Daha önce de belirtti¤imiz gibi, hücre ölümünün esas
olarak nekroz ile oldu¤u durumlarda bile apoptoz yola¤>
da bu sürece katk>da bulunabilir. Örne¤in, zedeleyici uya-
ran>n neden oldu¤u mitokondrial geçirgenlik art>fl> apop-
tozu tetikler.
Apoptoz mekanizmalar> tart>fl>lmadan önce, bu sürecin bi-
yokimyasal ve morfolojik özelliklerini tan>mlayaca¤>z.
APOPTOZUN B
Apoptotik hücreler yukar>da tan>mlanan yap>sal de¤ifliklik-
lerin alt>nda genellikle farkl> biyokimyasal modifikasyonlar
gösterirler. Bu özelliklerden baz>lar> nekrotik hücrelerde de
görülür, ancak di¤er de¤ifliklikler çok daha spesifiktir.
Protein Bölünmesi. Apoptozun spesifik bir özelli¤i, sis-
tein proteazlar ailesinden kaspazlar ad> verilen çeflitli bireyle-
rin aktivasyonunu içeren protein hidrolizidir.
45
Kaspazlar>n
ço¤unlu¤u inaktif proenzimler olarak normal hücrelerde bu-
lunmaktad>r, ve apoptozu indüklemeleri için aktive edilmeleri
gerekmektedir. Aktif kaspazlar laminler gibi pekçok yaflamsal
proteinleri k>rarlar ve böylece nükleer çat>y> ve hücre iskeleti-
ni bozarlar. Yine kaspazlar DNA'y> parçalayan DNAaz'lar> akti-
ve ederler. Bu de¤ifliklikler apoptotik hücrelerde görülen nük-
leer ve sitoplazmik yap>sal bozulmalara neden olmaktad>r.
DNA Parçalanmas>. Apoptotik hücrelerde DNA'n>n 50-
300 kilobazl>k parçalar haline gelifli karakteristiktir.
46
Daha
sonra da internüklozomal olarak, Ca
+2
ve Mg
+2
ba¤>ml> endo-
nükleazlar>n etkisi ile DNA'n>n 180-200'ün katlar> kadar uzun-
luktaki baz çiftleri halindeki oligonükleozomlara parçalanmas>
söz konusudur. Oluflan DNA fragmanlar> agar jel elektroforez
yöntemi ile merdiven halinde gösterilebilir (fiekil 1-27). Endo-
nükleaz aktivitesi, ayn> zamanda DNA'n>n çift zincirli k>r>klar>-
n> tan>yan sitokimyasal tekniklerle hücre ölümünün saptanma-
s>n>n temelini oluflturur.
47
Bununla birlikte, internükleozomal
DNA parçalanmas> apoptoz için spesifik de¤ildir. Ancak nek-
roz için apoptozun basamakl> paterninden farkl> olarak "yay>l-
m>fl" DNA paterni tipiktir. Ancak bu yay>lm>fl DNA paterni geç
bir otolitik fenomen olabilir, tipik basamakl> DNA paterni nek-
rotik hücrelerde de görülebilir.
47
Fagositik Tan>ma. Apoptotik hücreler plazma membran-
lar>n>n d>fl tabakalar>nda, iç tabakalardan d>fla do¤ru "dönmüfl"
olan fosfolipidlerle karakterize fosfatidilserin eksprese ederler
(bu de¤ifliklikler ile apoptotik hücreler Annexin V gibi özel bo-
yalar ba¤layabilir ve tan>nabilir). Apoptozun baz> tiplerinde
apoptotik cisimciklerin yüzeylerinde bir adeziv glikoprotein
olan trombospondin de eksprese edilir. Yine fagositler taraf>n-
dan sekrete edilen di¤er baz> proteinler apoptotik hücrelere
ba¤lanabilirler ve hücreleri fagositoz için opsonize ederler.
48
Morfoloji. Baz>lar> en iyi flekilde elektron mikroskobu ile
görülen afla¤>daki morfolojik de¤ifliklikler apoptoza giden
hücreleri tan>mlamaktad>r (fiekil 1-25).
·
Hücre büzüflmesi. Hücre boyut olarak küçüktür; sitop-
lazma yo¤undur ve organeller, nispeten normal olsalar
da, s>k>ca paketlenmifllerdir.
·
Kromatin kondenzasyonu. Bu apoptozun en karakte-
ristik görünümüdür. Kromatin çeflitli boyut ve flekilde yo-
¤un kitleler halinde periferde, nükleer membran>n alt>n-
da toplan>r. Nükleusun kendisi, iki veya daha fazla frag-
mana ayr>l>r.
·
Sitoplazmik tomurcuklar ve apoptotik cisimciklerin
oluflumu. Apoptotik hücre önce yayg>n yüzeysel tomur-
cuklanma gösterir. Daha sonra nükleer fragmanlar ile ve-
ya onlar olmadan, membranla çevrili sitoplazma ve s>k>ca
paketlenmifl organellerden oluflmufl apoptotik cisimcikler
halinde fragmentasyona u¤rar.
·
Apoptotik hücrelerin veya hücre cisimciklerinin ge-
nellikle makrofajlar taraf>ndan fagositozu. Apoptotik
cisimcikler lizozomlar içerisinde h>zla degrade edilir ve or-
tadan kald>r>lm>fl apoptotik hücrelerin yerini almak için
çevredeki sa¤l>kl> hücreler prolifere olurlar ya da göç
ederler.
Apoptoz s>ras>nda, plazma membranlar>n>n, normalde
içerdikleri çözeltilere karfl> geçirgen hale geldikleri son aflama-
lara kadar sa¤lam kald>klar> düflünülmektedir. Embriyogenez
ve immün hücrelerin delesyonu gibi fizyolojik durumlardaki
apoptoz için bu klasik tarif uygundur. Bununla birlikte, zede-
leyici uyar>lar sonras>nda, nekroz ve ayn> zamanda apoptoz
yolu ile de hücre ölümü seyrek rastlan>r bir durum de¤ildir.
Bu gibi durumlarda, uyaran>n spesifik olmas>ndan çok flidde-
ti, hücre ölümünün meydana gelifl fleklini belirler. E¤er nekro-
tik özellikler bask>n ise, erken aflamada plazma membran ha-
sar> meydana gelir ve hücre büzüflmesinden çok hücre fliflme-
si görülür.
Histolojik incelemede, hematoksilen ve eozin ile boyal>
dokularda apoptoz tek tek hücrelerde ya da küçük hücre kü-
melerinde izlenir. Apoptotik hücre, yo¤un nükleer kromatin
fragmanlar> olan koyu eozinofilik sitoplazmal> yuvarlak veya
oval cisim fleklinde görülür (fiekil 1-26). Hücre büzüflmesi ve
apoptotik cisimciklerin oluflumu h>zl> oldu¤undan ve frag-
manlar h>zl> bir flekilde fagosite edildi¤inden, histolojik kesit-
lerde önemli derecede apoptotik figürler görülmeksizin de
apoptotik hücre ölümü oluflabilmektedir. Ayr>ca, apoptoz
nekrozun aksine histolojik olarak saptanmas>n> zorlaflt>ran
bir inflamasyona neden olmaz.
27
BÖLÜM 1
Hücresel Adaptasyonlar, Hücre Zedelenmesi ve Hücre Ölümü
fiEKApoptozun ultrastrüktürel özellikleri. Baz> nükleer frag-
manlar periferik kompakt kromatin kresentleri fleklinde iken di¤erle-
ri üniform yo¤unluktad>r (Kerr JRR, Harmon BV: Definition and inci-
dence of apoptosis: a historical perspective. In Tomei LD, Cope FO
(eds): Apoptosis: The Molecular Basis of Cell Death. Cold Spring
Harbor, NY, Cold Spring Harbor Laboratory Pres,1991, pp 5-29'dan
al>nm>flt>r).