Apoptosis

‫אפופטוזיס‪:‬‬ ‫(הקלטה מהתאריך ‪ 7/11‬דקה ‪)38:38‬‬ ‫אפופטוזיס כחלק מה‪:Cell Cycle -‬‬ ‫באותן נקודות ‪ Check Points‬בהן התא מחפש אחר תקלות ("באגים") כנזקי ‪ ,DNA‬במידה ואכן מתגלות כאלו‪,‬‬ ‫לתא ישנן שתי אפשרויות פעולה‪:‬‬ ‫‪)1‬אם התא מסוגל להתמודד אתן (במידה ואין יותר מדי תקלות)‪ ,‬הוא אכן יתקן אותן‪.‬‬ ‫‪)2‬במידה וישנן תקלות רבות‪ ,‬התא יבחר בביצוע אפופטוזיס‪ ,‬וזו למעשה ברירת המחדל בסיטואציה של גילוי‬ ‫תקלות‪.‬‬ ‫ההגיון בתופעה זו מאד ברור‪" :‬עדיף לאבד תא אחד או מספר תאים מתוך הרקמה אך להשאיר את האורגניזם מתפקד בצורה‬ ‫בריאה"‪.‬‬ ‫באופן מפתיע תהליך זה אינו נמצא רק באורגניזמים רב תאיים‪ ,‬אלא ניתן למצוא אותו גם ביצורים הנמצאים אבולוציונית עוד‬ ‫בטרם הופעת יצורים רב תאיים בטבע‪ ,‬ככל הנראה כחלק מהמעבר שבין חד תאיים לרב תאיים דרך שלב של חיי "קומונה"‪.‬‬ ‫בצורת חיים זו של קומונה ‪ /‬להקה ‪ /‬מושבה ‪ /‬קבוצת תאים מרוכזת זו‪ ,‬ניתן לראות בנוסף התמיינות פונקציונאלית‪ ,‬הן מבחינה‬ ‫גנטית והן מבחינה פנוטיפית‪ ,‬המייחדת תתי קבוצות שונות מתוך הקבוצה הגדולה‪ .‬כלומר‪ ,‬כל תת קבוצה מתוך הלהקה מהווה‬ ‫מעין איבר בתוך האורגניזם הכולל המורכב מהרבה חד תאים בודדים‪.‬‬ ‫בנוסף‪ ,‬קיים האפופטוזיס גם בצמחים‪ .‬כאשר עלה מתחיל בריקבון או בבוא הסתיו‪ ,‬בכדי לנתק אותו מהגבעול‪ ,‬מבצעים תאי‬ ‫העלה אפופטוזיס (ומכאן מקור השם בלטינית‪ ,‬אפופטוזיס = "עלים בשלכת")‪ .‬בעבר כונתה התופעה גם "התאבדות של‬ ‫תאים"‪ ,"Suicide" ,‬או "‪ ,"Cell death program‬ואכן גם שמות אלו מאפיינים היטב את אופי התופעה‪.‬‬ ‫‪ Apoptosis‬כנגד ‪:Necrosis‬‬ ‫אל מול תופעת ההתאבדות של תא קיימת גם תופעת ה‪" = ( Necrosis -‬נמק")‪ ,‬שהיא למעשה מוות של תא כתוצאה מפגיעה‬ ‫פיסית – שלא כתוצאה של תהליך מכוון של התא‪ .‬ניתן לומר שההבדל העקרוני בין שתי התופעות הוא השלב האחרון בהן‪.‬‬ ‫באפופטוזיס השלב האחרון הוא "בליעת" שיירי התא המתאבד ע"י תאים שכנים (ברוב הרקמות בגוף) או ע"י פגוציטים‬ ‫(תאים של מערכת החיסון שתפקידם "לבלוע" שיירי אפופטוזיס‪ ,‬חיידקים וכדומה) בתהליך המכונה – ‪ .Phagocytosis‬ואילו‬ ‫בנקרוזיס השלב האחרון (ברמת התא הניזוק) הוא יצירת דלקת (‪.)Inflammation‬‬ ‫מהי דלקת‪:‬‬ ‫זו הפעלה של המערכת החיסונית ע"י יצירת נדידה של תאים השייכים למערכת החיסונית (כל תאי ה‪ T -‬למיניהם‪T- :‬‬ ‫‪ ,cytotoxin, T-helper‬מאקרופאז'ים ופגוציטים) לאזור התקלה‪ ,‬בליעת (או הרס ובליעת) התאים הבעייתיים (תא של‬ ‫האורגניזם שנפגע או תא של גורם זר כחיידק)‪ ,‬וסילוקם אל מחוץ לאזור זה‪.‬‬ ‫לחלק מתאים אלו‪ ,‬ישנה היכולת להפריש חמרים המכונים בשם הכללי "ציטוקינים"‪ ,‬שתפקידם הוא הרס תאים שאמורים‬ ‫להיות מושמדים ע"י מערכת החיסון‪ .‬ברמה הרקמתית נוכל להבחין באדמומיות רבה ובחום גבוה מן הרגיל של הרקמה באזור‬ ‫זה‪ ,‬כתוצאה מפעילות הציטוקינים‪ ,‬ואף מוגלה המהווה את תכולת הגרעין והציטופלזמה של התא שניזוק‪.‬‬ ‫איך מערכת החיסון מבדילה בין הגורמים אותם היא פוגשת באתר הפגיעה‪:‬‬ ‫בשלב ההריון‪ ,‬עוד בהיות האורגניזם עובר ואף בתקופה קצרה לאחר הוולד האורגניזם‪ ,‬נמצאת מערכת החיסון בשלב של‬ ‫"למידת" הגורמים הקיימים בגוף‪ .‬כלומר‪ ,‬זיהוי של גורמים שונים‪ ,‬וההכרעה האם הם ימצאו תחת הקטגוריה של "‪ ,"Self‬או‬ ‫– ‪ .""Non-self‬ובמידה וישנה קריאה לאתם גופים מזהים של מערכת החיסון לאזור פגיעה‪ ,‬במידה וזוהה גורם כלשהו כ‪-‬‬ ‫‪ ,non-self‬יופעלו כנגדו הגורמים המתאימים של המערכת‪ .‬אחד ה‪ "Triggers" -‬המיידיים המפעילים את מערכת החיסון‬ ‫הוא המצאות של מולקולת ‪ DNA‬חשופה בנוזל הבין תאי‪ ,‬ההיגיון הוא שלמערכת החיסונית אין את היכולת להבדיל בין‬ ‫תכולת תא של האורגניזם לשל תא פולש‪ ,‬ובנוסף אין שום סיבה שברקמה בריאה תמצא תכולה תוך‪-‬תאית חשופה ללא‬ ‫ממבראנה כלשהי‪ .‬ולכן‪ ,‬זיהוי של גורם כ‪ ,Non-self -‬או ליתר דיוק אי זיהוי של גורם כ‪ Self -‬יסמנו את תחילתה של דלקת‪.‬‬ ‫המסקנה‪:‬‬ ‫ולכן‪ ,‬לאור ההיכרות המצומצמת עם מערכת החיסון‪ ,‬נוכל כעת להבין שכל מקרה בו יכול התא לטפל בחיסול של עצמו ללא‬ ‫קריאה לגורמים חיצוניים של המ"ח (אין לי כח לרשום כל שנייה "מערכת החיסון"‪ ,)...‬יחסוך המון אנרגיה מהגוף‪.‬‬

‫השלבים העיקריים באפופטוזיס‪:‬‬ ‫‪)1‬קבלת סיגנל פנים תאי או חוץ תאי להתחלת האפופטוזיס‪.‬‬ ‫‪)2‬שבירת הכרומוזומים (‪ )DNA Fragmentation‬למקטעים קטנים‪ .‬ניתן להבחין בתופעה זו בקלות אם נריץ‬ ‫‪ DNA‬שנלקח מתאים הנמצאים בשלבי אפופטוזיס על ג'ל‪ DNA .‬אשר לא עבר פרגמנטציה יתקע בסמוך‬ ‫לבאריות בשל גודלו העצום לעומת התעלות הקטנות הנמצאות במטריצת הג'ל‪ ,‬לעומת ‪ DNA‬שעבר פרגמנטציה‬ ‫שלמעשה אין הבדל פיזי בינו לבין ‪ DNA‬אשר ביצענו עליו פרגמנטציה באופן מבוקר בעזרת אנזימי‬ ‫רסטריקציה למשל‪ ,‬ולכן נקבל סימונים של סולם על גבי סרט הצילום‪.‬‬ ‫‪)3‬דחיסת מולקולות הכרומטין‪ .‬בסיטואציה תקינה נצפה לראות קונדנסציה של הכרומטין למבנה הטרו‪-‬כרומטיני‬ ‫כהכנה למיטוזה‪ ,‬אך כחלק מהאפופטוזה קיימת גם קונדנסציה לצורך הפרדת תכולת התא למעין קבוצת תאים‬ ‫קטנים המכונים "גופים אפופטוטיים" המכילים כל אחד מהם קצת ‪ ,DNA‬קצת מתכולת הציטופלזמה וכמובן‬ ‫ממבראנה שמקיפה תכולה זו בכדי למנוע חשיפת גורמים שונים של התא העלולים להיות מזוהים ע"י המערכת‬ ‫החיסונית כ‪.Non self -‬‬ ‫(תשובה לשאלה) בסיטואציה בה נכנס וירוס לתא והתא מצליח לזהות את הוירוס ולבצע אפופטוזיס‪ ,‬לא תהיה סכנה‬ ‫לתאים הבולעים מהפעילות של הוירוס‪ ,‬היות שגם ה‪ DNA -‬או ‪ RNA‬של הוירוס עוברים פרגמנטציה יחד עם ה‪DNA -‬‬ ‫של התא ואינם זמינים לשעתוק וגרימת נזק נוסף‪ ,‬ובנוסף כאשר נבלעים הגופים האפופטוטיים ע"י הסביבה כל תכולתם‬ ‫נכנסת ישר לתהליך של ‪ Processing‬והרס למטרות מחזור החמרים לפעילות הבלען‪.‬‬ ‫‪)4‬פרגמנטציה של הממברנה הגרעינית ושל הגרעין‪ ,‬כיווץ של התאים ויצירת הגופים האפופטוטיים לצורך‬ ‫פגוציטוזיס‪ :‬אין הקפדה על חלוקת המסה לכל אחד מהגופים האפופטוטיים באופן שוויוני‪ ,‬כלומר‪ ,‬האברונים‬ ‫השונים יתחלקו בין הגופים באפן לא שוויוני‪ ,‬כתוצאה גם הגודל והמסה לא יהיו זהים‪ .‬סוף התהליך הוא כמובן‬ ‫בפגוציטוזיס של הגופים ע"י תאים מן הסביבה ברוב הרקמות בגוף‪ ,‬פירוק הגורמים המוכלים בגוף וניצול‬ ‫התכולה לצרכים האישיים של התא השכן הבולע‪ ,‬או ע"י פגוציטים של מערכת החיסון‪ ,‬ופירוקם בתוך‬ ‫הפגוציטים‪ .‬תהליך זה "שקט" מאד מבחינת הגוף‪ ,‬ולא נוכל לראות סממנים שלו ללא מיקרוסקופ (בניגוד‬ ‫לדלקת‪ ,‬כמובן)‪ ,‬ובשקט זה היתרון שלו‪ ,‬חסר הצורך להוציא אנרגיה ולנצל משאבים יקרים של המ"ח‪ ,‬אי נטילת‬ ‫הסיכון ביצירת דלקת כרונית‪ ,‬אלרגיה או כל פעל יוצא שלילי של המ"ח‪.‬‬ ‫(נושא זה גורר את הדיון אל הנוגדן‪)...‬‬ ‫ייצור נוגדן‪:‬‬ ‫כעקרון מייצר הגוף את כל הנוגדנים האפשריים היכולים להתקבל ע"י קומבינציות בין מקטעים שונים המקודדים לנוגדנים‪,‬‬ ‫אך ברמה בזלית (ברמה‪/‬כמות הנמוכה ביותר האפשרית)‪ .‬כאשר חודר חמר זר בפעם הראשונה לגוף‪ ,‬במידה והנוגדן המתאים‬ ‫לו (אחת מתוך אותן הקומבינציות הרבות הנמצאות בגוף ברמה המינימלית) קיים (יתכן שלחומר זה לא יהיה נוגדן מתאים)‪,‬‬ ‫אמנם הנוגדן או אותם הנוגדנים מאותו הסוג יגיבו כנגד אותו גורם זר‪ ,‬אך התגובה תהיה מינימלית (מפאת הכמות המועטה של‬ ‫הנוגדן הספציפי בדם)‪ .‬כתוצאה מכך‪ ,‬תתרחש תגובה של המערכת החיסונית שתגרום ליצירה מוגברת של הנוגדן הזה בגוף‬ ‫מאותו הרגע ואילך (מכיוון שכעת ידוע שיש בו צורך)‪ ,‬ומהפעם הבאה שאותו חמר זר יכנס לגוף‪ ,‬התגובה כנגדו תהיה‬ ‫אגרסיבית ואפקטיבית בהרבה מהפעם הראשונה‪.‬‬ ‫(נושא זה גורר את הדיון אל האלרגיה‪)...‬‬ ‫מהי אלרגיה‪:‬‬ ‫זו פעילות מוגזמת של תאים מסוימים במערכת החיסון‪ ,‬כלומר‪ ,‬שחרור כמות רבה מן הדרוש של פקטורים המיועדים לטפל‬ ‫בגורם האלרגיה‪ ,‬בסיטואציה בה המ"ח אכן מזהה גורם זר‪.‬‬ ‫במקרים רבים האלרגיה היא תהליך נרכש‪ ,‬כלומר‪ ,‬חמרים בעלי מבנה כימי דומה (או חלבונים בעלי דטרמיננטה זהה לחלבון‬ ‫המקורי שיצר את האלרגיה) וזוהו גם הם (בצדק או שלא‪ )...‬כגורם שלישי ויפעילו גם את המערכת החיסונית באופן מוגזם‪.‬‬ ‫יתכן והתגובה האלרגית תהיה מקומית ותתבטא בדרכים כמו לשון נפוחה למשל‪ ,‬ובמקרים של אלרגיה קיצונית (מקרים‬ ‫המכונים "הלם אנפילקטי" ‪ )anaphylactic shock -‬יתכנו למשל בצקות באברי הנשימה העלולות להביא לחנק בהעדר‬ ‫טיפול הולם בתרופות‪ ,‬פתיחת קנה הנשימה באמצעים מכאניים או כל סיוע מסוג זה‪.‬‬

‫(נושא זה גורר את הדיון אל האנטיביוטיקה וחסרונותיה‪)...‬‬ ‫האנטיביוטיקה‪:‬‬ ‫האנטיביוטיקה באופן כללי היא מס' קבוצות של חמרים כימיים שאתר היעד שלהם הוא אזור כלשהו בתאים השונה בתא‬ ‫חיידקי מתא אאוקריוטי‪ .‬לדוגמה‪ ,‬קבוצה אחת של אנטיביוטיקות (הכוללת בין היתר את הפניצילין) פועלת על הממבראנה‬ ‫החיידקית (השונה במבנה מהממבראנה האאקריוטית)‪ ,‬ויוצרת בה חורים פיסיים‪ .‬חורים אלו מפירים את המאזן הקיים בין‬ ‫תוך התא לסביבתו (המכונה "הומאוסטאזיס")‪ ,‬וכעת חמרים יכולים להכנס ולצאת ללא השגחה ובסופו של דבר התא החיידקי‬ ‫מת‪.‬‬ ‫קבוצה אחרת נכנסת אל תוך התא ויוצרת שינויים בתת היחידות של הריבוזום החיידקי כך שהאסמבלי (החיבור) בין תת‬ ‫היחידה הקטנה לגדולה לא מתאפשר והריבוזום כלל לא נוצר‪.‬‬ ‫קבוצות נוספות פועלת על ה‪ ,RNA Polymerase -‬אנזימים‪ ,‬וכן הלאה‪ ,‬כאשר לעתים ההבדל בין אתר היעד בתא החיידקי‬ ‫נבדל מהאנלוג שלו בתא האאוקריוטי במידת האפיניות לאנטיביוטיקה‪ .‬האנטיביוטיקה תפעל היטב על האתר החיידקי‪ ,‬אך‬ ‫אפיניות נמוכה בינה לבין האתר המיועד בתא האאוקריוטי לא תאפשר פגיעה בתא האאוקריוטי‪.‬‬ ‫החסרון בשימוש באנטיביוטיקות התגלה למעשה מאוחר יותר מתחילת השימוש בהן‪ .‬כאשר ישנו חיידק מסויים או ליתר דיוק‬ ‫קהילת חיידקים מאותו הזן באורגניזם מסויים‪ ,‬אם נתקוף את החיידק בעזרת אנטיביוטיקה כלשהי‪ ,‬הרי שמתוך אותה קהילה‬ ‫גדולה‪ ,‬ובהתחשב בקצב יצירת המוטציות הגבוהה בחיידקים‪ ,‬תתקבל באופן טבעי תת קבוצה אשר תהיה עמידה בפני‬ ‫האנטיביוטיקה (כתוצאה מאותה מוטציה)‪ .‬תת קבוצה זו‪ ,‬לא בלבד שתשתלט על נישת הגידול (האורגניזם) אלא תהווה בנוסף‬ ‫את הפוטנציאל ליצירת זן חיידקי חדש אשר יהיה לחלוטין חסין בפני אותה האנטיביוטיקה‪ ,‬או לפחות יהיה מסוגל להתמודד‬ ‫אתה‪.‬‬ ‫כתוצאה מתהליך זה נוכל לשים לב שאנטיביוטיקות אשר היו פעילות ושימושיות לפני כ‪ 10 -‬שנים למשל‪ ,‬יהיו פחות‬ ‫שימושיות היום‪ ,‬היות שהשימוש הרב בהן למעשה סלל את הדרך לזנים המוטנטיים החדשים החסינים בפניהן‪.‬‬ ‫כמנגנון לשעת חירום ישנם בתי חולים בהם נשמרים בכספות סוגים שונים של אנטיביוטיקות אשר טרם נעשה בהן שימוש‪,‬‬ ‫לשעה בה יהיה צורך פתאומי לטיפול בזיהומים בלתי נשלטים אשר שאר האנטיביוטיקות כבר אפקטיביות פחות או כלל לא‪.‬‬ ‫(ומכאן לכימותרפיה‪)...‬‬ ‫הכימותרפיה‪:‬‬ ‫אותו העקרון של חיפוש אלמנט שיבדיל בין תא רצוי (באורגניזם החולה) לתא בלתי רצוי (החיידק) מיושם גם ברוב הטיפולים‬ ‫בגידולים סרטניים (ה"כימותרפיות")‪ ,‬כאשר הגורם המבדיל בין התאים הבריאים לתאים הסרטניים הוא יכולת החלוקה וקצב‬ ‫החלוקה‪ .‬בכדי להפריע לתהליכים אלו תרופות רבות מיועדות לפגוע בתהליך המיטוזה או בסינתזה של ה‪ .DNA -‬הבעייתיות‬ ‫בטיפולים אלו הן קבוצות תאים בריאים הנופלים תחת הגדרה זו של תאים בעלי יכולת חלוקה מהירה‪ ,‬כגון תאים המייצרים‬ ‫שיער (ומכאן תופעת ההקרחה במטופלים בכימותרפיה)‪ ,‬תאי גזע‪ ,‬תאים של מערכת החיסון‪ ,‬ועוד‪ .‬ומכאן נוצרת הדרישה‬ ‫למצוא בכל סוג של טיפול את שביל הזהב שבין פגיעה קשה ככל האפשר בתאים הסרטניים‪ ,‬ועם זאת לא לחסל לגמרי את כל‬ ‫המ"ח‪ .‬תאים נוספים הנפגעים כתוצאה מהטיפול הם תאי האפיתל‪ ,‬וביניהם תאי האפיתל של הקיבה והמעי אשר פגיעה בהם‬ ‫היא שמביאה לכל ההקאות‪ ,‬הבחילות וחסר היכולת לעכל מזון‪.‬‬ ‫ניתן לסווג את כיווני המחקר בדרך לפתרון בעיית מחלת הסרטן לשלושה‪:‬‬ ‫‪)1‬שיפור הכימותרפיה ע"י ‪ Targeting‬של הטיפול לתאים סרטניים בלבד ולא גם לכל שאר התאים הבריאים‬ ‫שנפגעים בדרך‪.‬‬ ‫‪)2‬הניסיון לעודד את תהליך האפופטוזיס בתאים הסרטניים ע"י שחזור של החלקים במנגנון שנהרסו (יורחב לאחר‬ ‫צבירת ידע מספיק על האפופטוזיס)‪.‬‬ ‫‪)3‬יצירת נמק בגרורה‪ :‬אופציה אחת היא חסימת כלי הדם המובילים ישירות אל תוך הגידול ובכך יצירת נמק‪.‬‬ ‫אופציה נוספת – קריותרפיה (בשימוש בעיקר בגידולים בכבד ובסרטן בלוטת הערמונית)‪ ,‬במקרים בהם ישנן‬ ‫רק כמה גרורות בודדות (‪ ,)...2-3‬היא ע"י החדרת מחט המובילה חנקן נוזלי אל תוך הגידול הגורמת לגרורה‬ ‫לקפוא ולהנמק‪ ,‬והתהליך הדלקתי הנוצר בעקבות כך מטופל ע"י הגוף ללא בעיות מיוחדות‪ .‬היתרון הרב כמובן‪,‬‬ ‫הוא הטיפול הנקודתי בבעייה מבלי לפגועה ברקמות שבדרך בשעת פתיחת אותן הרקמות בניתוח כירורגי‪.‬‬ ‫(סוף הרצאה מה‪ 7/11 -‬ותחילת הרצאה מהתאריך ‪)8/11‬‬

‫דוגמאות לתופעות פיזיולוגיות הנעזרות באפופטוזיס‪( :‬לצורך המחשה וכרקע לגילוי מנגנון האפופטוזיס)‬ ‫‪.1‬האפופטוזיס מהווה מנגנון קריטי בהתפתחות של בע"ח כחלק מה"מורפו‪-‬גנזה" (התהוות הצורה הפיזית של איבר‬ ‫כלשהו)‪ .‬לדוגמה‪ ,‬בתהליך יצירת האצבעות בעוברי בע"ח ישנו תהליך אפופטוטי מכוון של כל התאים המחברים‬ ‫את האצבעות לכדי יצירת אצבעות נפרדות‪.‬‬ ‫ניתן לומר כי החיה עליה התבצעו הכי הרבה מחקרים בנוגע לאפופטוזיס (עד לרמת זיהוי הגנים הפעילים) היא‬ ‫תולעת ה‪( C. Elegance -‬ממשפחת ה"אנמטודה")‪ .‬בשלב העוברי של התולעת בו ישנה הכמות המכסימלית של‬ ‫תאים נוכל למצוא כ‪ 1090 -‬תאים‪ ,‬ולאחר מכן כ‪ 131 -‬תאים עוברים אפופטוזה לכדי קבלת אנמטודה בוגרת‪ .‬זוהי‬ ‫דוגמה לבע"ח נוסף העובר כחלק מההתפתחות העוברית שלו שלב ביניים אשר ממנו ישנה אפופטוזה חלקית לצורך‬ ‫ספציפיקציה של האורגניזם‪.‬‬ ‫‪.2‬כחלק מתהליך הביוץ‪ ,‬התפרקות הרקמה וחזרתה למצב הבסיסי (רגע לפני שהיא צומחת שוב) הוא תהליך‬ ‫האפופטוזיס‪.‬‬ ‫‪(.3‬לסעיף זה מלווה הסבר של כ‪ 10-‬דקות על מנגנון הסינפסות המתחיל בהקלטה ב‪ .)06:51 -‬כחלק מההתהוות‬ ‫העוברית‪ ,‬מערכת העצבים היא אחת המערכות הראשונות המתחילות להתפתח‪ .‬עם זאת השלב בו מתבצעים‬ ‫הקישורים בין תאי העצב לכדי יצירת רשת סינפסות המסוגלת להעביר סיגנלים הוא השליש השלישי להריון‪.‬‬ ‫תוך כדי שלב זה עולה השאלה האם כל הסינפסות של המערכת המתפתחת עומדות בקריטריונים הדרושים‬ ‫לצורך יצירת רשת פעילה באופן מלא (כן או לא‪ ,)...‬כאשר סינפסה תקינה היא סינפסה בה המרחק בין תא‬ ‫העצב הפרה‪-‬סינפטי לתא העצב הפוסט‪-‬סינפטי אינו קצר מדי (שיגרום להדבקות שני התאים) ואינו רחוק מדי‬ ‫(שיחליש עד כדי מניעת העברת הסיגנל החשמלי בין התאים)‪ .‬ואכן כ‪ ~33% -‬מתוך תאי העצב המצויים‬ ‫בתחילת השליש השלישי של ההריון יעברו אפופטוזיס במהלך השליש השלישי מטעמי אי עמידה באותם‬ ‫הקריטריונים שמציבה מערכת העצבים‪.‬‬ ‫*) ניתן כדרך אגב לשים לב כי בתהליך זה של יצירת מערכת העצבים ישנה מידה לא מועטה של "בזבזנות" מבחינת‬ ‫כמות תאי העצב הנוצרים לעומת כמות התאים שיפעלו בפועל כתאי עצב‪ ,‬דבר הבא כניגוד להנחה שהנחנו עד כה כי‬ ‫הגוף פועל ביעילות אופטימאלית מבחינת ייצור התאים הדרושים למערכת מסויימת‪ .‬ואכן עקרון חסכנות זה קיים‬ ‫בגוף‪ ,‬אך בעדיפות שנייה לעומת פונקציונאליות‪ .‬כלומר‪ ,‬כאשר עולה השאלה מה עדיף‪ :‬לפגוע ברעיון החיסכון‬ ‫מבחינת כמות התוצרים (במקרה שלנו – תאי עצב) לעומת שמירה על רמת פונקציונאליות אופטימאלית‪ ,‬או‪ :‬לפגוע‬ ‫ברמת הפונקציונאליות לעומת בזבזנות מבחינת יצירת התוצר‪ ,‬הגוף יבחר את הפונקציונאליות כעדיפות ראשונה‪.‬‬ ‫דוגמה נוספת לכך היא יצירת מצבורי נוקלוטידים ואנזימים עודפים בתא מאשר כמות מדויקת שתספיק לתפקוד‬ ‫הטריביאלי אך לא תספיק לפונקציונאליות מלאה בסיטואציות קיצוניות‪.‬‬ ‫‪.4‬מערכת החיסון בנויה משתי זרועות עיקריות‪ :‬הזרוע האחראית ייצור נוגדנים (תאי ה‪ ,)B -‬והזרוע שתפקידה‬ ‫לזהות בתוך הגוף תאים של הגוף שעברו שינוי וכעת נושאים אנטיגנים (= כל גורם חלבוני המעורר תגובה של‬ ‫המ"ח‪ ,‬לדגמה‪ :‬חלבון ויראלי על גבי ממבראנת תא של האורגניזם הנושא את הוירוס) (ואלו הם תאי ה‪.)T -‬‬ ‫הדרישות מתא ‪ T‬הן‪ :‬רמת זיהוי גבוהה של אותם אנטיגנים הנמצאים בקונטקסט של תא מאותו הגוף‪ ,‬כלומר‪ ,‬אם‬ ‫רמת הזיהוי אינה מדויקת דיה (כפונקציה של רמת האפיניות של הרצפטור שלהם)‪ ,‬תא ה‪ T -‬עלול לזהות בטעות‬ ‫גורם תמים השייך לגוף כאנטיגן (וזהו למעשה המקור למחלות אמוניות – אי הבדלה בין גורם ‪ non-self‬לגורם‬ ‫‪ .)self‬בכדי למנוע סיטואציות לא רצויות אלו‪ ,‬ישנה אותה סלקציה (המוצאת לפועל ע"י אפופטוזיס) לתאים‬ ‫העומדים בקריטריונים‪ ,‬המשאירה אחריה כ‪ ~5% -‬תאי ‪ T‬מתוך כל אלו שנוצרו‪.‬‬ ‫‪.5‬תאים אשר צברו נזקי ‪ DNA‬כתוצאה מקרינה (מייננת‪ UV ,‬וכדומה‪ )..‬ופעילותם נפגעת כתוצאה מכך‪ ,‬או‬ ‫כתוצאה מליקוי בתפקוד של אחד האנזימים המיועדים לתקן נזקי ‪ DNA‬וכתוצאה – צבירת נזקי ‪.DNA‬‬ ‫‪.6‬תאים שעברו הדבקה ויראלית‪ :‬כאשר וירוס חודר לתוך תא‪ ,‬מטרתו היא להתרבות בתוך התא (ע"י יצירת‬ ‫ויריונים‪ -‬המעטפות החלבוניות של הוירוסים‪ ,‬אכלוסם ב‪ DNA -‬או ‪ ,RNA‬ויציאה אל מחוץ לתא לצורך‬ ‫הדבקת תאים נוספים)‪ .‬ברגע שתא מתוודע לכך שיש בו וירוס‪ ,‬הוא מבצע שתי פעולות‪:‬‬ ‫הראשונה היא להפעיל את המנגנון האפופטוטי‪ ,‬והשנייה היא לשחרר חמר חלבוני לסביבה הקרוי ‪,)interferon )Ifn‬‬ ‫ותפקידו הוא ליידע את התאים השכנים שקיימת להם סכנה וע"י כך לגרום להם להפעיל מנגנון שהופך את‬ ‫הממבראנה שלהם ליותר נוקשת מבחינת מעבר של חמרים פנימה והחוצה‪ ,‬וביניהם גם הוירוס‪ .‬מכיוון שמנגנון זה‬ ‫פוגע ביכולת המטבולית של התא הקשורה במעבר חמרים התא יכול להשאר במצב זה באופן זמני בלבד‪.‬‬

‫קיימים וירוסים הנושאים בויריון שלהם גנים המקודדים לתוצרים חלבונים המיועדים (בשעת ייצור הגורמים התאים‬ ‫המעודדים אפופטוזיס) להיקשר אל אותם גורמים מעודדי אפופטוזיס ולמנוע את הרס התא ואת ההרס שלהם יחד עם‬ ‫התא (כלומר‪ ,‬התא מוחזק בחיים בעל כורחו)‪.‬‬ ‫*) קיימים בוירוסים שני מסלולים עיקריים של התרבות בתאים מארחים‪:‬‬ ‫המסלול הליטי‪ :‬לפיו הוירוס מחדיר את ה‪ DNA -‬או ‪( RNA‬במקרה של רטרו‪-‬וירוס) אל תוך התא‪ ,‬התא מייצר‬ ‫בעבורו את כל הגורמים הדרושים לצורך יצירת וירוסים חדשים‪ ,‬ועקב פיצוץ אוכלוסין של הוירוסים שנוצרו בתוך‬ ‫התא ממבראנת התא נקרעת והוירוסים יוצאים לחלל הבין תאי‪.‬‬ ‫המסלול הליזוגני‪ :‬בו ה‪ DNA -‬הויראלי עובר אינטגרציה לגנום ויציאתו מהתא שקטה יחסית‪ ,‬כי אינה מצריכה‬ ‫פגיעה בתפקוד הנורמאלי של התא‪.‬‬ ‫אפופטוזה – נכנסים לפרטים‪:‬‬ ‫מהרגע בו תא מקבל סיגנל של התחלת תהליך אפופוטי (בין אם סיגנל פנימי או חיצוני) פרק הזמן שלוקח לו לסיים‬ ‫את התהליך האפופטוטי הוא בין ‪ 15‬דק' לשעה (בממוצע חצי שעה)‪ .‬הסיבה לכך היא מכיוון שכל הגורמים‬ ‫המעורבים בתהליך האפופטוטי כבר קיימים ונמצאים בתא ואין צורך להתחיל בייצורם עם קבלת הסיגנל (המערכת‬ ‫קיימת אך מושתקת)‪.‬‬ ‫איך זה קורה?‬ ‫בהרבה סיטואציות בהן מערכת שלמה מוכנה לפעולה אך עצורה בנקודה אחת המונעת את תחילת התהליך שלשמה‬ ‫היא קיימת‪ ,‬ניתן להבחין במאזן בין שתי קבוצות גורמים‪ :‬הפקטורים הפרו‪-‬תהליך (במקרה זה פרו‪-‬אפופטוטיים)‪,‬‬ ‫לעומת הפקטורים האנטי‪-‬תהליך (הגורמים האנטי‪-‬אפופטוטיים – "‪ .)"survival factor‬שינוי במאזן בין הפקטורים‬ ‫יגרום להתחלת התהליך‪.‬‬ ‫דוגמה לכך היא מערכת העצבים‪ :‬כאשר מועברים נוירו‪-‬רצפטורים מהתא הפרה‪-‬סינפטי לפוסט‪-‬סינפטי‪ ,‬התא הפוסט‪-‬‬ ‫סינפטי משחרר פקטורים אנטי אפופטוטיים הפועלים על התא הפרה‪-‬סינפטי במעין מערך של היזון חוזר‪ ,‬כך שבמידה‬ ‫והסינפסה איננה מעבירה כמות מספקת של נוירו‪-‬טרנסמיטורים לא ייוצרו מספיק גורמים אנטי‪-‬אפופטוטיים ותהליך‬ ‫האפופטוזיס יתחיל באותו התא ויגרום להתחלת פעולת שרשרת‪ .‬לעומת זאת‪ ,‬במידה והקשר הסינפסי עומד בכל‬ ‫הקריטריונים‪ ,‬תהליך זה של היזון חוזר רק יחזק אותו‪.‬‬ ‫ברשימת הפקטורים השליליים נמצא‪:‬‬ ‫•תוצרים של פגיעה ב‪.DNA -‬‬ ‫•תוצרים של רדיקלים חפשיים (כאשר אתר היעד שלהם הן המיטוכונדריות המחזיקות‬ ‫בגורמים פרו‪-‬אפופטוטיים‪ ,‬אשר פגיעה במאזן אותם הרדיקלים תגרום לשחרור הפקטורים)‪.‬‬ ‫גורמים אלו אולי מגיעים מחוץ התא‪ ,‬אך מפעילים סיגנלים תוך תאיים‪ .‬סיגנלים שליליים המגיעים מחוץ התא‬ ‫נתפסים ע"י "‪ ,"Death receptors‬לדוגמה‪:‬‬ ‫•‪ :)TNF )Tumor Necrosis Factor‬זוהה בהקשרים של מחקרים בתחום הסרטן‪ ,‬ברגע‬ ‫שהוא נתפס ע"י ה‪ Death receptors -‬מתחיל מסלול העברת הסיגנלים הגורם לתהליך‬ ‫האפופטוטי‪.‬‬ ‫גורמים להתחלת מסלול אפופטוטי‪:‬‬ ‫•ירידה ברמת פקטורי הגדילה ובכמות המזון בסביבת התא‪.‬‬ ‫•היפוקסיה (חסר בחמצן)‪.‬‬ ‫•איבוד ה‪"-‬אדהזיה" (הדבקות במצע הסביבתי)‪ .‬תא נורמאלי לא מסוגל להתחלק כאשר אינו‬ ‫דבוק לסביבתו‪ ,‬ניגוד לתא סרטני (מדובר על מנגנון ה‪ .)Contact inhibition -‬עובדה זו‬ ‫מסייעת בחקר הסרטן בניסויים בהם מגדלים גידולים סרטניים בתוך מבחנות מסתובבות (כדי‬ ‫למנוע הדבקות)‪ ,‬כדורי גידול אלו נקראים "ספרואידים"‪.‬‬ ‫•קבלת סיגנלים ע"י רצפטורי מוות‪.‬‬ ‫•קרינה‪ .‬הקרינה תשבור את הכרומוזומים או שתגרום לאברציות גנטיות שיזוהו ע"י התא‬ ‫כקטלניות ויגרמו לו לבחור במסלול אפופטוטי‪.‬‬

‫•כימותרפיה‪ ,‬כל הכימיקלים המסוגלים לזהות תאים בשלבי חלוקה ולגרום להריגתם‪ ,‬אם ע"י‬ ‫יצירת שברים ב‪ DNA -‬ואם ע"י היקשרות לרצפטורי מוות והתחלת מסלול התאבדות‪.‬‬ ‫הגורמים המוציאים לפועל את התהליך האפופטוטי‪:‬‬ ‫זוהי קבוצה שלמה של אנזימים המכונים קספאזות ("‪ )"Caspase‬האחראיים על רצף האירועים ההופכים תא שלם למספר‬ ‫גופים אפופטוטיים המסוגלים להיבלע ע"י תאים בסביבתם‪.‬‬ ‫סד"פ קספאז‪:‬‬ ‫‪.1‬גרימה לניתוק התא המתאבד עם התאים בסביבתו ע"י הפסקת ביטוי מולקולות אדהזיה חיצוניות מתוך התא‪.‬‬ ‫‪.2‬ארגון מחודש של מבנה הציטוסקלטון‪ .‬הרבה אורגנלות בתוך התא (לרבות הגרעין) ממוקמות באופן חד משמעי‬ ‫במרחב התוך תאי ע"י מולקולת צינוריות של מיקרו‪-‬טובולים‪ ,‬שינוי במערכת זו יגרום לשינוי הסדר הקבוע‪ .‬כל‬ ‫זאת בשיתוף פעולה עם האנזים ‪ ,FAK ))Focal Adhesion Kinase‬ידובר בהמשך‪.‬‬ ‫‪.3‬ביקוע חלבוני מעטפת הגרעין וע"י כך ערבוב החמר התורשתי עם תכולת הציטופלזמה ובין היתר גם עם אנדו‪-‬‬ ‫נוקלאזות שיחתכו את ה‪ DNA -‬לפרגמנטים‪.‬‬ ‫‪.4‬השמת סמנים (מארקרים) על גבי הממבראנה החיצונית של התא לצורך סימון הגופים האפופטוטיים כמיועדים‬ ‫לבליעה ע"י הבלענים שסביבה (לא לגמרי ברור מההרצאה האם בשעת קריעת ממבראנת הגרעים ה‪DNA -‬‬ ‫כבר חתוך במידה מסויימת או לא)‪.‬‬ ‫‪.5‬הפרדה לגופים אפופטוטיים‪.‬‬ ‫מה הם הקספאזות?‬ ‫הקספאזות הם קבוצה של פרוטאזות (חלבונים מפרקי חלבונים) מסוג ציסטאין‪ .‬לכל פרוטאזה ישנה קבוצת יעד משלה‪ .‬במרה‬ ‫שלנו‪ ,‬הקספאזות מכילים ‪ Cystein R groups‬ואתר היעד שלהם הוא ‪( Aspartate R groups‬ה‪ Asp -‬הוא זה שיעבור את‬ ‫הביקוע)‪ .‬אך לא כל חלבון המכיל אספרטט יעבור ביקוע‪ ,‬אלא רק אלו המכילים את מוטיב הזיהוי הספציפי הנמצא מעל אתר‬ ‫היעד (מקרה זה ‪ -‬מעל האספרטט) לכיוון הקצה האמיני‪ ,‬וכך אנו מקבלים ספציפיות לכל קספאזה‪ .‬למשל‪ ,‬ישנן קספאזות‬ ‫המיועדות לחלבוני מעטפת הגרעין ולכן נמצא בחלבוני המעטפת את המוטיב הספציפי להם‪.‬‬ ‫‪( :Gene Knock Out‬תזכורת)‬ ‫זו שיטה המאפשרת זיהוי של אללים והסקת הפונקציות המבוצעות ע"י תוצריהם ביצורים דיפלואידים (בניגוד ליצורים‬ ‫הפלואידים‪ ,‬השתקת אלל אחד אצל דיפלואיד לא תתן תמונה מלאה לגבי תפקוד האלל אם למשל הגן הוא ‪Haplo-‬‬ ‫‪ ,sufficient‬ומכאן המוטיבציה למציאת שיטה חדשה שתתמוך בחקר יצורים דיפלואידים)‪.‬‬ ‫דרך הפעולה היא ע"י יצירת וקטור כלשהו (פלסמיד ‪ /‬וירוס‪ )...‬המורכב ממקטע הומולוגי לאלל אותו אנו מעוניינים לחקור‬ ‫(השיטה דורשת הכרה לפחות חלקית של רצף הגן)‪ ,‬את המקטע קוטע במרכזו מקטע חדש שהחדרנו אל תוך הוקטור הכולל גן‬ ‫לעמידות בפני נאו‪-‬מיצין (נאו‪-‬מיצין היא אחת האנטיביוטיקות היחידות הפוגעות בתא עצמו)‪ ,‬וע"י החדרת גן זה נוכל ליצור‬ ‫סלקציה עבור אותם התאים שהוקטור עבר אינטגרציה (ברקומבינציה הומולוגית) לגנום שלהם באתר האלל הנחקר‪ .‬את‬ ‫הוקטור נחדיר לתאים במי השתייה או במצע התרבית‪.‬‬ ‫כעת ישנן שתי אפשרויות ליצירת אורגניזם טרנסגני שלם ‪ -‬הומוזיגוט למוטציה שיצרנו‪:‬‬ ‫הראשונה‪ :‬החדרת הקונסטרוקט (הוקטור) לתאי ביצית (על צלחת)‪ .‬לאחר סלקציית הנאו‪-‬מיצין נקבל כמות די מועטה של‬ ‫ביציות אשר האינטגרציה התרחשה בהם פעם אחת (על כרומוזום אחד בלבד)‪ ,‬היות שהסבירות שהאינטגרציה התרחשה בהם‬ ‫פעמיים היא נמוכה ביותר‪ .‬נחדיר לעכברה (‪ )P‬ונזווג זוג מהצאצאים שלה (‪ )F1‬אשר רוב הסיכויים הם שיהיו הטרוזיגוטים‬ ‫למוטציה כאשר האפשרות השנייה היא הומוזיגוטים‪ .‬מצאצאי הזוג נבחר את ההומוזיגוטים (‪.)F2‬‬ ‫השנייה היא החדרת תאים כאלו אל תוך שק ה‪( trophoblast -‬השק העוטף את התאים העובריים הראשונים בטרם תחילת‬ ‫ההתמיינות העוברית)‪ ,‬כתוצאה מכך נקבל עכבר שיהווה מוזאיקה עבור התכונה המוטנטית שהחדרנו לו‪ .‬אם מתוך התא‬ ‫המוטנטי שהחדרנו התפתח האזור שייצר את הגמטות בעכבר הבוגר‪ ,‬נקבל גמטות המכילות את האלל המוטנטי‪ ,‬והכלאת עכבר‬ ‫כזה עם עכברה דומה תיתן קבוצה של צאצאים שמהם נוכל בחור את ההומוזיגוטים‪.‬‬ ‫במחקרים שנעשו בשיטה זו נמצאו עכברים שהצפי עבורם היה בעל פנוטיפ לתאלי (כלומר‪ ,‬מוות) או חסר בפונקציה‬ ‫דומיננטית עבור חיי העכבר‪ ,‬חיים ללא כל בעיה נראית לעין‪ .‬מכאן‪ ,‬כלאחר מחקרים נוספים נתגלה כי ישנם מקרים בהם‬ ‫בהעדר יכולת הגוף לקיים מסלול פיזיולוגי כלשהו (מסלול ה‪ )Main Stream -‬ישנו מסלול אלטרנטיבי שיפעל כאפשרות‬ ‫שנייה‪ ,‬וקרוב לודאי שייעזר בחמרים פחות נפוצים או פחות זמינים לסביבת התא‪ ,‬ויבצע את הפעולה באופן יעיל פחות במובן‬ ‫כלשהו‪.‬‬

‫שאלה‪ :‬מה היה שמו של העכבר שעשו עליו את ה‪?Knock Out -‬‬ ‫תשובה‪... Mice Tyson :‬‬ ‫בחזרה לקספאזות‪:‬‬ ‫את הקספאזות חקרו ע"י ‪ ,.Gene K.O‬ונתגלה שבמערכת זו שהיא כה חשובה אין מסלולי גיבוי למקרה של מוטציה‪ .‬ההגיון‪:‬‬ ‫דווקא מכיוון שאנו מעוניינים במערכת כה מדויקת שתהיה מודעת לכל שינוי קל במאזן על פיו היא בנויה‪ ,‬כדוגמה‪ :‬גנים‬ ‫המתפקדים במערך ה‪ Check Points -‬כ‪ .p53 -‬בנוסף ע"ס מחקרים אלו היה ניתן להסיק לא רק האם קספאזה מסוימת‬ ‫חיונית לאפופטוזיס אלא גם לאיזה מסלול אפופטוטי משתייך אותו האנזים‪ ,‬אם לאפופטוזה הנגרמת ע"י קרינה‪ ,‬רדיקלים‪,‬‬ ‫היפוקסיה וכן הלאה‪.‬‬ ‫(סוף הרצאה מה‪ 8/11 -‬ותחילת הרצאה מהתאריך ‪)14/11‬‬ ‫שתי דרכים לאקטיבציה ‪ /‬אינאקטיבציה של הקספאזות‪:‬‬ ‫‪.1‬חיתוך חלבון היעד וע"י כך הריסת המבנה השלישוני שלו והפיכתו מפעיל ללא פעיל (לדוגמה‪ :‬חלבוני הלמינה –‬ ‫ממבראנת הגרעין)‪.‬‬ ‫‪.2‬חיתוך חלבון שהיה במצב רדום והפיכתו לחלבון פעיל‪ .‬זו למעשה הדרך בה הקספאזות מפעילים את עצמם‬ ‫וחלבונים נוספים ויוצרים את הסיטואציה המהירה של התהליך האפופטוטי המתחיל בסוג אחד של קספאזה‬ ‫הנמצא בראש עץ התהליך‪.‬‬ ‫תכונות הקספאזות‪:‬‬ ‫‪.1‬המבנה הפפטידי של הקספאזות‪:‬‬ ‫מסונתזים בתא כ"פרקורסורים אינאקטיביים" (‪ / )inactive precursors‬פרה‪-‬קספאזות;‪ ,‬כלומר‪ ,‬נוצר חלבון אב‬ ‫אחד גדול‪ ,‬אשר בפירוקו ע"י חלבון אחר לכמה תת יחידות‪ ,‬נחשפות למעשה היחידות הפעילות שבו‪ .‬ניתן למצוא‬ ‫קשר ישיר בין הופעת המנגנון לסיטואציות בהן אנו מעוניינים בתוצר חלבוני חש פעיל בשטח בזמן מינימלי‪ ,‬כדוגמה‪:‬‬ ‫המנגנון לקרישת דם‪ .‬אפשרות נוספת פחות נפוצה היא חיבור של שתי יחידות מונומריות יחד עם קו‪-‬פקטור לכדי‬ ‫יצירת דימר המהווה את הקספאזה הפעילה בסיוע הקו‪-‬פקטור‪ .‬ניתן להסיק מכך שהקו‪-‬פקטור הוא זה שרגיש ל‪-‬‬ ‫‪ Well being‬של התא‪ ,‬כלומר‪ ,‬בשעת מצוקה הקו‪-‬פקטר מתחבר ליחידות המונומריות‪( .‬הדיון מלווה בהסבר קצר על‬ ‫ההתמכרות לאופיום)‬ ‫באופן כללי מבנה חלבון האב של הקספאזה מורכב משלוש תת‪-‬יחידות (כמתואר בשקופית ‪ ,)15‬שתי הקיצוניות הן‬ ‫היחידה הרגולטורית המכילה את ה‪ ,pro-domain -‬והיחידה הקטנה‪ ,‬וביניהן היחידה הגדולה‪ .‬שתי המחיצות‬ ‫מורכבות למעשה מאותה חומצה אספרטית (אתר הביקוע)‪ .‬ה‪ pro-domain -‬יכיל את אתר הזיהוי (אותן ‪ 4‬חומצת‬ ‫אמיניות) אשר יהיה ייחודי לסיטואציה‪ ,‬כלומר‪ ,‬בסיטואציה בה מופעל מסלול אפופטוטי בשל היפוקסיה (לדוגמה)‪,‬‬ ‫ישנו צורך בסוג מסוים של קספאז‪ ,‬ולכן נוכל למצוא ב‪ pro-domain -‬סמן של ‪ 4‬חומצות אמיניות הייחודי לקספאז‬ ‫הספציפי הנחוץ‪.‬‬ ‫‪.2‬תכונה נוספת של הקספאזות היא היכולת לבצע אמפליפיקציה (‪ ,)Amplification‬כלומר‪ :‬כל קספאזה לאחר‬ ‫הביקוע של חלבון האב שממנה נחשפה מבקעת חלבוני אב מהסוג של חלבון האב שלה‪ ,‬כך אנו מקבלים פרישה‬ ‫מרחבית‪ ,‬ובנוסף קספאזות מסוימות גם גורמות לביקוע של סוג אחר של חלבון אב וע"י כך אנו מקבלם בנוסף‬ ‫גם פרישה של סוג נוסף של קספאזות‪ .‬באופן זה מתבצעת אמפליפיקציה הן מבחינת הקצב והן מבחינת ההיקף‪.‬‬ ‫‪.3‬תחילת פעולתם מווסתת ע"י מעכבים‪ ,‬אשר בהפרת האיזון (ירידה ברמת המעכבים) נקבל איניציאציה של‬ ‫התהליך‪ ,‬ולכן האפופטוזיס הוא אי‪-‬רברסיבלי (שלא ניתן לעצרו מרגע התחלתו)‪.‬‬ ‫‪.4‬היות ואחרי הכל הם אנזימים לכל דבר‪ ,‬לכל אחד מהם ישנו אתר היעד הספציפי שלו בלבד‪.‬‬ ‫מסלולי העברת הסיגנלים‪:‬‬ ‫כאמור‪ ,‬ישנם שני סוגים עיקריים של העברת סיגנלים‪ :‬החוץ תאיים (ע"י ה‪ )Death Receptors -‬והתוך תאיים‪.‬‬ ‫בהקלט סובסטראט ע"י רצפטור מוות‪ ,‬פרו‪-‬קספאז ‪ 8‬מתפרק לתת‪-‬היחידות המונומריות שלו והתהליך מתחיל‪.‬‬ ‫בשעת הופעת סיגנל פנימי (כקרינה שתגרום לפרגמנטציה של ה‪ ,DNA -‬היפוקסיה‪ ,‬יצירת רדיקלים חפשיים וכדומה) פרו‪-‬‬ ‫קספאז ‪ 9‬הנמצא בתא כשתי יחידות מונומריות נפרדות יתחבר בשעת קריאה ליחידה דימרית בעזרת הקו‪-‬פקטור ‪apaf-1‬‬

‫וציטוכרום ‪( C‬המשוחררים מתוך המיטוכונדריה) לכדי יצירת אפופטוזום (ה‪ apaf-1 -‬נמצא במצב הנייטיבי קשור לפקטור‬ ‫אחר המשתייך לקבוצת ה‪ ,)pro-survival -‬אשר יחל בפעילות הפנים המעודדת את האפופטוזיס‪ .‬למיטוכנדריה בתהליך זה‬ ‫חלק נכבד כגוף אשר גורמים הנמצאים באסוציאציה אליו חשים את הצורך באתחול של מסלול אפופטוטי‪.‬‬ ‫מרגע יצירת אחת מהקספאזות (‪ 8‬או ‪ ,)9‬הקספאזה שנוצרה תבקע את הקספאזות ‪ 3‬ו‪ ,7-‬ותוצריהן הן כבר הקספאזות‬ ‫הפועלות בשטח למטרות פירוק התא‪.‬‬ ‫*) הקספאזות הגורמות לקבלת הסיגנלים הראשוניים ולהפצת התופעה (‪ 8‬ו‪ )9 -‬מכונים ה‪ Initiators -‬או הקספאזות‬ ‫הרגולטוריות‪ ,‬והקספאזות הפועלות בשטח במטרה לפרק את התא לכדי כמה גופים אפפטוטיים (ה"פועלים") מכונים ה‪-‬‬ ‫‪""Effectors‬‬ ‫‪:Bcl-2 family‬‬ ‫משפחת חלבונים הכוללת נציגים משתי הקבוצות (‪.)pro-survival and pro-apoptotic‬‬ ‫החלבונים השייכים אליה הם‪:‬‬ ‫‪ :)Bcl-2 )anti-apoptotic.1‬ממוקם על ממבראנת המיטוכונדריה (קשור אליה) כלפי הציטופלזמה‪,‬‬ ‫ובסיטואציה בה הכל תקין הוא קושר אליו את ה‪ .apaf-1 -‬ברגע שמתגלית בעייה‪ ,‬מתבקע ה‪Bcl-2 -‬‬ ‫ומשתחרר ה‪ apaf-1 -‬לציטופלזמת התא‪.‬‬ ‫‪ :)Bax\Bak )pro-apoptotic.2‬בסיטואציות בהן ישנה זרימה מאסיבית של יוני סידן משתחרר החלבון‬ ‫מנקודת העגינה שלו‪ ,‬נקשר לממבראנת המיטוכונדריה ומשחרר את הציטוכרום ‪.C‬‬ ‫אחת הדרכים לקבל את האיזון המדובר בין הגורמים הפרו‪-‬אפופטוטיים לאנטי‪-‬אפופטוטיים מושג ע"י יצירת קשר פיזי בין‬ ‫זוגות גורמים משתי תתי הקבוצות של ‪ ,Bcl-2‬וכאשר הפקטור הפרו‪-‬אפופטוטי קשור לפקטור האנטי‪-‬אפופטוטי פעילותו‬ ‫ההרסנית נמנעת והתא ממשיך להתקיים‪ .‬דרך אחרת היא גם כן ע"י יצירת קישור בין גורמים משתי הקבוצות אך הפעם בשעה‬ ‫שמתקיים איזון כמותי בין הגורמים פקטור ה‪ survival -‬הוא זה שפעילותו נמנעת ומכאן האפשרות היא למסלל אפופטוטי‬ ‫בלבד‪.‬‬ ‫זיהוי אתר החיבור נעשה ע"י ‪ domains‬המכונים ‪ BH domains‬ומבוססים על ‪ 4-5‬חומצות אמיניות (‪ B‬מ‪ Bcl2 -‬ו‪ H -‬מ‪-‬‬ ‫‪ .)Homology‬כל החלבונים האנטי אפופטוטיים מכילים את כל שלושת הדומיינים (‪ )BH1, BH2 & BH3‬בצורה של שקע‬ ‫הידרופובי‪ ,‬וכל החלבונים הפרו‪-‬אפופטוטיים מכילים דומיין מסוג ‪ BH3‬בלבד (ולכן מכונים גם ‪,)BH3 only proteins‬‬ ‫המתאים מבחינה מרחבית לדומיינים של ה‪.Anti-aoptotics -‬‬ ‫דוגמאות לאקטיבציה של פקטורים‪:‬‬ ‫‪ :)CAD )Caspase Acivaed Deoxyribonuclease.1‬חלבון זה המופעל ע"י קספאז ותפקידו הוא לבקע‬ ‫מולקולות ‪ DNA‬נמצא במצב הטבעי (הלא‪-‬אקטיבי) כאשר הוא קשור לחלבון האינהיביטורי המכונה‬ ‫‪ .)iCAD )Inhibitor of CAD‬כאשר קספאז ‪ 3‬משוחרר אל התא (לאחר הביקוע שלו) הוא מנתק את ה‪-‬‬ ‫‪ CAD‬מה‪ iCAD -‬וגורם לאקטיבציה שלו‪.‬‬ ‫‪( Bcl-2.2‬החלבון)‪ :‬אחת מתוך כמה דרכים להפסיק את פעולתו היא ע"י ביקועו ובכך משיגים שתי תוצאות‪:‬‬ ‫הראשונה היא הפסקת פעילותו השוטפת כחלבון הקשור לממבראנת המיטוכונדריה‪ ,‬והשנייה היא שהביקוע‬ ‫משחרר את ה‪( apaf-1 -‬ומכאן ליצירת קספאז ‪ 9‬וכן הלאה)‪.‬‬ ‫אפופטוזיס בתאי עצב‪:‬‬ ‫מנגנון האפופטוזיס בתאי העצב אינו מתווך ע"י קספאזות כבכל שאר התאים‪ ,‬אלא ע"י ‪AIF )Apoptosis Inducing‬‬ ‫‪ .)Factor‬ה‪ AIF -‬ממוקם במיטוכונדריה ובעת קבלת אינדיקציה על הצורך להפעלת אפופטוזיס ה‪ AIF -‬עצמו יוצא מתוך‬ ‫המיטוכונדריה ומבצע את ביקוע הממבראנה הגרעינית‪ ,‬חיתוך ה‪ DNA -‬וכו'‪ .‬מניעת פעולתו של ה‪ AIF -‬בשגרה מבוצעת ע"י‬ ‫‪ 70HSP ))Heat Shock Protein 70‬שממשפחת השפרונים‪.‬‬ ‫(סוף נושא האפופטוזיס – ‪)28:20‬‬