Cardiomyocyte Apoptosis

Авторское право Apoptosis 2006 Info.com

Введение
Сердечнососудистое заболевание ведущая причина смерти в развивающаяся страна (ВОЗ сообщает, 2002), и величина акутового инфаркта миокарда (MI) или более специфически число мертвых cardiomyocytes, существенный фактор последующей функции сердца. Рациональная конструкция терапевтических интервенций которые защищают миокард от смерти клетки во время ишемии приоритет исследования на сверх 30 лет. Нам нужно понять механизмы кладя смерть в основу клетки cardiomyocyte (CM), свое время, так же, как инструменты исследования для своей точной и быстрой квантификации для того чтобы сделать это эффектно (Takemura et al., 2004).
Кажется, что будет Cardiomyocytes более чувствительно к гипоксии и ишемии чем другие типы клетки (Takemura et al., 2004). Также, CM содержит самый высокий митохондриальный том всей клетки печатает на машинке (Elsasser et al., 2000. Также CM делает TNF-альфау секретным, оба из которых имеет серьезные прикосновенности для клеток CM в ишемии и MI (Kapadia et al., 1995; Giroir et al., 1994).
Миокардиальная ишемия условие в которое лишение кислорода к мышце сердца сопровожено недостаточным удалением метаболитов из-за уменьшенных потока крови или перфузии. В контрасте, простое лишение кислорода без уменьшения в зазоре метаболитов термин гипоксией или аноксией. Ишемия и гипоксия уместны к патологической смерти клетки cardiomyocyte (CM) потому что это уменшение в кислороде водит к быстрому склонению в энергии и уровнях ATP которая необходима для требований к высокой энергии этих клеток. Гликолиз увеличен в этих положениях водя к образованию вредных субпродуктов как лактат. Хотя увеличиваемая миокардиальная ишемия имеет deleterious влияния на митохондриальной функции, доказательство предлагает что поколение ROS во время реперфузии (повторной установки кислорода и потока крови после MI) даже более вредная сквозная реакция кислорода с уменьшенным митохондриальным ubisemiquinone для того чтобы произвести высокое количество superoxides. Было заключено что лишение кислорода увеличивает подверженность сердца к ROS путем увеличивать количество каталитического железистого иона в низкомолекулярном бассеине веса (McFalls et al., 2003).

Смерть клетки Cardiomyocyte
До довольно недавно, смерть cardiomyocyte от ишемии не будет приписана к некрозу, или «случайной смерти клетки» (Jugdutt et al., 2005). Как бы недавно, собирательное доказательство от экспириментально и клинических изучений демонстрировало что знаны, что включают ишемия and/or реперфузия смерти клетки cardiomyocyte следуя за теперь apoptosis, oncosis, autophagy, (и некроз) в ишемичных сердечных условиях. Подуманы, что водят эти условия на более поздняя стадия к некрозу (Takemura et al., 2004; Yan et al., 2005). Этот перенос в думать демонстрирует что предохранение смерти клетки CM должно пристрелть оба apoptosis CM, oncosis, autophagy, и некроз.

Apoptosis Cardiomyocytes в ишемии
Морфологические характеристики apoptosis что увидено в одиночных клетках разбросанных в ткань. Микроскопично, клетки визуализированы для того чтобы иметь ядерную конденсацию chromatin, с образованием малых плотных тел. Никакое нарушение мембраны клетки не происходит. Мембрана клетки проходит отпочковываться как apoptotic тела, с происходить усушки клетки. Lysosomes также выйдены неповрежденной внутри клетки. Никакие результаты воспаления или фиброза, как клетки «phagocytosed» соседскими клетками или иногда макрофагами.
Морфологические методы apoptotic обнаружения включают светлую микроскопию и электронную микроскопию (EM) (Jugdutt et al., 2005; Edinger et al., 2004).
Apoptosis обычно наведено физиологопсихологическими стимулами, но может также быть наведено патологически. Оно требует энергии в форме ATP, и синтез транскрипции гена и протеина involved. Ионы и жидкости не делают приток через мембраны по мере того как динамика транспортеров и мембраны иона стабилизирована. Как упомянуто, apoptosis не нарушает мембраны и таким образом никакая утечка внутриклеточных энзимов или протеинов (Jugdutt et al., 2005; Edinger et al., 2004).
Apoptosis также охарактеризовано non-random разртвом дна, который использовал биохимически для того чтобы обнаружить, что клетки прошли apoptosis (). Дна ladering просто пользы извлекло дна которое resolved на электрофорезе геля агарозы, и более поздно запятнано для того чтобы рассмотреть картину разртва дна. Другие методы обнаружения apoptosis включают TUNEL или терминальный конец Nick Биотина-dUTP трансферазы deoxynucleotidyl обозначая, который наиболее широкоширок используемый гистохимический метод для в situ обозначая и локализация дна ломает в индивидуальных ядрах на разделах ткани. Дна подвергается действию протеолизом и TdT (терминальная трансфераза deoxynucleotide) включает biotinylated dUTP в места проломов дна. Сигнал биотина после этого усилен используя авидин-пероксидазу или люминесцентную краску, и визуализирован (Jugdutt et al., 2005; Edinger et al., 2004; Dispersyn et al., 2001).
Хотя apoptosis сперва было использовано как термина в 1972 (Kerr et al., 1972), apoptosis в cardiomyocytes не будет сообщено до 1994 (Gottlieb et al., 1994). Ишемия/реперфузия были наведены в сердцах кролика, и apoptosis было определено используя разртв TUNEL, дна, и электронную микроскопию. Были показаны, что имели ишемия/реперфузия самостоятельно значительно apoptosis CM, тогда как ишемия самостоятельно не была. Только ишемия соединенная с реперфузией могла навести apoptosis в экспериментах.
Более последние изучения продемонстрировали ту ишемию самостоятельно, или даже гипоксия может навести apoptosis CM. В эксперименте по vitro продемонстрировал что гипоксия навела apoptosis. Неонатальные cardiomyocytes и nonmyocytes крысы были выращиваны в питательной среде: в атмосфере СО2 n2-5% 95% для того чтобы произвести гипоксические условия. Разртв дна в многократные цепи интежера internucleosomal длины дна наблюдался в cardiomyocytes начиная с 12 часов, тогда как интересно, nonmyocytes не показали разртву дна даже до 72 часа. (Tanaka et al., 1994).
Упорная ишемия самостоятельно даже после 2.5 часов, без реперфузии была последними показанные, что навела значительно apoptosis в зонах акутового инфаркта в сердцах крысы.
Было заключено что apoptosis CM обнаружено в обоих постоянно ишемичных и reperfused миокарде, тем ме менее натиск apotosis ускорять ход реперфузией
Таким образом, помощь реперфузии предотвращает более дальнеишее apoptosis, ускоряет ход тарифа apoptosis в тех клетках irreversibly которому сужденно для того чтобы умереть. (Gattinger и Fliss, 1996).
В отличие от экспириментально показанных результатов, Fujiwara et al. использовали метод immunogold TUNEL совмещенный с EM сообщили что в сердцах кролика, apoptosis было отсутствующим после окклюзии коронарной артерии (Takemura et al., 1997). Это более поздно было подтвержено другим экспириментально изучением предлагая что apoptosis не сыграло роль в инфаркте миокарда (Ohno et al., 1998). Экспириментально результаты таким образом дают иные выводы, которые могут быть должны к разницам в моделях, видах, и методах используемых для обнаруживать PCD.

Данные от людских Infarcts
Разртв дна был обнаружен в людях от сердец autopsied после смертоносного MI. Дна было извлечено от областей запятнанных H&E и электрофорез геля агарозы был дирижирован. Было продемонстрировано что в акутовом людском инфаркте с свертыванием, oncotic миоциты с фенотипическими разницами все показанный положительный пятнать для разртва дна обозначать конца забоины дна (Itoh et al., 1995)
Было показано что apoptosis CM и некроз CM независимо способствуют перемеююые размера infarct в крысах (Kajstura et al., 1996). Смерть клетки Apoptotic определила 2.8 миллиона клетки тогда как некроз определяя только 90.000 клеток после 2 часов. Некроз миоцита выступил на 1 дне с 1.1 миллиона миоцитами.
Olivetti et al. (1996) во первых продемонстрировали то в людских infarcts, 12% из всех миоцитов были apoptotic в пограничной зоне и 1% были apoptotic в дистанционных (периферийных) областях. Apoptosis было измерено количественно assay TUNEL, и было подтвержено биохимически извлечением дна и электрофорезом геля агарозы.
Используя методы TUNEL и дна laddering, другая группа показала тарифы PCD 1% в приграничных зонах и около 0.5% в infarcts. Значения Apoptotic в отдаленных областях были 0.01%, подобно к управлению (Saraste et al., 1997).
Все еще другая группа определила тариф apoptosis для того чтобы быть 1.8-3.3% в infracted зонах людского сердца, тогда как тариф apoptosis был 0.1% в участках регулирования. Этот индекс группы также продемонстрированный увеличенный PCNA обозначая сравнил к управлению (Ottaviani et al 1999).
Были найдены, что присутствовали Apoptosis и некроз в 77 людских сердцах после аутопсии с смертоносным инфарктом, и что размер людских infarcts может быть недооценен потому что apoptosis не представлено в измерениях энзима используемых клинически, по мере того как apoptotic клетки поддерживают их клетчатую герметичность (Джеймс, 1998).
Таким образом большинство изучений продемонстрировало что apoptosis в центре infracted области часто незначительно. Apoptosis в периферийных пограничных зонах и в дистанционном миокарде может сыграть существенные роли в вентрикулярный remodeling и окончательное прогрессировании к остановке сердца (Elsasser et al., 2000). Furthermore, эти периферийные клетки CM которые могут быть выбранными для терапевтических интервенций для того чтобы предотвратить их смерть.

Некроз Cardiomyocytes в ишемии
Некроз общая термина используемая для того чтобы описать другой режим смерти клетки. Используя термину некроз проблемные должные к факту что мертвые клетки настолько строги ухудшены на заключительных этапах что их нельзя морфологическе определить умерли ли они через apoptosis или некроз. Также, некроз ссылается только к необратимый этапу смерти клетки, даже если умирая клетки вообще развивают от reversible к необратимый этапу.
Manjno и Joris (1995) использовали старую термину «oncosis», которая ссылается к смерти клетки сопровоженной запуханием клетки. Они предложили заменить oncosis для некроза в клетках умирая через процесс включая клетчатое запухание, как сравнено к apoptosis которое включает клетчатый сжимать. Они после этого предложили после этого, чтобы заключительные этапы или apoptosis или oncosis были термин некрозом.

Переключатель: Apoptosis или Oncosis (некроз)?
После увеличиваемой миокардиальной ишемии, критический расход энергетических уровней водит к потере ионного homeostatsis, с запуханием клетки, повреждением и некротической смертью.
По мере того как запрограммировано смерть клетки (PCD) или apoptosis энерги-зависимые, переключатели в решении между oncosis и концентрации ATP быть в зависимости от apoptosis (24). Строгие результаты ишемии в значительно уменьшении и окончательном расходе нуклеотидов аденина сопровоженных клетчатым ушибом. Потеря ATP 70% как обычно настоящий момент в инфаркте миокарда несовместима с apoptosis и причиняет oncosis (некроз) 24.
В нескольких моделей миокардиальных ишемии и реперфузии, некроз и apoptosis могут сосуществовать, хотя оно все еще мутновато точно какие факторы определяют типичную судьбу cardiomyocyte. Было предложено что миокардиальные этапы, котор подвергли действию к самым строгим зонам ишемии и реперфузии проходят некроз, тогда как клетки на периферии проходят apoptosis (Gottlieb et al., 1994; Fliss и Gattinger, 1996).
Это последовательно с придумкой которая клетки подвергли действию к строгим стимулам проходят некроз, тогда как клетки, котор подвергли действию к меньше гипоксии будут apoptotic и терпят частично спасение.

Apoptosis: Mitochondria и Cardiomyocytes
Более недавно, были показаны, что включены mitochondria с apoptosis и Mitochondria были вовлечены в поколении реактивного вида кислорода (ROS) во время ишемии и apoptosis. Должно к факту что cardiomyocytes содержат плотность высокого уровня всех mammalian клеток, (25% в людских клетках и 37% в мышах) эти количественные разницы значительно влияют на роль которую mitochondria играют в смерти клетки CM (Elsasser et al., 2000). Сверх того, продукция ATP необходима для того чтобы заправить топливом PCD и apoptosis, и топливом сердце имеет энергитические потребности чем другие органы. Таким образом чувствительность apoptosis в CM может быть более высока в CM чем другие клетки должные к этим клеткам имея самый высокий митохондриальный том (Jugdutt et al., 2005). Как упомянуто, cardiomyocytes показанные разртв дна начиная с 12 часов, тогда как фиброциты non-миоцита не показали разртву дна даже до 72 часа с Fas стимулированием. (Tanaka et al., 1994). Также, как демонстрируется в в - изучение vivo, сердечные клетки имеет значительно более низкую чувствительность к apoptotic стимулированию чем клетки печенки взрослых сердец крысы, хотя тариф зазора cardiomyocytes был подобен к тарифиз apoptotic hepatocytes. (Hayakawa et al., 2003).

Сигналы и посредники Apoptosis в ишемии
Меньшяя информация о стимулах и посредниках apoptosis в ситуации ишемии cardiomyocyte, и даже меньше информация вследствие посредников signaling oncosis в ишемии CM. Мы опишем самые лучшие, котор характеризуют гены и более значительно тропы по отношению к смерти клетки CM здесь.

Митохондриальное тропа смерти клетки Cardiomyocyte в ишемии
В акутовой гипоксии (ишемии), над 100 генами альтернативно отрегулируйте на transcriptional уровне, активируйте или деактивируйте в неонатальных клетках CM используя microarray дна (Graham et al., 2004).
Только недавно имейте бумаги показано мимолётный взгляд троп смерти клетки митохондриального cardiomyocyte специфических. Ранее показало что caspases, семья протеаз, и их активация были существены для исполнения apoptosis, специально caspase-3 (Nicholson et al., 1995). Анализ Immunohistochemical ишемичного/reperfused левый желудочек показал что уровни caspase-3 существенно было повышено и локализовано в ишемичном/reperfused зона, и то caspase-3 co-локализовало к миоцитам TUNEL положительным в в - модели крысы vivo (чернота et al., 1998).
Было продемонстрированы, что пребывало Caspase-9 более поздно в mitochondria cardiomyocytes и нейрональных клеток, тем ме менее только была расмотрена нейрональная ишемия клетки в животной модели. Было показаны, что было выпущено Caspase-9 от нейрональных mitochondria во время ишемии (Krajewski et al., 1999)
Было показаны, что было ZVAD-fmk, общий и АБС битор caspase, эффективно в уменьшении миокардиального ушиба реперфузии, который смог хотя бы частично быть приписан к амортизации apoptosis cardiomyocyte (Yaoita et al., 1998). С другой стороны, Okamura et al. рассмотрели влияние иов АБС битор caspase на разртве дна размера и CM миокардиального infarct в сердцах крысы ишемии-reperfused. Иы АБС битор Caspase могли заблокировать разртв дна миоцита и активацию caspase, тем ме менее было никакое значительно уменьшение размера infarct в сердцах крысы ишемии-reperfused (Okamura et al., 2000).
Подвергано к миокардиальному ушибу ишемии/реперфузии, над-выражая transgenic мыши caspase-3 показали увеличенный размер infarct и произнесенную подверженность для того чтобы умереть. Были заключены, что плотно сжали уровни выражения Caspase-3 таким образом размер миокардиального infarct после ушиба ишемии/реперфузии, с cardiomyocyte-специфическим увеличенного over-expression размера infarct (Condorelli et al., 2001). Однако, Calpain и иы АБС битор caspase-3 уменьшают размер infarct и столб-ишемичное apoptosis в сердце крысы без дорабатывать контрактильное спасение (Perrin et al., 2003). Несколько бумаг которые разноречивы в этой области, и таким образом роль caspases в смерти клетки CM и терапевтике остает состязательной.
Была показаны, что активирует семья Stat факторов транскрипции caspases. Были показаны, что навели ишемия/реперфузия активацию STAT-1 и caspase-1 обрабатывая в вентрикулярных миоцитах в неповрежденном сердце ex vivo. Клетки STAT-1-transfected были более впечатлительный к ишеми-наведенной смерти клетки чем контролируют transfected клетки. Возможный механизм был показан где STAT- 1-ое мая активирует промоутер профессионального-apoptotic гена caspase-1 в cardiomyocytes во время ишемии. Antisense векторы STAT-1 уменьшили и ишемию и overexpressed смерть клетки STAT-1-induced в сердечных клетках.
Эти результаты предлагают что STAT-1 играет критическую роль в регулировке ишемии/реперфузи-наведенного apoptosis в сердечных клетках, действуя хотя бы в части через активаци-зависимое тропа caspase-1 (Stephanou et al., 2000)
Фторометрические assays деятельности при caspase продемонстрировали быструю активацию caspase-2 в cardiomyocytes цыпленока в пределах первого часа реперфузии, тогда как ишемия самостоятельно продемонстрировала любое увеличение в деятельности при caspase. Специфический и АБС битор caspase-2 защищенный против смерти клетки I/R-induced, тогда как другие иы АБС битор caspase не суменные для того чтобы сделать так. Данные определили что активный отпуск c тситохрома caspase- начатый 2-ое мая после реперфузии и что критическое для apoptosis I/R-induced в это модельном (Qin et al., 2004)
В столб-ишемичных сердцах мыши, over-expression procaspase-1 был связан с увеличенным сердечным apoptosis миоцита в зонах peri- и non-infarct. Также, инфаркты миокарда были 50% более большим в зоне. Изучения культуры ткани показали что procaspase-1 обрабатывать/активация простимулирован гипоксией, и что поступки caspase-1 в синергии с гипоксией для того чтобы простимулировать caspase-3 посредничали apoptosis без активировать caspases в верхней части потока (Syed et al., 2005).

BNIP3 романный subclass смерт-наводя митохондриальных протеинов с гомологичностью к семье гена Bcl-2. Были использованы различные методы включая внутри - гипоксию vivo и ex эксперименты по гипоксии клетки vivo основные CM. Данные обеспечивают первое доказательство для запутанности BNIP3 как индуцибильный фактор который провоцирует митохондриальные дефекты и смерть клетки вентрикулярных миоцитов во время гипоксии (Regula et al., 2002).
Важный фактор в начале некроза или apoptosis отверстие неспецифичной поры внутри внутренняя мембрана mitochondria, MPTP. Настоящие данные поддерживают факт которые усиливают стимулы наводят пору для того чтобы раскрыть, выпускающ профессиональные-apoptotic факторы в cytosol (McFalls et al., 2003). Нейтральные гипоксические условия и эксперименты по фракционировки клетки показали что протеин BNIP3 свободно прыгнут к mitochondria, тем ме менее он перемещает в мембрану под acidotic условиями. Транслокация BNIP3 совпала с отверстием митохондриальной поры проницаемости (MPTP). Парадоксально, митохондриальное отверстие поры не повысило активацию caspase, и иы АБС битор caspase обширн-ряда не преградили это тропа смерти клетки. Однако, тропа было прегражено antisense олигонуклеотидами BNIP3 и иами АБС битор MPTP (Graham et al., 2004).

Было показаны, что было включено Bax, другой митохондриальный протеин тропа apoptosis, в миокардиальную смерть клетки. Показанная электронная микроскопия уменьшила повреждение к mitochondria и ядерной структуре chromatin в Bax-недостаточных мышах. Нокдауны сердца Bax имели главный допуск к ушибу I/R и таким образом этот ген может быть возможными целями для терапевтической интервенции в пациентах с миокардиальной ишемией (Hochhauser et al., 2003).
Capano et транслокаций Bax al. (2005) визуализированные GFP-маркированные от cytosol к mitochondria, начиная не познее минута 20 сымитированной ишемии и развивая на несколько часов в ишемичных cardiomyocytes. Используя иы АБС битор, было показано что AMP-активированная киназа протеина и p38 MAPK важны для транслокации Bax.
Hou et al. (2005) также продемонстрировали аналогичные результаты.
Знаны, что защищает митохондриальное Bcl-2, anti-apoptotic протеин, клетки от apoptosis. Over-expression Bcl-2 в transgenic сердцах мыши был расмотрен. Размеры infarct, выраженные как проценты области в опасности, были значительно более малы в transgenic мышах чем в non-transgenic Over-expression мышей Bcl-2 используя transgenic мышей представил клетки CM более упорным к apoptosis и ушибу I/R в cardiomyocytes (Chen et al., 2001)
Сравнительная микроскопия митохондриальных flavoproteins, потенциала мембраны, и кальци-чувствительных зондов продемонстрировала гомогенность и ясную co-локализацию и в изолированных cardiomyocytes и permeabilized миокардиальные волокна. После ишемии/реперфузии однако, была обнаружена значительно разнородность всех этих параметров. (Kuznetsov et al., 2004).

Тропа домена смерти смерти клетки Cardiomyocyte в ишемии
Знаны, что произведена альфаа TNF сердечными клетками сами (Kapadia et al., 1995; Giroir et al., 1994).
Должно к факту что TNF-альфаа может вызвать apoptosis в много типов клетки, было подумано что эндогенная альфаа TNF может внести вклад в apoptosis в сердечных клетках.
apoptosis наведенное TNF-альфаой в cardiomyocytes крысы в vitro было квантифицировано одноячеистым электрофорезом microgel ядр («сердечных комет» assay - или кометы) также, как морфологические и биохимические критерии. Также было показано что TNF-альфаа простимулировала продукцию эндогенного второго посыльного, сфингозин, предлагая запутанность sphingolipid в TNF-альфае - посредничанном apoptosis cardiomyocyte. были показаны, что увеличены в ишемичных миокардиальных разладах, и таким образом могут уровни TNF-альфаы внести вклад в TNFalpha-наведенная сердечная смерть клетки (Krown et al., 1996)
Она была последними показанная что внутри - перенос vivo гена приемного устройства 1 TNF-альфаы soluble улучшил сердечную функцию и уменьшил размер infarct после инфаркта миокарда в крысах
(Sugano et al., 2004).

Oncosis Cardiomyocytes в ишемии
Немногая знано о apoptosis клетки CM в ишемии, и даже более менее знано о oncosis или запрограммированном некрозе в ишемии. Было подумано что caspases существены для apoptosis или PCD, тем ме менее caspase-независимая смерть клетки также наблюдалась в много систем как ингибитирование caspase. В некоторые случаи, caspase-независимая некротическая смерть смогла быть предотвращена с противоокислительн обработкой или ингибитированием киназы протеина, СУЛОЕМ. Эти результаты вели к предположению «запрограммированного» некроза - где некроз тропа signaling которое может быть прегражено путем блокировать некоторые факторы.
Интересно, кажется, что блокирует apoptosis oncotic тропы путем колоть ключевые факторы необходимо для запрограммированного некроза как СУЛОЙ и PARP (Edinger et al., 2004). Однако немногая не будет понято о этих процессах до очень недавно, и большая часть из этой работы вне сердечного поля. Более недавно, используя иы АБС битор PARP несколько групп продемонстрировали довольно значительно ингибитирование смерти клетки CM (Alexy et al., 2004).
И АБС битор романа PARP, L-2286 был управлен во время ишеми-реперфузии внутри в isoproterenol-induced инфаркте миокарда. В дальнейшем, были проконтролированы сердечный метаболизм энергии, оксидативное повреждение, и положение фосфорилирования каскадов Akt и MAPK. L-2286 приложило значительно защитное влияние против ишеми-реперфузи-наведенного миокардиального ушиба в ишемичной модели (Palfi et al., 2005)

Смерть клетки Autophagic Cardiomyocyte в ишемии
Было подумано что apoptosis было синонимом для запрограммированной смерти клетки, тем ме менее увеличивая количество изучений демонстрирует существование caspase-независимых форм PCD (Lockshin и Zakeri, 2002). Было подуманы, что было Autophagy физиологопсихологическим процессом для исключать ненужные субцеллюлярные компоненты, тем ме менее недавно autophagy как форма смерти клетки привлекает больше внимания. Подуманы, что будет Cardiomyocytes более чувствительно к autophagy чем большинств клетка печатает на машинке (Sybers et al., 1976; Larsen и Sulzer, 2002). Vacuolar вырождение характерная особенность autophagy, при клетки показывая большие вакуоли. Хотя autophagy показывает, что быть даже более превалирующ чем apoptosis в некоторых моделях остановки сердца, там немногочисленность изучений на autophagy и ишемии (Takemura et al., 2004; Knaapen et al., 2001).
Немного бумаг были найдены которые полиняли некоторый свет на CM autophagy. В одном изучении, фетальные сердца мыши были поддержаны на до 4 часа в глюкоз-свободных средствах в атмосфере СО2 95% N/5% последованного за resupply O2его и глюкозы. 24 час более поздно, много клеток взяли без остаточного ушиба. Много других однако показали autophagic вакуоли колебаясь от тех в которых органеллы охотно были определены, к тем характерным остаточных тел. Было заявлено что autophagy не подчеркивает как важный механизм в переходной ишемии в взрослых миоцитах, но она может сыграть роль в ремонте сублетального ушиба (Sybers et al., 1976).
Другое изучение использовало сердца кролика перфузированные под гипоксическими условиями. Клетки CM прошли прогрессивное субцеллюлярное повреждение, которое будет необратимый к один час. Один час гипоксии произведенный irreversibly повредил миоциты. На reoxygenation, некоторые из этих клеток показали типичные изменения некроза, но другие по-видимому прошли плодогоный процесс ремонта включая образование больших, вероятно нефункциональных lysosomes. Данные предложили которые lysosomal autophagy может быть важно в сердечном ремонте клетки начатом во время и после гипоксии. (Decker et al., 1980)
Более недавно, был принят proteomic подход к хронической ишемии. были найдены, что былиотрегулированы Autophagy-родственные протеины в ответ на ишемию. Изменения в выражении протеина не были очевидны после одного эпизода, и только начинали появляться после 2 или 3 эпизодов. Выражение было самые маркированные после 6 эпизодов ишемии, когда EM продемонстрировал autophagic вакуоли в хронически ишемичных миоцитах. Наоборот, apoptosis, которое было самое маркированное после 3 эпизодов, уменьшило поразительно после 6 эпизодов, когда autophagy увеличило. Было заключено что autophagy вызванное ишемией смогло быть homeostatic механизмом, которым apoptosis заблокировано и deleterious влияния хронической ишемии лимитированы (Yan et al., 2005).

Обсуждение
Кажется, что будет типичная судьба сердечной клетки, живет ли она или плашки, чувствительным балансом факторов повышая смерть клетки и тех факторов повышая выживание клетки. Недавний взрыв информации относительно анализа этих факторов, и мы могли коснуться на отборных тропах должных к ограничениям в космосе.
Хотя взрыв данных вытекал от растущего поля смерти клетки cardiomyocyte в ишемии, много вопросов выйдены неотвеченным. Результаты относительно роли apoptosis в акутовой коронарной окклюзии дивергентны. Даже тарифы смерти apoptosis и клетки меняют широко от изучения к изучению. Разницы в экспериментальных данных смогли быть результатом пользы различных моделей (сужения окклюзии v), длин времени ишемии и реперфузии, вида, иов АБС битор, transgenic моделей, и методов используемых в обнаружении смерти клетки (некоторых идей принятых от Elsasser et al., 2000).
Apoptosis охарактеризовано длинним каскадом случаев который в конечном счете производит окончательный продукт разртва дна который использован часто для assaying смерти apoptosis или клетки. Большая часть из процитированных бумаг имеет косвенное доказательство apoptosis по мере того как они основаны на обнаружении разртва дна and/or так называемых apoptosis-родственных факторов. Несколько рассмотрели доказательство для apoptotic ультраструктуры, которая золотой стандарт для диагностировать apoptosis (Takemura et al., 2004). TUNEL проблемно для нескольких причин включая обладать высоким ложным позитвом и отрицательным тарифом, и oversensitivity. TUNEL также не может различить между apoptosis и некрозом, и нуждается шаблонизации apoptotic отсчетов (Jugdutt et al., 2005).
Также трапы дна не могут быть специфически для apoptosis внутри - vivo cardiomyocyte в виду того что клетки non-миоцита которые значительно превышают клетки CM в номере, могут загрязнить образцы ткани (Takemura et al., 2004).
Были сделаны попытки характеризовать ультраструктуру клетки CM в различных режимах словотолкования EM смерти клетки однако могут поменять в зависимости от условий и оценки ультраструктуры мембраны. Другая смешивая проблема факт что вся микроскопия ограничена фактом что apoptotic последние возникновения клетки только за несколько минут и apoptotic тела могут быть увидены на только немного часов прежде чем они phagocytozed (Jugdutt et al., 2005).

Поэтому в сводке, более легким методам идентификации смерти клетки в клетках CM нужно быть начатым. Furthermore, легкой и скоростному методу квантификации различных режимов клетки нужно быть начатым. В добавлении, метод высок-объём значительно увеличил бы тариф данных приходя от этого поля.

Другие будущие направления включают более далее определять разницы и сходства в тропах смерти клетки между cardiomyocytes и другими более расследовать типами клетки.
Другое направление, котор нужно последовать за роль свободных радикалов и какую относительную роль они играют в клетках CM против других типов клетки.

Другие более основные вопросы остают неотвеченными:

На какой этап apoptosis cardiomyocyte навело ишемией реверзибельно? (Elsasser et al., 2000). По мере того как это играет в пользу терапевтических интервенций, это был бы важным вопросом от точки зрения терапией развития снадобья.

Другой вопрос, autophagy главный игрок в CM смерть клетки? На этой стадии этому вопросу нельзя ответить. К нашему знанию никакое изучение не показывало процент смерти клетки основанный на словотолковании (с квантификацией) по отношению к времени после ушиба ишемии and/or реперфузии - т.е. какого процента клеток проходит autophagic смерть клетки, apoptosis, oncosis, некроз на каждом периоде?
Furthermore autophagy в клетках CM определенных от других типов клетки, и поэтому молекулярные тропы эти же или определено от других типов клетки?
Хотя механизмы были постулированы, маленько знает о почему клетки проходят apoptosis против oncosis. По мере того как кажется, что будет запрограммированные некроз или oncosis, более экспириментально доказательство потребность определить включили тропы, котор и также продифференцировать это от запрограммированной смерти клетки или apoptosis/autophagy.
Также, по мере того как эта форма смерти клетки только наблюдалась в условиях где apoptosis заблокировано или химически или genetically, больше работы нужно быть сделанным в этой области (Edinger et al., 2004).

Во время ишемии, как клетки PCD CM извлечутся от вставленного диска от соседских миоцитов и что рамки времени этого процесса? (Elsasser et al., 2000). Одно бумажное может дать ключи к этому процессу по мере того как фагоцитоз apoptotic клеток и apoptotic тел произошел с engulfment или соседскими миоцитами или макрофагами, но большей частью latter (Джейсон TN, 1998).

Cardiomyocytes как упомянуто делает TNF-альфау секретным, которая может также включиться в их смерть клетки. По мере того как были показаны, что увеличены уровни TNF-альфаы в ишемичных миокардиальных разладах, это может увеличить тариф apoptosis and/or некроз в клетках уже испытывая формы клетчатого усилия как ишемия (Krown et al., 1996).

Mitochondria играют важную роль в apoptotic каскаде, и в смысле cardiomyocytes, которые имеют самую высокую объемную долю mitochondria всех клеток (25% в человеке, и 39% в мышах), mitochondria могут сыграть даже большую роль в смерти клетки CM (Elsasser et al., 2000). Это было показано в нескольких примеров в экспириментально доказательстве где клетки CM под гипоксией умрут очень более скоро и будут испытывать более высокий тариф смерти клетки чем другие типы клетки.

Cardiomyocytes, на основании их природы, требует много энергии которая поставлена их преогромной митохондриальной емкостью, самое высокое всей клетки печатает на машинке. По мере того как ATP необходим для 2 форм запрограммированных смерти клетки, apoptosis и oncosis, это высокое требование к ATP может причинить cardiomyocytes быть более пронально или иметь повышенная чувствительность для некроза во время периодов усилия или ишемии/гипоксии. Эксперименты должны быть дирижированы для того чтобы рассмотреть если клетки CM имеют большую потребность для ATP во время ишемии чем другие типы клетки, и добавление источников энергии ATP к некрозу блоков клеток CM. К нашему знанию это не было расмотрено.
Также, к нашему знанию, никакие эксперименты не показывали критические энергетические уровни ATP во время ишемии CM чточто порог для некротической смерти клетки. Рассмотрение минимального уровня ATP то водит к некрозу о иметь значение для рассматривающ предположение ATP некроза во время ишемии.

Как упомянуто, поколение ROS во время реперфузии (повторной установки кислорода и потока крови после MI) даже более вредно чем ишемия. Это должно к реакции кислорода с митохондриальным ubisemiquinone которое было уменьшено во время ишемии для того чтобы произвести высокое количество superoxides (McFalls et al., 2003). Должно к их увеличенному митохондриальному присутсвию, клеткам CM смогите испытать более высокие superoxide, свободный радикал, и нагрузки ROS чем другая клетка печатает на машинке при сходных условиях по мере того как они могут иметь более высокие уровни ubisemiquinones в клетку. Это не было изучено к нашему знанию, и должно быть расмотрено используя различные типы клетки путем измерять тарифы образования свободного радикала (или уровни /Fe ubisemiquinone) под гипоксией/ишемией.

В заключение, это увеличенное митохондриальное присутсвие может быть в действительности падением cardiomyocytes типичным, очень причина почему cardiomyocytes поэтому чувствительно к гипоксии/наведенной ишемией смерти клетки, как баланс жизни против смерти может в действительности уже быть перенесено в пользу профессиональных-apoptotic факторов, или смерти. Оно остают, что увиден может ли терапевтика в действительности мочь обратить клетчатые тропы смерти которые могут уже быть активированы, и таким образом пытает перенести баланс в пользу сердечного выживания клетки.

Авторское право Apoptosis 2006 Info.com