡ, dạng tơ huyết và hoại thư phản ánh các tình huống cụ thể. Hoại tử theo chương trình (necroptosis) là một dạng được điều hòa được thực hiện thông qua các kinase tương tác với thụ thể (receptor-interacting protein kinases - RIPK1 và RIPK3) và pseudokinase MLKL, làm tăng tính thấm của màng plasma, tạo ra hình thái hoại tử dưới sự kiểm soát di truyền.

Clinical relevance

Việc nhận biết kiểu hoại tử trong mô giúp định vị và đặc trưng hóa các quá trình bệnh lý — ví dụ, hoại tử đông cho thấy nhồi máu, hoại tử bã đậu chỉ ra nhiễm trùng u hạt, và hoại tử hóa lỏng gợi ý một ổ áp xe hoặc nhồi máu não. Mục này mô tả các kiểu này để tham khảo và không cung cấp ngưỡng chẩn đoán hoặc hướng dẫn quản lý.

Evidence & guidelines

Phân loại phân tử của hoại tử và các biến thể được điều hòa của nó được củng cố bởi sự đồng thuận của các chuyên gia từ Ủy ban Danh pháp về Chết tế bào (Nomenclature Committee on Cell Death), trong khi các kiểu mô cổ điển được hệ thống hóa trong các tài liệu tham khảo bệnh học tiêu chuẩn.

History

Hoại tử từ lâu đã được định nghĩa về mặt hình thái là sự phân hủy tế bào không có trật tự sau tổn thương gây chết người, và được đối chiếu với quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) sau khi quá trình này được đặc trưng vào năm 1972. Việc phát hiện vào những năm 2000 và 2010 rằng một số hoại tử được lập trình di truyền — hoại tử theo chương trình (necroptosis), được thực hiện bởi RIPK3 và MLKL — đã lật đổ giả định rằng tất cả hoại tử đều là ngẫu nhiên và thúc đẩy danh pháp cập nhật phân biệt giữa chết tế bào được điều hòa và chết tế bào ngẫu nhiên.

Debates

Có bao nhiêu hoại tử in vivo là được điều hòa so với ngẫu nhiên?

Việc nhận biết hoại tử theo chương trình (necroptosis) và các con đường hoại tử được điều hòa khác đã đặt ra câu hỏi về tần suất hoại tử được thấy trong bệnh tật phản ánh một con đường được lập trình có thể điều chỉnh được thay vì sự sụp đổ thụ động, một sự cân bằng thay đổi tùy theo tổn thương và mô và vẫn đang được nghiên cứu.

Key figures

• Guido Kroemer
• Peter Vandenabeele
• Douglas Green

Seminal works

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

Frequently asked questions

Tại sao hoại tử gây viêm nhưng quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) thường thì không?

Hoại tử làm vỡ màng plasma và giải phóng các chất bên trong tế bào, bao gồm các phân tử hoạt động như tín hiệu nguy hiểm đối với hệ miễn dịch, trong khi quá trình chết tế bào theo chương trình (apoptosis) đóng gói tế bào vào các thể có màng bao bọc được loại bỏ mà không làm tràn các chất bên trong.

Hoại tử theo chương trình (necroptosis) có giống với hoại tử không?

Hoại tử theo chương trình (necroptosis) tạo ra hình thái hoại tử nhưng là một con đường được điều hòa được thúc đẩy bởi các kinase cụ thể (RIPK1, RIPK3) và chất thực hiện MLKL, vì vậy nó là một phân nhóm được lập trình chứ không phải là hoại tử ngẫu nhiên do chấn thương quá mức gây ra.