細胞の死は「自殺」か「事故」か？

監査専門家：Ji Shi

ライフフィールドオブザーバー

人間は生まれ、年を取り、病気になり、そして死にますが、細胞も例外ではありません。生物の基本単位である細胞の誕生、老化、病気、死は健康と密接に関係しています。長い進化の過程で、生物の細胞もさまざまな形の死を経験してきました。

細胞死の経路には、アポトーシス（さらにアポトーシスとネクロプトーシスに分けられる）、オートファジー、ピロプトーシス、フェロプトーシス、ネクローシスが含まれます。これらの名詞を見ると、非常に混乱した気分になりますか?彼らは何ですか？なぜこんなに多くて混乱するのでしょうか?実際、比較的単純な分類基準に従って、プログラムされた死とプログラムされていない死の 2 つのタイプに分けることができます。

動物細胞の構造 出典: Wikipedia

いわゆる「プログラミング」とは何でしょうか?誰もがコンピュータープログラミングについてある程度理解していると思います。当社のコンピューターは設定されたプログラムに従って段階的に動作します。このように設定通りに整然と実行することをプログラミングと呼びます。

私たちの体でも同じことが言えます。細胞自体には「プログラム」があります。細胞が死ぬまで「プログラム」の設定に従って動作する場合、その死をプログラム死と呼びます。しかし、細胞内で小さな事故が発生し、それが「プログラムされた」制御から外れた場合、細胞の死はプログラムされていない死となります。

プログラムされていない細胞死

まず、非プログラム死のモードを理解しましょう。唯一のケースは壊死です。細胞壊死を引き起こす原因は数多くありますが、以下に詳しく紹介します。実際、壊死は一般に、プログラムされていない、制御されていない細胞死のプロセスであると考えられています。他の細胞が「自然死」したと考えられるなら、壊死は間違いなく途中で起こった「事故」です。では、この「事故」は一体何が原因で起こるのでしょうか?事故で損傷した細胞はどうなるのでしょうか?

顕微鏡で見た上皮細胞 出典: Wikipedia

壊死と名付けられているということは、死んだ環境は非常に過酷だったに違いない。外傷、虚血、持続的な高温、強酸・強アルカリ環境、放射線、毒素、免疫細胞の攻撃などの過酷な条件。

このとき、細胞内の ATP レベルは、細胞が生理活動を維持できないレベルまで低下します (ATP が消費される主な場所は細胞質です)。同時に、細胞質に液胞が現れ、細胞膜が損傷し、細胞が「無力」であるため、壊れた細胞小器官やクロマチン断片などの細胞内に含まれる物質が必死に「脱出」しようとし、周囲の組織に炎症反応を引き起こし、症状の重症度を悪化させます。最終的に、細胞は圧力に耐えられなくなり、壊死してしまいます。

赤血球源 |ピクサベイ

では、壊死後の細胞に何が起こるのでしょうか?解離と吸収、分離と除去、組織化、そして封じ込めと石灰化という4つの方法があります。溶解吸収とは、壊死細胞が溶解され、人体に吸収されることを意味します。分離排出とは、簡単に大まかに洗浄することです。分別排出がゴミを捨てることだとすれば、機械化は廃棄物の利用です。壊死組織を取り囲む組織は、その機会を捉えて強度を拡大し、壊死組織を置き換えようとします。カプセル化と石灰化は、より広範囲の壊死組織を標的とし、より完全な方法を使用してさらに組織化されるものです。

プログラム細胞死

非プログラム化された死について話した後、次に話すべきことはプログラム化された死です。プログラムされた細胞死には、壊死を除く上記の他のすべての死のモードが含まれます。プログラム細胞死は、その発生メカニズムにより、アポトーシス、オートファジープログラム細胞死、非アポトーシスプログラム細胞死、細胞分裂破局、腫瘍症などに分類されます。それぞれの方法の仕組みは非常に複雑なので、一つ一つ詳しく説明することはしません。

細胞壊死とアポトーシスの起源丨高校生物学（人民教育版）

プログラムされた細胞死にはさまざまな方法があり、体によって設計されていますが、その利点は何でしょうか?プログラムされた細胞死は生物の発達過程全体に伴って起こります。これは遺伝子によって決定される自然で秩序ある細胞死の方法であり、「春の泥となって花を守る」効果をもたらすことができます。

アポトーシスの図 出典: Wikipedia

プログラムされた死を遂げた細胞は、身体の命令により近くの他の組織によって速やかに除去され、身体が設定した「プログラム」によってすべてが正常状態に保たれます。プログラム細胞死は細胞の本能として、生物の進化、個々の生物の安定性、そして複数のシステムの発展に重要な役割を果たします。

ほとんどの場合、人体が新陳代謝を完了し、より健康になれるのは、プログラムされた細胞死のおかげです。一方、プログラムされていない細胞死は体の正常な機能に影響を及ぼし、予期せぬ結果を引き起こす可能性もあります。細胞がどのように死ぬかを研究することは、人間の死の原因や長寿の秘密を見つけるのに役立ちます。したがって、私たちの健康のために「英雄的に犠牲になる」細胞に敬意を表さなければなりません。