Hauptunterschied – Apoptose vs. Nekrose

Apoptose und Nekrose sind zwei Mechanismen, die am Zelltod in vielzelligen Organismen beteiligt sind. Apoptose wird als ein natürlich vorkommender physiologischer Prozess angesehen, während Nekrose ein pathologischer Prozess ist, der durch äußere Einflüsse wie Toxine, Traumata und Infektionen verursacht wird. Apoptose ist ein stark regulierter, rechtzeitiger Prozess, während die Nekrose ein unregulierter, zufälliger Prozess ist. Bei Nekrose werden Entzündungen und Gewebeschäden beobachtet. Die Hauptunterschied zwischen Apoptose und Nekrose ist das Apoptose ist ein vordefinierter Zellselbstmord, bei dem sich die Zelle aktiv selbst zerstört und eine reibungslose Funktion im Körper aufrechterhält, während Nekrose ein versehentlicher Zelltod ist, der aufgrund unkontrollierter äußerer Faktoren in der äußeren Umgebung der Zelle auftritt.

Dieser Artikel untersucht,

1. Was ist Apoptose? – Definition, Eigenschaften, Prozess 2. Was ist Nekrose? – Definition, Eigenschaften, Prozess 3. Was ist der Unterschied zwischen Apoptose und Nekrose?

Was ist Apoptose?

Apoptose ist ein programmierter Zelltod (PCD), ein regelmäßiger und kontrollierter Mechanismus des Wachstums und der Entwicklung eines Organismus. Es wird auch als zellulärer Selbstmord; Dabei nimmt die Zelle selbst an ihrem Absterben teil. Apoptose ermöglicht die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts der Zellvermehrung. Das heißt, jede einzelne Zelle des Körpers hat ein Eigenleben. Das gängige Beispiel sind rote Blutkörperchen, die nur 120 Tage leben und sich im Körper durch Apoptose selbst zerstören.

Apoptose tritt durch wohldefinierte, daraus folgende morphologische Veränderungen auf. Die Zelle schrumpft durch Trocknung, kondensiert und wird schließlich fragmentiert. Die Kondensation von Chromatin im Zellkern ist ein Kennzeichen der Apoptose. Es bilden sich kleine membrangebundene Vesikel, sogenannte Apoptotic Bodies, die den Zellinhalt enthalten. Daher wird während der Apoptose keine Freisetzung des Zellinhalts in die extrazelluläre Umgebung beobachtet, ohne eine Entzündungsreaktion zu erzeugen. Im Gegensatz dazu zeigt der Zelltod, der auf die Gewebeschädigung bei der Nekrose reagiert, deutliche morphologische Veränderungen zur Apoptose.

Abbildung 1: Strukturelle Veränderungen während der Apoptose im Vergleich zur Nekrose

Was ist Nekrose?

Nekrose ist die andere Art des Zelltods, die in Zellen aufgrund ihrer hohen Exposition gegenüber extremen Bedingungen auftritt, die von den normalen Bedingungen abweichen. Die extremen Bedingungen verursachen Schäden an der inneren Zellumgebung zusammen mit schnellen Zell- und Gewebeschäden. Daher wird die Nekrose als passiver, zufälliger Zelltod charakterisiert. Während der Nekrose wird Zellinhalt in das extrazelluläre Milieu freigesetzt, was schädliche Auswirkungen auf die Nachbarzellen hat.

Sechs Arten von morphologisch unterschiedlichen Arten von Nekrose können identifiziert werden:

– koagulative Nekrose – verflüssigte Nekrose – gangränöse Nekrose – käsige Nekrose – Fettnekrose – fibrinoide Nekrose

Nekrose wird durch mechanisches Trauma, Schäden in Blutgefäßen, Ischämie und thermische Effekte wie extrem hohe oder niedrige Temperaturen verursacht. Spinnenbisse können auch Nekrosen verursachen. Ein Bereich in einer Brustlymphe, der eine Fettnekrose aufweist, ist in Abbildung 2 dargestellt. Nekrotische Adipozyten sind von einer Entzündungsreaktion mit Cholesterinspalten umgeben.

Abbildung 2: Fettnekrose

Unterschied zwischen Apoptose und Nekrose

Definition

Apoptose: Apoptose ist der „programmierte“ Zelltod.

Nekrose: Nekrose ist der „vorzeitige“ Zelltod.

Verfahren

Apoptose: Die Apoptose erfolgt durch die Schrumpfung des Zytoplasmas gefolgt von der Kondensation des Zellkerns.

Nekrose: Nekrose tritt durch Schwellung des Zytoplasmas zusammen mit Mitochondrien auf, gefolgt von Zelllyse.

Ursache

Apoptose: Apoptose ist ein natürlich vorkommender physiologischer Prozess.

Nekrose: Nekrose ist ein pathologischer Prozess, der durch äußere Einflüsse wie Toxine, Traumata und Infektionen verursacht wird.

Membranintegrität

Apoptose: Während der Apoptose wird ein Ausbluten der Plasmamembran beobachtet, ohne ihre Integrität zu verlieren.

Nekrose: Während der Nekrose wird die Membranintegrität gelockert.

Chromatin

Apoptose: Chromatin wird während der Apoptose aggregiert.

Nekrose: Während der Nekrose wird keine strukturelle Veränderung des Chromatins beobachtet.

Organellen

Apoptose: Während der Apoptose werden Mitochondrien undicht, indem sie Poren auf der Membran bilden. Organellen in einer apoptotischen Zelle funktionieren auch nach dem Zelltod noch.

Nekrose: Während der Nekrose werden Organellen durch Schwellung zersetzt. Organellen in einer nekrotischen Zelle funktionieren nach dem Zelltod nicht.

Mitochondrien und Lysosomen

Apoptose: Mitochondrien werden undicht, während die Integrität der Lysosomen wie während der Apoptose erhalten bleibt.

Nekrose: Lysosomen werden undicht, während die Integrität der Mitochondrien während der Nekrose erhalten bleibt.

Vesikelbildung

Apoptose: Membrangebundene Vesikel, die als apoptotische Körper bezeichnet werden, werden durch Apoptose gebildet, wobei die Zelle in kleine Körper fragmentiert wird.

Nekrose: Es werden keine Vesikel gebildet, aber es kommt zu einer vollständigen Zelllyse, wodurch der Zellinhalt während der Nekrose in die extrazelluläre Flüssigkeit abgegeben wird.

Verordnung

Apoptose: Die Apoptose wird durch die Aktivierung des Stoffwechselwegs durch Enzyme streng reguliert.

Nekrose: Nekrose ist ein unregulierter Prozess.

Caspase

Apoptose: Apoptose ist ein Caspase-abhängiger Weg.

Nekrose: Nekrose ist ein Caspase-unabhängiger Weg.

Energiebedarf

Apoptose: Apoptose ist ein aktiver Prozess, der ATP-Energie benötigt.

Nekrose: Nekrose ist ein inaktiver Prozess, daher wird keine Energie für den Prozess benötigt.

Auftreten bei 4 °C

Apoptose: Da Apoptose ein aktiver Prozess ist, tritt sie bei 4 °C nicht auf.

Nekrose: Nekrose tritt bei 4 °C auf.

Verdauung von DNA

Apoptose: Nicht-zufällige mono- und oligonukleosomale Längenfragmentierung der DNA tritt während der Apoptose auf. Diese DNA-Fragmente zeigen bei der Agarosegelelektrophorese ein Bandenmuster.

Nekrose: DNA in der Zelle wird während der Nekrose zufällig verdaut. Zufällig verdaute DNA zeigt einen Abstrich bei der Agarosegelelektrophorese.

Zeitpunkt für die DNA-Verdauung

Apoptose: Die prälytische DNA-Fragmentierung tritt bei der Apoptose auf.

Nekrose: Bei Nekrose tritt ein postlytischer DNA-Verdau auf.

Freisetzung von Faktoren in das Zytoplasma

Apoptose: Während der Apoptose werden verschiedene Faktoren wie Cytochrom C und AIF von ihren Mitochondrien in das Cytoplasma der sterbenden Zelle freigesetzt.

Nekrose: Es werden keine Faktoren in das Zytoplasma freigesetzt.

Auftreten

Apoptose: Apoptose ist ein lokalisierter Prozess, bei dem einzelne Zellen zerstört werden.

Nekrose: Nekrose betrifft zusammenhängende Zellgruppen.

Phagozytose

Apoptose: Apoptotische Zellen werden entweder durch Phagozyten oder benachbarte Zellen phagozytiert.

Nekrose: Nekrotische Zellen werden nur von Fresszellen phagozytiert.

Symptome

Apoptose: Weder Entzündungen noch Gewebeschäden werden durch Apoptose verursacht.

Nekrose: Eine signifikante Entzündungsreaktion wird durch das Immunsystem des Organismus während der Nekrose erzeugt. Nekrose kann Gewebeschäden verursachen.

Beeinflussen

Apoptose: Apoptose ist oft von Vorteil. Aber abnormale Aktivität kann Krankheiten verursachen.

Nekrose: Nekrose ist immer schädlich für den Organismus. Unbehandelte Nekrose kann tödlich sein.

Funktion

Apoptose: Apoptose ist an der Kontrolle der Zellzahl im Körper mehrzelliger Organismen beteiligt.

Nekrose: Nekrose ist an der Gewebeschädigung und der Induktion des Immunsystems beteiligt und schützt den Körper auch vor Krankheitserregern.

Abschluss

Apoptose und Nekrose sind die beiden Varianten des Zelltods, die in vielzelligen Organismen vorkommen. Der Hauptunterschied zwischen Apoptose und Nekrose besteht in den am Zelltod beteiligten Mechanismen. Apoptose ist ein natürlicher physiologischer Prozess, während Nekrose ein pathologischer Prozess ist, der durch äußere Einflüsse wie Toxine, Traumata und Infektionen verursacht wird. Apoptose ist an der Kontrolle der Zellzahl im Körper beteiligt, während Nekrose an der Induktion des Immunsystems beteiligt ist und den Körper vor Krankheitserregern schützt. Nicht-apoptotische Zellen führen entweder zur Bildung von Tumoren oder Krebs. Eine erhöhte Apoptoserate führt auch zu Krankheitszuständen in Herz, Leber und AIDS. Nekrose tritt auf, wenn die Zellen durch extreme Bedingungen wie Toxine, erhöhte Temperatur und verminderte Sauerstoffkonzentration geschädigt werden. Es führt auch zu Gewebeschäden und Entzündungen.

Referenz:1. Fink, Susan L. und Brad T. Cookson. "Apoptose, Pyroptose und Nekrose: Mechanistische Beschreibung toter und sterbender eukaryotischer Zellen." Infektion und Immunität. Amerikanische Gesellschaft für Mikrobiologie, April 2005. Web. 2. April 2017. 2. Lodish, Harvey. „Der Zelltod und seine Regulierung.“ Molekulare Zellbiologie. 4. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 2. April 2017. 3. Alberts, Bruce. „Programmierter Zelltod (Apoptose).“ Molekularbiologie der Zelle. 4. Auflage. U.S. National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 2. Apr. 2017. 4. „Eine kurze Zusammenfassung der 6 Arten von Nekrose.“ Student der Pathologie. N.S., N.D. Netz. 02.04.2017.

Mit freundlicher Genehmigung: „Strukturelle Veränderungen von Zellen, die Nekrose oder Apoptose durchmachen“ Von Nationalem Institut für Alkoholmissbrauch und Alkoholismus (NIAAA) – Datei: Strukturelle Veränderungen von Zellen, die Nekrose oder Apoptose durchmachen.gif; (pubs.niaaa.nih.gov), Public Domain) über Commons Wikimedia2. "Brustgewebe mit Fettnekrose 4X." Von der Abteilung für Pathologie, Calicut Medical College – Government Medical College, Kozhikode (CC BY-SA 4.0) über Commons Wikimedia