Apoptose und Nekrose: Welche Unterschiede bestehen?
Der Zelltod im menschlichen Gewebe und in anderen vielzelligen Organismen ist ein normales Ereignis. Tatsächlich sind Apoptose und Nekrose zwei Begriffe, die sich auf zwei Arten des Absterbens von Zellen beziehen. Die Anzahl der Zellen in verschiedenen Geweben wird durch ein homöostatisches Gleichgewicht zwischen der Bildung neuer Zellen und dem Absterben verbrauchter Zellen bestimmt.
Im Fall der Apoptose ist dies ein natürlicher Prozess, der genetisch programmiert ist und auf homöostatische Mechanismen reagiert. Es gibt jedoch Ausfälle bei der Aktivierung der Apoptose, die Probleme im Körper auslösen können.
Andererseits ist die Nekrose ein akuter Prozess, der durch eine massive Zellschädigung oder -erkrankung hervorgerufen wird.
Zelluläre Mechanismen von Apoptose und Nekrose
Der Zelltod ist die Beendigung der Lebensfunktionen einer Zelle. Dies ist das Ergebnis irreversibler morphologischer, funktioneller und chemischer Veränderungen. Insgesamt kann dieser Prozess viele unterschiedliche Ursachen haben. Dazu gehören unter anderem ein Funktionsverlust, mechanische Schäden, Infektionen, chemische Wirkstoffe oder ein Nährstoffmangel.
Der Unterschied zwischen Apoptose und Nekrose ist jedoch der Mechanismus, durch den sie auftreten. Im Folgenden werden wir die Merkmale von Apoptose und Nekrose genauer beschreiben.
Nekrose
Zunächst tritt eine Nekrose akut auf, und zwar auf unphysiologische Weise, aufgrund einer Aggression, die eine Verletzung eines bedeutenden Teils des Gewebes verursacht. Sie kann zum Beispiel in einigen der folgenden Bereichen auftreten:
- Im Zentrum von infarziertem Gewebe
- In einem Bereich der Ischämie (ohne ausreichende Blutzufuhr)
- Im Bereich einer Toxin-Verletzung
Die Wirkung von Toxinen, Sauerstoffmangel, massiver Aggression oder jede andere Situation, die zu einer Abnahme von ATP (Adenosintriphosphat) führt, kann den Prozess der Nekrose auslösen. ATP ist eine Substanz, die den Zellen Energie liefert und ohne die sie keine ihrer Funktionen ausführen können.
Dieser Energiemangel führt dazu, dass die Zellorganellen, bei denen es sich um verschiedene Strukturen handelt, die lebenswichtige Funktionen in der Zelle erfüllen, in Unordnung geraten. Ebenso zerfällt das Zytoplasma, der Teil des Zellinneren, in dem sich die verschiedenen Organellen befinden. Einige der Veränderungen, die eine Nekrose in den Zellorganellen hervorruft, sind folgende:
- Das endoplasmatische Retikulum (zuständig für die Synthese von Molekülen und den Transport von Substanzen) und die Mitochondrien erweitern sich.
- Das Chromatin (wo sich die DNA der Zelle befindet) löst sich auf.
- Die Zellmembran verliert an Kontinuität und reißt schließlich ein.
Während der Nekrose spaltet sich die DNA in zufällige, unregelmäßige Fragmente auf. Und als Folge des Verlustes der Kontinuität der Zellmembran tritt der Inhalt des Zellinneren aus der Zelle aus.
Durch diesen Prozess wandern die Zellen des Immunsystems in den Bereich, in dem die Nekrose aufgetreten ist, und lösen einen Entzündungsprozess aus.
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Apoptose
Der Vorgang der Apoptose wurde 1972 entdeckt und stand bis Ende der 1980er Jahre im Mittelpunkt histologischer Untersuchungen. Doch erst in den 1990er Jahren gelang es den Wissenschaftlern, die genetischen und molekularen Mechanismen zu entdecken, die diesem Prozess zugrunde liegen.
Dieser Zelltodprozess kann auf natürlich Weise oder als Folge einer Krankheit auftreten, jedoch ohne ATP-Verlust. Dies liegt daran, dass für die Apoptose Energie verbraucht werden muss.
Ein genetisch und synthetisch motivierter Befehl löst eine Reihe von biochemischen Reaktionen aus, die zu Veränderungen der Zellmorphologie und schließlich zum Zelltod führen. All dies ist eine Reaktion auf physiologische oder pathologische Ereignisse.
In Fällen, in denen die Apoptose die Folge einer Krankheit ist, liegt es daran, dass die Krankheit die Zelle dazu motiviert, ihren eigenen Tod einzuleiten. Histologisch gesehen handelt es sich um die Kondensation oder Schrumpfung der Zellorganellen im Zytoplasma.
Das Chromatin wird nicht abgebaut, sondern kondensiert, um apoptotische Körper zu bilden. Das Immunsystem baut dieses kondensierte Chromatin nicht ab, sodass keine Entzündung auftritt. Vielmehr wird es von benachbarten Zellen aufgenommen. Dieser Prozess findet in isolierten Zellen und nicht in ganzen Gewebebereichen statt.
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Abschließend
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich die Apoptose und die Nekrose in dem Stimulus unterscheiden, der beide Prozesse auslöst. Darüber hinaus gibt es auch Unterschiede im Energiebedarf, in der Histologie und im DNA-Abbau.
Bei beiden Prozessen werden Zellorganellen und die Zellmembran verändert. Während die Apoptose gelegentlich auftritt und sich in isolierten Zellen entwickelt, zeigt sich die Nekrose dagegen in ganzen Gewebeabschnitten.
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