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ストレスを受けた細胞:細胞ストレスとは?

<ブロック引用>

細胞ストレスは、細胞内のタンパク質、脂質、および DNA に損傷を与える環境攻撃です。細胞には、このようなストレスに対抗する方法が数多くあります。

私たちの細胞もストレスを受けます。しかし、細胞にとってストレスは、締め切りが迫っているという意味ではありません。

この記事では、何が細胞にストレスを与え、どのように細胞が圧力に対処しているかを調べます.このプロセスを理解すると、私たちの体が全体として環境にどのように反応するかについて多くのことが明らかになります。

細胞ストレスとは何ですか?また、さまざまな種類のストレスは何ですか?

細胞は、原核生物 (バクテリアと古細菌) であろうと真核生物 (核を持つその他すべてのもの) であろうと、増殖するための小さなコンフォート ゾーンを持っています。彼らをその快適ゾーンから引き離すことはストレスです。別の都市や国に移動してそこでの生活に適応するのにストレスを感じるのと同じように、細胞は自分の快適ゾーンを離れるときにストレスを感じます.

細胞にとって異常で不適切な外部条件は、ストレスの引き金です。

Encyclopedia of Neuroscience (2009) は、細胞ストレスを「潜在的な高分子損傷、つまりタンパク質、DNA、RNA、および脂質への損傷を伴う、細胞の恒常性を混乱させるあらゆる悪環境条件に対する細胞の反応」と定義しています。

この環境の変化は、条件が塩辛すぎる、暑すぎる、または新しい環境が酸性または塩基性すぎる (pH の変化) である可能性があります。

これらの変化は、細胞の適切な機能を妨げる可能性があるため、細胞にとって有害で​​す。たとえば、特定の酵素 (細胞内の分子機械) は、狭い pH 範囲でのみ機能を発揮します。条件が酸性または塩基性になりすぎると、酵素が機能しなくなり、細胞内の組み立てライン全体が停止します。

フリーラジカルは、DNA の変異、タンパク質の変性、脂質の酸化を引き起こす可能性があり、細胞ストレスにもつながる可能性があります。

細胞には、環境から身を守るための独自の防御線があります

ストレスは細胞をどのように変化させますか?

新しい環境に対処するために、細胞は自身の内部環境を変化させます。

細胞には、ストレスを検出するためのさまざまな既知の (そしてまだ未知の) メカニズムがあり、それらのすべてが最終的にシグナル伝達カスケードを介してこの情報を DNA に送信します。シグナリングカスケードは、クラスのさまざまな人にメモを渡し、必要な人 (好きな人など) に届くようにするようなものです。細胞内では、タンパク質は互いにメッセージを伝え合い、最終的に DNA に届けられます。

これらのカスケードは精巧で、相互に関連していることが多いため、1 つのストレッサーが細胞のさまざまな領域に変化をもたらす可能性があります。環境からの信号は、細胞内の保護レジメンを活性化して、ストレスから防御します。

細胞はどのようにして細胞ストレスから身を守っているのでしょうか?

細胞には、ストレスから身を守るための多くのトリック (DNA にコード化されている) があります。細胞消防士のこの防衛ラインは、細胞がバランスを取り戻すのを助けようとし (ホメオスタシス)、ストレスが引き起こす可能性のある損傷を軽減します.

外部環境の危険に対するこれらの防御者は多様であり、それぞれが独自の方法で細胞を保護します.

ヒートショックプロテイン

最初の最も頻繁に議論される防御因子は、ヒート ショック プロテインまたは Hsp です。

細胞ストレスの最大の影響の 1 つは、タンパク質のミスフォールディングまたは変性です。変性とは、タンパク質の形状を維持している結合が壊れ始めるか、特定の化学基がタンパク質に付​​加されたために、タンパク質の形状が変化することです。タンパク質の機能は、その特定の形状を維持することに依存しています。

変性タンパク質は、凝集して細胞を殺すことにより、細胞毒性 (細胞に対して毒性) になる能力を持っています。

Hsp は、タンパク質のミスフォールディングに応答するタンパク質のファミリーです。それらは、科学者が細胞を高温にさらしたときに発見されました。それらは細胞を熱ストレスにさらすことによって発見されましたが、通常の状態でも細胞内に存在します.

細胞がなんらかのストレス源に遭遇すると、より多くの Hsps を生成します (アップレギュレートします)。このストレス(例えば、熱ストレス)がタンパク質を変性させると、Hspsが助けになります。

Hsps はこれらの変性タンパク質に結合し、それらを機能的な形状にリフォールディングします。特定のタンパク質の名前は異なりますが、Hspは微視的または巨視的にすべての生物に存在します。最も重要な Hsp には、Hsp70、Hsp40、および Hsp90 があります。

欠陥タンパク質の破壊

細胞が使用するもう 1 つの戦術は、保存できないものを単純に破壊することです。

変性しすぎて保存できないタンパク質は、分解されて破壊されるために送られます。このクリーンアップ メカニズム (プロテオソームと呼ばれるタンパク質複合体によって実行される) は、回収不能なタンパク質が細胞内で大混乱を引き起こすのを防ぎます。プロテオソーム シュレッダーに送られる予定のタンパク質はタグ付けされ、その後細断されます。

リソソームは、細胞が自身の廃棄物を消化する細胞内のオルガネラです。リソソームは、免疫細胞が細菌やウイルスを殺すときに重要です。大量のタンパク質がリソソームで消化されます。

細胞死

他のすべてが失敗し、セルが自分自身を保護できない場合、セルは自己破壊機能を開始します。

アポトーシスまたはプログラム細胞死は、細胞が自らを犠牲にするメカニズムです。細胞が過度の損傷を受ける (または単に古くなりすぎた) 場合、細胞を内部から分解する特定のメカニズムが活性化されます。

細胞の運命を左右するアポトーシス。

なぜ細胞ストレスを気にする必要があるのですか?

細胞が遭遇するさまざまな環境ストレス要因から細胞を守る方法は無数にあります。

この記事では、長年の研究を通じて解明されたメカニズムのみを取り上げました。科学者たちは、これらのメカニズムが細胞のストレス管理に役割を果たすことを知っており、今後も人気のある研究対象であり続けるでしょう.

細胞ストレスと、細胞がそれに対処できないことは、多くの病気の主な原因 (一次的または二次的) です。

認知症やアルツハイマー病などの神経変性疾患は、正常な神経機能に影響を与える高い酸化ストレスによって引き起こされることが示されています。がんは、細胞に組み込まれている保護機能が機能不全に陥ったときに発生します (時間の経過とともに、多くのストレッサーが原因で)。

これらの機能は種間でも高度に保存されています。つまり、これらのタンパク質とプロセスを制御する遺伝子は、進化の過程でほとんど変化していません。これらのプロセスは種に関係なく、生存に不可欠であるため、これは理にかなっています。これらの精力的な防御者が、太陽の下を歩いたり、十分な睡眠をとらないなどの日常的な攻撃に対処しなければ、あなたの人生ははるかに快適ではなく、はるかに短くなります!


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