אפופטוזיס – כשהתא
מחליט להתאבד

אפופטוזיס הוא תהליך המוות המתוכנן של תא. מדובר בתהליך חשוב מאוד שממלא תפקיד חיוני במנגנונים רבים של הגוף.

האפופטוזיס מאפשר התפתחות איברים תקינה בשלב ההתפתחות העוברית, והוא ואחראי לסלקציה של תאי דם לבנים, להרג תאים סרטניים או חולים ולהרג של תאים זקנים. תהליך האפופטוזיס יכול להיות עצמאי או מופעל בידי תאי דם לבנים מסוג T.

הסרטון מתאר אפופטוזיס שהופעל בידי תא T:

מוות תאי מתוכנן היטב

אפופטוזיס הוא התהליך שבו תא ממית את עצמו באופן מתוכנן ומסודר. במסגרת התהליך הזה, התא עצמו, או תא דם לבן מסוג Killer T cell, מפעיל סדרה של אותות שמובילים לפירוק החלבונים וה-DNA של התא. בעקבות זאת, התא מתכווץ ומפורק, ולבסוף השאריות שלו נבלעות על ידי תאי מקרופאג. 

הסרטון שראינו מציג תרחיש שבו תא חולה עובר אפופטוזיס. במקרה הזה המוות התאי הופעל בידי תא T שזיהה תא חולה. תחילה תא ה-T נצמד לתא החולה, שמוצג בסרטון כצהבהב. בשלב הבא אנו רואים את הממברנות של שני התאים - תא T מוצג בוורוד, ותא חולה בלבן. בממברנה של תא ה-T יש חלבון שנקרא "אות מוות", וקולטנים מיוחדים על ממברנת התא החולה נקשרים לחלבון הזה ומתחילים תגובת שרשרת תוך-תאית. הקולטנים האלו נקראים קולטני מוות.

לאזור התוך-תאי של קולטני המוות נקשרים חלבונים מתווכים שקושרים אליהם חלבון נוסף, שתפקידו לחתוך חלבונים אחרים - זהו הפרוקספאז 8. בהתחלה, חלבון פרואספאז 8 לא פעיל, ואינו יכול להתחיל בחיתוך. אך כששני חלבוני פרוקספאז 8 נקשרים זה לזה הם והופכים יחד לקספאז (caspase) - אנזים פעיל שחותך חלבונים.

קספאז 8 מסתובב בנוזל התאי, וגורם לחיתוך והפעלה של חלבוני חיתוך נוספים, כמו פרוקספאז 3. לאחר החיתוך, הקספאז 3 מסתובב בתא וחותך חלבונים רבים בתא. התגובה הזאת הולכת ומתקדמת עד שחלקים נרחבים מהתא מפורקים בידי הקספאזות.

מספר חלבונים חוברים יחד ויוצרים קומפלקס חלבונים גדול בשם אפופוטוזום. האפופטוזום מפעיל חלבוני חיתוך נוספים | מקור: Laguna design, Science Photo Library

האפופטוזום: אין דרך חזרה

במקביל, חומר בשם ציטוכרום C משתחרר ממבני המיטוכונדיה, ונקשר לחלבון בשם Apaf-1. כמה עותקים של Apaf-1 מתחברים זה לזה, ויחד עם הציטוכרום C וקספאז 9 יוצרים קומפלקס חלבונים גדול: האפופטוזום. האפופטוזום מביא להפעלה של עוד עותקים רבים של קספאז 3, ואלו ממשיכים לפרק את החלבונים בתא, ובין היתר את חלבוני שלד התא. התא הולך ומאבד את צורתו, מתכווץ, ולבסוף מתפורר לבועיות קטנות שנאכלות בידי תאי מקרופאג' שמגיעים לאזור. חלק חשוב בתהליך ושאינו מוצג בסרטון הוא עיכול ה-DNA ופירוקו על ידי אנזימים שחותכים DNA - הדנאזות (Dnase).

האפופטוזיס הוא תהליך מורכב ומבוקר היטב שלא מופעל ללא סיבה. יש גורמים רבים שיכולים להפעיל את תהליך האפופטוזיס, כמו נזקים רבים ל-DNA, תנאי עקה של לחץ רגשי ופיזי, הדבקה בנגיף, הזדקנות התא, טרנספורמציה סרטנית ועוד. כמו כן, האפופטוזיס דרוש למספר רב של תהליכים בגוף, כמו במהלך ההתפתחות העוברית, שמירה על המערכת החיסונית והרגית תאי דם לבנים שעלולים לתקוף את הגוף עצמו, או במהלך התחזוק השוטף של הגוף והרקמות בו.