АПОПТОЗ. НЕКРОЗ. Учитель биологии лицей «Эрудит» г. Донецк Бездверная Любовь Владимировна Урок с использованием кейстехнологии для профильных классов Цель урока : сформировать знания учащихся о механизмах апоптоза и некроза Сформировать умения выявлять причины некроза и апоптоза; факторы, вызывающие запрограммированную и случайную гибель клетки Задачи урока: обучающиеся: Научить анализировать информацию, используя кейс- технологии - Задача к кейсу: Самурайский закон биологии По мнению академика Скулачева, клетки уходят в апоптоз» по многим причинам. Одна из основных – появление «бездомных» клеток . Клетки в организме «привязаны» к определенному органу и существуют только в соответствующем окружении . И если вдруг какая либо клетка попадает в «чужой» орган или ткань , то она быстро «кончает жизнь самоубийством» Скулачев называет это «самурайским законом биологии»-лучше умереть, чем ошибаться . А на научном языке » самурайский закон» формулируется следующим образом :во всех живых системах начиная с внутриклеточных органелл до организма , существует система самоликвидации Вопросы для кейса 1.Согласны ли вы с данным утверждением Скулачева ? Приведите доказательства «за» и «против» такого утверждения? 2.Всегда ли апоптоз является благом для организма? 3.Апоптоз это патология или физиология? 4. Какая связь между механизмом программируемой клеточной гибелью и ритуальным самоубийством японцев? 5.Когда и при каких обстоятельствах в клетке включается программа апоптоза ? 6.Что означает «апоптоз изнутри» и «апоптоз по команде»? 7.Какое место в жизни клетки занимает некроз? РАБОТА В ГРУППАХ 1 группа утверждающая 2 группа отрицающая 3 группа модераторы –озвучивают окончательный вывод по теме дебатов А)На основе анализа информационного материала, обсуждаем вопросы для кейса, группы делают вывод о положительных и отрицательных сторонах апоптоза и некроза. Б)1и2 группа составляют кластер: «механизм апоптоза» В)модераторы составляют сравнительную таблицу: Апоптоз и некроз ИНФОРМАЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ АПОПТОЗ Апопто́з (др.-греч. ἀπόπτωσις — опадание листьев) — регулируемый процесс программируемой клеточной гибели, в результате которого клетка распадается на отдельные апоптотические тельца История исследования Карл Фохт — немецкий естествоиспытатель, зоолог, палеонтолог, врач Сидней Бреннер, Джон Салстон и Роберт Хорвиц Фазы апоптоза Процесс апоптоза можно условно разделить на три фазы: сигнальную (индукторную), эффекторную и деградационную (фаза экзекуции или деструкции). Сигнальная фаза Несмотря на разнообразие инициирующих факторов, выделяются два основных пути передачи сигнала апоптоза: рецептор-зависимый (внешний) сигнальный путь с участием рецепторов гибели клетки и митохондриальный (собственный) путь Рецептор-зависимый сигнальный путь Все рецепторы смерти представляют собой трансмембранные белки, характеризующиеся наличием общей последовательности из 80 аминокислот в цитоплазматическом домене. Данная последовательность называется доменом смерти (англ. death domain или кратко DD) и является необходимой для трансдукции сигнала апоптоза. Внеклеточные участки рецепторов смерти взаимодействуют с тримерами лигандов Тримеры лигандов в результате взаимодействия тримеризуют рецепторы смерти (то есть «сшивают» 3 молекулы рецептора). Активированный таким образом рецептор взаимодействует с соответствующим внутриклеточным адаптером (или адаптерами). Рецептор-зависимый сигнальный путь Адаптер, ассоциированный с рецептором смерти, вступает во взаимодействие с эффекторами.В результате цепочки взаимодействия «лигандрецептор-адаптер-эффектор» формируются агрегаты, в которых происходит активация каспаз. Данные агрегаты именуются апоптосомами, апоптозными шаперонами или сигнальными комплексами, индуцирующими смерть Митохондриальный сигнальный путь Большинство форм апоптоза у позвоночных реализуется по митохондриальному пути, а не через рецепторы клеточной гибели. МИТОХОНДРИАЛЬНЫЙ СГНАЛЬНЫЙ ПУТЬ Ключевым событием митохондриального пути апоптоза является повышение проницаемости наружной мембраны митохондрий При этом, вероятно, нарушается целостность внешней мембраны митохондрий, по неизвестному пока механизму. Далее матрикс митохондрий активирует каспазы Эффекторная фаза В течение эффекторной фазы различные инициирующие пути конвертируются в один (или несколько) общий путь апоптоза. Как правило, происходит активация каскада белков-эффекторов и регулирующих их белков-модуляторов. Основными эффекторами апоптоза являются каспазы. В процессе активации они запускают каспазный каскад: сложно переплетённые цепочки взаимодействий инициирующих и эффекторных каспаз. Деградационная фаза Итогом программируемой клеточной гибели вне зависимости от изначального инициирующего воздействия является деградация клетки путём фрагментации на отдельные апоптотические тельца, ограниченные плазматической мембраной. Фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро (в среднем за 90 минут) фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции. Роль апоптоза в многоклеточном организме Одной из главных функций апоптоза в многоклеточном организме является поддержание клеточного гомеостаза, то есть постоянства клеточной популяции. Роль апоптоза в иммунных процессах В иммунной системе животных программируемая клеточная смерть задействована в обеспечении целого ряда жизненно важных функций иммунитета. Для начала следует отметить, что процесс апоптоза заложен в основу позитивной и негативной селекции T- и B-лимфоцитов, обеспечивая выживание антигенспецифичных клонов и последующую выбраковку аутореактивных лимфоцитов. На обоих этапах селекции, клетки, не прошедшие отбор, погибают в результате апоптоза некроз НЕКРОЗ Некро́з (от греч. νεκρός — мёртвый), или омертве́ние — это патологический процесс, выражающийся в местной гибели ткани в живом организме в результате какого-либо экзо- или эндогенного её повреждения. Классификации некроза По этиологии Травматический Токсигенный Трофоневротический Ишемический Аллергический Клинико-морфологическая •Коагуляционный некроз (сухой) •Колликвационный некроз (влажный) •Казеозный некроз •Секвестр (медицина) •Гангрена •Инфаркт •Пролежни По механизму возникновения •Прямой (токсический, травматический) •Непрямой (аллергический, ишемический, трофоневротический) Причины некроза Причиной гибели ткани может быть непосредственное разрушение их каким-либо агентом (физическим или химическим), а также косвенные изменения: аллергическая реакция, нарушения иннервации и кровообращения. Задания для работы ив группах 1.Группы изучают информационный материал 2.Проводится дискуссия по данному кейсу 3.Модераторы озвучивают окончательный вывод по теме дебатов 4.1и 2 группы составляют кластер механизм апоптоза Кластер : Апоптоз и некроз Выводы Апоптоз + фрагменты погибшей клетки обычно очень быстро (в среднем за 90 минут) фагоцитируются макрофагами либо соседними клетками, минуя развитие воспалительной реакции регуляция количества активно пролиферирующих клеток (клетки кроветворной системы или гепатоциты крови) "избавление" от мутантных, инфицированных, облученных, поврежденных клеток в многоклеточных организмах апоптоз к тому же задействован в процессах дифференциации и морфогенеза поддерживает клеточный гомеостаз Апоптоз( -) Относятся патологии, вызванные апоптоза нарушением Опухолевые заболевания. Вторую группу заболеваний, связанных с ослаблением апоптоза, составляют злокачественные опухоли. Вирусные заболевания. В норме инфицированные клетки погибают в результате активации рецептор-зависимого апоптоза, дабы предотвратить распространение вируса. Однако некоторые вирусы способны нарушать нормальную регуляцию механизма программируемой клеточной гибели, или даже активно предотвращать апоптоз. Некроз ( + ) + Выраженная симптоматика + Воспалительный процесс + Спасение организма путем пожертвования некоторых групп клеток + Повышение защитных сил организма Некроз ( - ) -Гибель целого организма -Процесс необратим -Образование кисты -Секвестрация(формирование участка мертвой ткани, который не подвергается аутолизу ) Некроз жизненно важных органов ведет к смерти Сравнительная таблица Подведение итога урока 1. Ответы на вопросы кейса 10 баллов 2.Отчеты групп 20 балов 3. Дискуссия 30 баллов 4. Составление кластера 20 баллов 5. Выводы 20 баллов Общее количество баллов за урок 100 баллов 90-100 баллов – 5 89-75 баллов – 4 74 -50 баллов – 3 От 49 баллов - 2 Спасибо за внимание
