موت الخلايا الظاهري

Phenoptosis (من pheno : إظهار أو إثبات؛ ptosis : الموت المبرمج، "السقوط") هو مفهوم للموت المبرمج ذاتيًا للكائن الحي اقترحه فلاديمير سكولاتشيف في عام 1999.

في العديد من الأنواع، بما في ذلك سمك السلمون وفئران الجرابيات، وفي ظل ظروف معينة، وخاصة بعد التكاثر، تتسبب جينات الكائن الحي في تدهوره السريع وموته. وقد أُطلق على هذه الظاهرة مؤخرًا اسم "الموت الظاهري السريع"، بينما يُدرس الشيخوخة تحت مسمى "الموت الظاهري البطيء". ^{[ 1 ]} يُعد الموت الظاهري سمة شائعة في الكائنات الحية، ولا تزال تداعياته على البشر قيد البحث. وقد استُخدم مفهوم الموت الخلوي المبرمج سابقًا، من قِبل لوكشين وويليامز ^{[ 2 ]} عام 1964 فيما يتعلق بتطور أنسجة الحشرات ، أي قبل حوالي ثماني سنوات من صياغة مصطلح " الاستماتة ". ويُعد مصطلح "الموت الظاهري" مصطلحًا جديدًا مرتبطًا باقتراح سكولاتشيف.

في الكائنات متعددة الخلايا، تُفكك الخلايا البالية وغير الفعالة ويُعاد تدويرها لصالح الكائن الحي ككل في عملية تُسمى موت الخلايا المبرمج (الاستماتة) . ^{[ 3 ]} يُعتقد أن موت الخلايا الظاهري (الفينوبتوز) آلية تطورية تُقصي الخلايا التالفة أو المُسنة أو المُعدية أو تلك التي تُنافس ذريتها مُباشرةً ^{[ 4 ]} لصالح النوع. يتطلب الأمر ظروفًا خاصة لكي تُصبح استراتيجية "الفينوبتوز" استراتيجية مستقرة تطوريًا (ESS)، فضلًا عن كونها الاستراتيجية الوحيدة المستقرة تطوريًا. إن الأمثلة على "الفينوبتوز" المذكورة أدناه هي في الواقع أمثلة على التكاثر الأحادي - وهو دورة حياة تتضمن تكاثرًا واحدًا يتبعه موت، والذي يتطور ليس "لصالح النوع" بل كاستراتيجية مستقرة تطوريًا في ظل ارتفاع نسبة وفيات البالغين إلى الصغار. وقد اعتُبر التخلص من الأجزاء الضارة بالكائن الحي أو الأفراد الضارين بالنوع "قانون الساموراي في علم الأحياء" - فالموت أهون من أن يكون المرء مُخطئًا. ^{[ 5 ]} يُعرف موت الخلايا الظاهري الحاد أو السريع الناتج عن الإجهاد بأنه التدهور السريع للكائن الحي نتيجة حدث حيوي كالتكاثر. إذ يُفسح موت أحد الوالدين المجال لنمو ذرية أكثر صحة. وقد كان هذا مفيدًا للأنواع، لا سيما تلك التي تموت مباشرة بعد التكاثر. ^{[ 4 ]} أما موت الخلايا الظاهري البطيء أو البطيء الناتج عن التقدم في السن، فهو التدهور التدريجي للكائن الحي وموته نتيجة تراكم الضغوطات على مدى فترات طويلة. باختصار، يُعتقد أن الشيخوخة وأمراض القلب والسرطان وغيرها من الأمراض المرتبطة بالعمر هي من أسباب موت الخلايا الظاهري. "يؤدي الموت الناتج عن الشيخوخة إلى تطهير السلالة من الأسلاف، مما يفسح المجال لنمو ذرية تحمل سمات جديدة مفيدة." ^{[ 5 ]} كما يُعتقد أن التقدم في السن يمنح ميزة انتقائية للذكاء على القوة البدنية. ^{[ 6 ]} مثال قدمه نائب الرئيس سكولاتشيف يوضح أنه بالنسبة لأرنبين، أحدهما أسرع والآخر أذكى، قد يكون للأرنب الأسرع ميزة انتقائية في الصغر، ولكن مع تقدم العمر وتدهور العضلات، يصبح الأرنب الأذكى هو الذي يتمتع بالميزة الانتقائية.

• تبدأ عملية الموت المبرمج في بكتيريا الإشريكية القولونية بالإصابة بالفيروسات. وهذا يمنع انتشار الفيروسات إلى باقي أفراد البكتيريا. ^{[ 7 ]}
• Saccharomyces cerevisiae – تحت الضغط، تنتج ميتوكوندريا الخميرة أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، مما يؤدي إلى فقدان جهد الغشاء داخل الميتوكوندريا وموت الخلية. ^{[ 8 ]}
• الأميبا ديكتيوستيليوم – تحت ظروف الإجهاد، تُشكّل الأميبا أجسامًا ثمرية متعددة الخلايا. تتمايز الخلايا الأكثر تغذية إلى أبواغ، بينما تتمايز الخلايا الأقل صحة إلى سيقان الجسم الثمري. بعد نضوج الأبواغ، تخضع خلايا الساق لعملية موت الخلايا المبرمج (الفينوبتوز). ^{[ 9 ]}
• الدودة الأسطوانية Caenorhabditis elegans – في الظروف الطبيعية، تُظهر Caenorhabditis elegans دورة حياة طبيعية للشيخوخة. ومع ذلك، إذا زاد الإجهاد بعد التكاثر، فإنها تخضع لعملية موت الخلايا الظاهري، كما هو الحال في الخميرة، والتي تحفزها الميتوكوندريا. ^{[ 10 ]}
• ذبابة مايو – لا تمتلك ذبابات مايو البالغة فمًا وظيفيًا وتموت بسبب سوء التغذية. ^{[ 4 ]}
• عث أداكتيليديوم – المصدر الغذائي الأولي ليرقات عث أداكتيليديوم هو أنسجة جسم الأم مما يؤدي إلى موتها. ^{[ 8 ]}
• الحبار – يموت بعض ذكور الحبار مباشرة بعد التزاوج. وهذا يوفر مصدراً غذائياً وفيراً للحيوانات المفترسة التي تفترس البيض. ^{[ 11 ]}
• الفئران الجرابيات - تموت الذكور بعد أسبوعين من التكاثر بسبب وفرة الفيرومونات الخاصة بها . ^{[ 8 ]}
• سمك السلمون – يموت بعد فترة وجيزة من التكاثر . ^{[ 12 ]}
• الصدمة الإنتانية – غالبًا ما تؤدي العدوى الشديدة بمسببات الأمراض إلى الوفاة بسبب الإنتان . مع ذلك، لا ينتج الإنتان عن سموم ينشطها العامل الممرض، بل هو ناتج عن توجيه الكائن الحي نفسه. على غرار موت الخلايا الظاهري في بكتيريا الإشريكية القولونية ، يُعتقد أن هذه الآلية تُستخدم لفصل الأفراد المصابين بعدوى خطيرة عن الأصحاء. ^{[ 7 ]}

أنواع الأكسجين التفاعلية في الميتوكوندريا – ينتج الميتوكوندريا أنواع الأكسجين التفاعلية ، مما يؤدي إلى تلف تأكسدي في الحيز الداخلي للميتوكوندريا وتدميرها. ^{[ 7 ]}

جين Clk1 – الجين الذي يُعتقد أنه مسؤول عن الشيخوخة بسبب أنواع الأكسجين التفاعلية في الميتوكوندريا. ^{[ 13 ]}

إنزيم EF2 kinase – يمنع فسفرة عامل الاستطالة 2 وبالتالي يمنع تخليق البروتين. ^{[ 14 ]}

تنظيم الجلوكوكورتيكويد – يتمثل أحد المسارات الشائعة لموت الخلايا الظاهري في انهيار تنظيم الجلوكوكورتيكويد وتثبيطه، مما يؤدي إلى زيادة هائلة في هذه الكورتيكوستيرويدات في الجسم. ^{[ 5 ]}

يناقش روبرت سابولسكي ظاهرة موت الخلايا الظاهرية في كتابه " لماذا لا تصاب الحمير الوحشية بالقرحة" ، الطبعة الثالثة، الصفحات  245-247. ويذكر ما يلي:

إذا اصطدت سمك السلمون مباشرةً بعد التكاثر ، ستجد أن غدده الكظرية متضخمة ، ويعاني من قرحة هضمية ، وتلف في الكلى ، وأن جهازه المناعي منهك، وأن تركيز الجلوكوكورتيكويد في دمه مرتفع للغاية. عند تكاثر السلمون، يختل تنظيم إفراز الجلوكوكورتيكويد لديه. ولكن هل زيادة الجلوكوكورتيكويد هي السبب الحقيقي لموته؟ نعم. خذ سمكة سلمون بعد التكاثر مباشرةً، وأزل غددها الكظرية، وستعيش لمدة عام كامل بعد ذلك.

الأمر الغريب هو أن هذا التسلسل... لا يقتصر على خمسة أنواع من سمك السلمون فحسب، بل يمتد ليشمل اثني عشر نوعًا من فئران الجرابيات الأسترالية ... سمك السلمون في المحيط الهادئ وفئران الجرابيات ليسا من الأقارب. على الأقل مرتين في التاريخ التطوري، وبشكل مستقل تمامًا، توصلت مجموعتان مختلفتان تمامًا من الأنواع إلى نفس الحيلة: إذا أردت أن تتدهور بسرعة كبيرة، فأفرز كمية هائلة من الجلوكوكورتيكويدات .

• تطور الشيخوخة
• علم الأحياء الاجتماعي
• البقاء للأصلح