UDK 619:612.621:577.75
APOPTOZA KAO NA^IN PRIRODNOG ODUMIRANJA ]ELIJA
JAJNIKA
*APOPTOSIS AS FORM OF NATURAL OVARIAN CELL DEATH
Anita Radovanovi}, Jelka Stevanovi}, Du{an Gledi}
**Me|u signale za pokretanje apoptoze u }elijama jajnika ubrajaju se razni hormoni, citokini, odsustvo faktora rasta i drugi. Svaki od njih, na svoj na~in, pokre}e apoptozu kao oblik smrti u kome }elija aktivno u~estvuje tako {to precizno sprovodi genetski programiran sled bio-hemijskih i morfolo{kih promena koje je vode u autodestrukciju. Apop-toza je fiziolo{ki oblik smrti, pomo}u kojeg se obezbe|uje uspo-stavljanje dinami~ke ravnote`e izme|u proliferacije, diferencijacije i odumiranja }elija jajnika.
Do sada je potvr|eno da u jajnicima apoptozom odumiru foliku-larne }elije, ovociti, }elije klicinog epitela, }elije teke i `utog tela. Fiziolo{ka smrt ovih }elija je sastavni deo normalne funkcije jajnika, kako tokom intrauterinog, tako i za vreme postnatalnog `ivota. Naime, tokom intrauterinog razvoja jajnika apoptozom odumre oko polovina od ukupnog broja germinativnih }elija (budu}ih ovocita), a posle ro|e-nja njihova populacija postepeno se smanjuje „odabirom folikula” koji }e nastaviti dalji razvoj (folikulogeneza) i apoptotskim odumiranjem }elija onih folikula koji }e podle}i atreziji. Ve}ina }elija jajnika odumire apoptozom kontinuirano do kraja reproduktivnog perioda `ivota zdra-vih `enki, a neke mogu da odumiru, na ovaj na~in, sve do smrti jedinke (na primer }elije klicinog epitela).
Klju~ne re~i: }elije jajnika, apoptoza
Apoptoza, kao vid }elijske smrti, osnovni je genetski programirani me-hanizam za kontrolu broja }elija, kojim se uspostavlja dinami~ka ravnote`a
iz-Uvod /Introduction
* Rad primljen za {tampu 2. 2. 2004. godine
me|u proliferacije, diferencijacije i odumiranja }elija. Apoptoza asinhrono zahvata pojedina~ne }elije ili male grupe u okviru istog tkiva. U ovom obliku smrti, }elija aktivno u~estvuje tako {to precizno sprovodi genetski programiran sled bio-hemijskih i morfolo{kih promena koje je vode u autodestrukciju. O zna~aju apop-toze za homeostazu broja }elija najre~itije govori to {to poreme}aji ovog prirod-nog na~ina odumiranja }elija vode u razvoj autoimunskih, malignih i neurodege-nerativnih procesa, reproduktivnih i drugih poreme}aja Š1, 2, 3¹.
U cilju odr`avanja homeostaze broja }elija na njih neprekidno deluju mnogobrojni proapoptotski i antiapoptotski faktori. Sposobnost }elije da, u zavis-nosti od svog metaboli~kog statusa, starosti i faze razvoja, kao i od prirode i vre-mena pojavljivanja ovih signala, podlegne njihovom dejstvu ili ga uspe{no iz-begne, uvodi je u smrt apoptozom ili joj omogu}ava da nastavi zapo~eti ciklus. Signal za pokretanje apoptozeje delovanje proapoptotskih faktora i/ili odsustvo faktora rasta. U op{teproapoptotske faktoreubrajaju se razni hormoni, citokini, vi-rusni proteini, bakterije i njihovi toksini, neki joni, dejstvo umerene radijacije i drugi Š4, 5¹. Neki od njih su genotoksi~ni, drugi deluju preko receptora na }elijskoj membarni (apoptoza indukovana ligandima kao {to su:Fas ligandi, hormoni i ci-tokini), tre}i su proteoliti~ki enzimi (granzimi i perforini) koji direktno ulaze u }eliju kako bi indukovali njenu apoptozu (slika 1).
Slika 1.Shematski prikaz nekih od mehanizama aktivacije apoptoze i zna~aja mitohondrija za ovaj proces
Premda su razlozi za ulazak }elija u apoptozu razli~iti, posle pokre-tanja ovaj proces se odvija svojim tokom. Naime, apoptoza zapo~inje latencijom, koja traje razli~ito (od nekoliko minuta ili sati, do nekoliko dana), u zavisnosti od vrste signala i tipa ciljne }elije, a ne mo`e da se prepozna histolo{ki Š6, 7, 8¹. Me|utim, kako proces odmi~e, biohemijske promene postepeno uzrokuju mor-folo{ki prepoznatljive znake apoptoze u vidu: kondenzacije hromatina (slika 2a), smanjenja volumena }elije, fragmentacije DNK (slika 2b) i pupljenja }elijske mem-brane kako bi se formirala apoptotska tela{ca (slika 2c). Ona sadr`e delove cito-sola, jedra, jedarceta i o~uvane ostale organele, zaodenute kompaktnom }elij-skom membranom Š6, 7, 8, 9¹. Apoptotska }elija se kona~no raspada na ova tela{ca, koja razni fagociti i okolne }elije uklanjaju i razgra|uju, a njihove razgradne produkte koriste za svoje potrebe tako da ne dolazi do razvoja pa-tolo{kog procesa Š7¹.
Neprekidno remodeliranje tkiva, u vidu proliferacije jednih uz apop-toti~ne promene drugih }elija, zajedno obezbe|uju normalan razvoj i funkcioni-sanje celog `enskog reproduktivnog sistema, a naro~ito jajnika. Jo{ u vreme pre-natalnog razvoja kod `enki dolazi do uklanjanja Wollfovih kanala upravo apopto-zom, a posle zavr{ene migracije primordijalnih germinativnih }elija iz `umancetne kese i njihovih intenzivnih mitoti~kih deoba, najve}i deo germinativnih }elija uk-lanja se, tako|e, apoptozom Š10¹. Tako se, tokom prenatalnog razvoja elimini{e polovina populacije budu}ih ovocita Š11¹, a preostali deo, koji je inkorporiran u fo-likule i u{ao je u prvu fazu mejoti~ke deobe do diktiotena, predstavlja maksimalan broj kojim se raspola`e tokom ~itavog postnatalnog perioda. Od njih se posle ro|enja, pa sve do kraja reproduktivnog perioda, razvijaju folikuli, od kojih ve}ina
Slika 2.Apoptoza folikularnih }elija jajnika pacova: a. kondenzacija hromatina u obliku potkovice; b. fragmentacija jedra; c. odvajanje apoptotskih tela{aca (metilensko plavo)
Figure 2. Apoptosis of follicular cells of rat ovaries: a. Horseshoe-shaped chromatin condensation; b. nucleus fragmentation; c. separation of apoptotic bodies (methylene blue)
podle`e atreziji u razli~itim fazama razvoja (70 do 99,9 posto – u zavisnosti od `i-votinjske vrste), dok samo odabrani folikuli ovuliraju Š12¹. Pitanje „odabira fo-likula” u jajniku jo{ uvek nije u potpunosti razja{njeno, ali je poznato da se odvija kroz inicijalni odabir koji podrazumeva prevo|enje primordijalnih u primarne fo-likule, i cikli~ni odabir koji se odvija tokom svakog polnog ciklusa Š12, 13, 14¹. Cikli~nim odabirom se biraju folikuli koji prelaze u antralne, od kojih samo ograni~eni broj ovulira, dok ostali podle`u atreziji tako {to njihove foliku-larne }elijeodumiru apoptozom (slike 2 i 3). Fagocitozu ostataka ovocita i apop-totskih granuloza }elija atreti~nog fo-likula uglavnom obavljaju susedne granuloza }elije (slika 2), mada, u tome mogu da u~estvuju i }elije teke, s obzi-rom da poseduju za to neophodne re-ceptore Š15, 16¹. Pri tom ve}ideo }elija tekeatreti~nog folikula hipertrofira u se-kundarne intersticijalne }elije, koje zaposedaju mesto atreti~nog folikula, a ostatak i sam podle`e apoptozi Š17¹.
Promene ovocita u toku atre-zije folikula razli~ito se tuma~e. Jedan broj autora smatra da iovociti odumiru apoptozom Š10, 18, 19¹, mada ima i su-protnih mi{ljenja, po kojima je taj proces specifi~an i ne odgovara klasi~nom opi-su apoptoze Š13, 20, 21¹. Osim }elija fo-likula i }elija teke atreti~nih fofo-likula jajni-ka, potvr|eno je da apoptozom odumiru }elije klicinog epitela iznad preovulator-nog folikulaŠ22¹ i}elije `utog telaŠ23¹. O signalima za pokretanje apoptoze u jajniku pod fiziolo{kim us-lovima te{ko je upro{teno govoriti, jer se delovanje razli~itih endokrinih, parakrinih i autokrinih faktora neprestalno prepli}e.
Endokrini uticajostvaruje se posredovanjem ve}eg broja hormona, me|u kojima su: gonadotropini (naro~ito FSH), estrogeni, androgeni, tireoidni Slika 3.Apoptoza folikularnih }elija atreti~nog
folikula jajnika pacova (metilensko plavo) FC – folikularne }elije®apoptotsko tela{ce Figure 3. Apoptosis of follicular cells of atretic follicle of rat ovaries (methylene blue) FC–follicular cells® apoptotic bodies
hormoni i hormon rasta. Sudbina ve}ine folikula je atrezija, a samo odabrani pre`ivljavaju i ovuliraju, pod prevashodnim uticajem gonadotropnih hormona, a posebno FSH. Naime, pad nivoa gonadotropina u cirkulaciji, bilo kao posledica hipofizektomije ili blokade LH/FSH talasa, dovodi do zna~ajne atrezije folikula Š24, 25¹. Pri tom se apoptoza izazvana hipofizektomijom mo`e da ubla`i tretmanom sa FSH Š24, 25¹. Osim gonadotropina, apoptozu folikularnih }elija inhibiraju i estro-geni, dok se androgeni pona{aju kao antagonisti estrogena kada je u pitanju apoptoza folikularnih }elija Š26, 27¹. Uloga tireoidnih hormona u regulaciji rav-note`e izme|u proliferacije i apoptoze na molekularnom nivou slabo je prou~ena, na samo u reproduktivnim, nego i u drugim organima. Premda mehanizam in-dukovanja apoptoze }elija jajnika tireoidnim hormonima nije obja{njen, histo-lo{ke i citohisto-lo{ke analize folikula pacova pokazale su da hipertireoidizam, izazvan u neonatalnom periodu dozom od 150 mg tiroksina, dovodi do pove}anja broja
atreti~nih folikula Š28, 29, 30, 31¹. Pove}anje broja atreti~nih folikula u razli~itim fazama folikulogeneze (u jajnicima pacova uzrasta od 15, 30 i 60 dana) dokazano je kod `enki pacova ~ije su majke u graviditetu i tokom laktacije bile hipotireoidne Š21, 28, 32, 33, 34, 35¹. Histolo{ka i citolo{ka analiza njihovih atreti~nih folikula potvrdila je da, kao i kod zdravih pacova, folikularne }elije hipo- i hipertireoidnih pacova odumiru apoptozom Š21, 32, 33, 34, 35, 36¹.
Noviji radovi pokazuju da uticaj hormona na aktivaciju ili inhibiciju apoptoze nije direktan, ve} se uglavnom ostvaruje posredstvom razli~itih faktora rasta Š37¹. Tako suin vitroprou~avanja intraovarijalnog signalnog sistema poka-zala da je nekoliko faktora rasta deo ovog mehanizma. Jedan od njih je iIGF-Ikoji, pored toga {to u~estvuje u }elijskoj proliferaciji Š38¹, reguli{e i apoptozu u jajni-cima tako {to inhibira njen razvoj u ranim antralnim i preovulatornim folikulima Š39, 40¹. Stimulacijom ekspresije IGF-I, uz smanjenje ekspresije nosa~a ovog fatora rasta (IGFBPs*), gonadotropini mogu da inhibiraju apoptozu granuloza }elija Š41, 42¹. Indukcija apoptoze preantralnih i antralnih folikula mo`e da se postigne, ne samo padom nivoa IGF-I, ve} i poja~anom sintezom proteinskih nosa~a koji ve-zuju ovaj hormon. Tako su Erickson i sar. Š43¹ potvrdili da poja~ana sinteza IGFBP-4, pod uticajem GnRH, mo`e da indukuje apoptozu folikularnih }elija pacova. Hormon rasta uti~e na supresiju apoptoze u preovulatornim folikulima, stimulaci-jom sinteze IGF-I, ali ne i u ranim antralnim folikulima, jer njihove }elije poseduju IGFBPs, koji vezuju ovaj hormon tako da ga ima malo slobodnog, pa je apoptoza u ovoj fazi razvoja folikula indukovana Š44¹.
Faktori rasta kao {to su EGF**/TGF***ibFGF****spre~avaju apoptozu u jajniku deluju}i preko tirozin-kinaze. Smatra se da nedostatak ovih faktora rasta, kao i c-kit/KL+vodi u eliminaciju ovocita primordijalnih folikula Š45¹. U kulturi teka i
* IGFBPs – proteini nosa~i IGF-a.
** EGF – faktor rasta }elija epiderma.
***TGF – transformi{u}i faktor rasta.
****FGF – faktor rasta fibroblasta.
intersticijalnih }elija tretiranih sa TGFa i TGFb dolazi do apoptoze supresijom
gena za Bcl-2i stimulacijom gena za caspazu-1 Š17¹. Sa rastom folikula pove}ava se ekspresija subjedinica aktivina, faktora rasta iz familije TGFbkoji inhibira
apop-tozu granuloza }elija, a maksimalni supresorski efekat aktivin posti`e u fazi ranog antralnog folikula Š40¹. LH inhibira apoptozu granuloza }elija preovulatornih fo-likula tako {to stimuli{e sintezu interleukina 1bŠ12¹.
Ve} je istaknuto da se apoptoza mo`e da pokrene i vezivanjem Fas liganda (FasL) za Fas receptor, tj. CD95 (slika 1). Tako se aktivira caspaza-8 koja omogu}ava osloba|anje citohroma-c iz mitohondrija Š1, 8, 46¹, a podsti~e i kas-kadu tokom koje se aktiviraju druge caspaze koje indukuju morfolo{ke promene }elije karakteristi~ne za apoptozu (slika 1). Postojanje sistemaFas receptor/Fas ligandizvan imunskog sistema prvi put je ustanovljeno upravo u okviru folikula, tako {to je potvr|eno da ovociti eksprimiraju Fas ligand dok folikularne }elije atreti~nih folikula eksprimiraju Fas receptore Š47¹. Osim u atreziji folikula, ovaj sistem u~estvuje i u luteolizi tako {to sitnije nesteroidogene }elije `utog tela odgovaraju na delovanje prolaktina eksprimiranjem Fas liganda, dok pod utica-jem ovog hormona krupnije steroidogene }elije ispoljavaju Fas receptore Š23¹.
U novije vreme se mitohondrije smatraju centralnim mestom odluke ulaska ili neulaska u apoptozu svih }elija, pa i ovocita Š13, 48¹. Mnogbrojni radovi potenciraju zna~ajmitohondrijau procesu apoptoze Š8, 42, 49¹, upravo zato {to se posle vezivanja odgovaraju}eg proapoptotskog faktora (na primer, Bax-pro-teina) menja vrednost transmembranskog potencijala njihove spolja{nje mem-brane (slika 1), koja zato menja permeabilitet tako da omogu}ava poja~ano osloba|anje kalcijumovih jona, citohroma-c i faktora indukcije apoptoze - AIF* Š42, 49¹. Kalcijumovi joni oslobo|eni iz matriksa mitohondrija prelaze u citosol i aktiviraju enzime uklju~ene u apoptozu (slika 1). Molekuli citohroma-c posle izlaska iz mitohondrija vezuju se za Apaf-1** u kompleks koji aktivira caspazu-9 kako bi preko nje pokrenula ~itavu kaskadu caspaza (slika 1), dok AIF deluju di-rektno na jedro, izazivaju}i fragmenteciju DNK Š7, 8, 9¹. Me|utim, sve mitohon-drije }elije koja je u{la u apotozu ne reaguju na isti na~in. Naime, ustanovljeno je da u kulturi granuloza }elija u kojoj je indukovana apoptoza izvestan broj mitohon-drija sadr`i, u pro{irenom prostoru izme|u kristi, koli~inu citohroma-c karakter-isti~nu za pove}anu proizvodnju ATP-a. Ovaj nalaz nesumljivo potvr|uje zna~aj
Zna~aj mitohondrija, Bax-proteina i Bcl2proteina /
Significance of mitochondria, Bax-proteins and Bel2 proteins Zna~aj Fas receptora i Fas liganda /
Significance of Fas receptors and Fas ligand
* AIF – faktor indukcije apoptoze.
respiratornog lanca granuloza }elija, kao izvora energije za odvijanje apoptoze sve do njenih kasnih faza Š50¹.
Navedeni podaci nesumljivo ukazuju na veliki zna~aj mitohondrija za pokretanje apoptoze svih }elija, pa i }elija jajnika Š51, 52, 53¹. Budu}i da prilikom oplo|enja plod nasle|uje sve svoje mitohondrije iz ovocita majke Š13, 48¹, tokom ovogeneze i folikulogeneze odvija se selekcija ovocita kojom se mladuncima obezbe|uju mitohondrije dobrog kvaliteta, tim pre {to je dokazano da je njihova DNK znatno podlo`nija mutacijama od jedarne. Opisani sistem kontrole apoptoze je naro~ito zna~ajan za `ivotinjske vrste koje ra|aju mali broj mladunaca.
Zna~aj mitohondrija za apoptozu potkrepljuju i podaci po kojima je hipotireoidizam, za koga je potvr|eno da podsti~e apoptotske procese Š21, 34, 54, 55¹, pra}en promenjenom propustljivo{}u membrana mitohondrija Š56¹, nji-hovim uve}anjem i vakuolizacijom, kao i smanjenjem broja kristi, {to sve zajedno uzrokuje ulazak }elije u apoptozu. Naime, u mitohondrijama nervnih }elija hipo-tireoidnih `ivotinja ustanovljeno je ve}e prisustvo proapoptotskihBax-proteinau odnosu na eutireoidne `ivotinje, kod kojih je njihovo prisustvo ograni~eno Š54, 55¹. U prilog ovome su i podaci da se tokom razvoja malog mozga hipotireoidnih pacova zapa`aju promene koje uvode }elije u latentnu fazu apoptoze, poput translokacije citohroma c, AIF-a i sekundarnog aktivatora caspaza poreklom iz mi-tohondrija - SMAC Š55¹.Bax-proteinise smatraju odgovornim za pokretanje apop-toze i u ovocitima, s obzirom da je potvr|eno da transgeni mi{evi kojima nedo-staju geni za Bax-proteine imaju produ`en reproduktivni period Š19, 57¹. Nasuprot Bax-proteinima koji indukuju apoptozu,Bcl-2proteini, koji su vezani za spolja{nju
membranu mitohondrija, inhibiraju njen razvoj Š49¹. Najranija ekspresija Bcl-2 gena u okviru jajnika je zapa`ena u germinativnim }elijama primordijuma gonada Š52¹. Istra`ivanjimain vitroje ustanovljeno da gonadotropni hormoni preveniraju apoptozu i atreziju folikula prete`no zna~ajno redukuju}i nivo iRNK za Bax-proteine, bez promena u ekspresiji iRNK za Bcl-2protein Š51¹.
Posle prelaska iz citosola u jedro protein p53se direktno vezuje za DNK, prepoznaje njena o{te}enja i ukoliko se radi o o{te}enjima kod kojih je mogu}a reparacija zaustavlja }eliju u kasnoj G1 fazi }elijskog ciklusa Š3¹. Me|u-tim, ako se radi o nereparabilnim o{te}enjima DNK, protein p53 upu}uje }eliju u apoptozu intenziviraju}i sintezu Bax-proteina, kojom se menja odnos Bax/Bcl-2 Š8¹. U okviru jajnika protein p53 je za sada imunocitohemijski dokazan samo u je-drima apoptotskih granuloza }elija atreti~nih folikula pacova Š58¹ Ispitivanjimain vitro je ustanovljeno da gonadotropni hormoni inhibiraju apoptozu granuloza }elija upravo zna~ajnim smanjivanjem nivoa iRNK za protein p53 Š51¹.
Caspaze(cistein-proteaze) predstavljaju ~itavu grupu enzima koji ka-talizuju klju~ne doga|aje tokom razvoja apoptoze (slika 1). Sinteti{u se u formi proenzima (pro-caspaza,) a aktiviraju se proteolizom Š1, 7¹. U fazi fragmentacije jedra, koja traje nekoliko minuta, caspaze aktiviraju caspaza-zavisne endonuk-leaze (CAD*; slika 1) koje izazivaju, za apoptozu specifi~an, internukleozomski prekid molekula DNK. Dokazano je da se DNK granuloza }elija atreti~nih folikula cepa na fragmente od 185 do 200 parova kilobaza Š6, 58, 59¹. U kulturi granuloza luteinskih }elija inhibitor protein kinaza, staurosporin, podsti~e cepanje caspaze-9 i tako uti~e na aktivaciju i porast aktivnosti caspaze-3. Supstrat za caspazu-3 je poli-ADP-riboza-polimeraza koja fragmentira molekul DNK izme|u nukleozoma Š53¹. Sli~an efekat izaziva i antagonist progesteronskih receptora (RU486S), dok deksametazon i dihidrotestosteron, dodati u kulturu granuloza luteinskih }elija, ne pokre}u ovakav efekat Š46¹. Caspaza-3 je klju~ni egzekutor apoptoze jer, osim {to izaziva fragmentaciju DNK, fragmentira i razli~ite strukturne, signalne i druge intra-celularne proteine (slika 1). S obzirom da je ovaj enzim imunocitohemijski doka-zan u luteinskim }elijama razvijenog `utog tela, u teki folikula i u granuloza }eli-jama atreti~nih folikula, ali ne i u zdravim folikulima, mo`e da se zaklju~i da ekspresiju gena za caspazu-3 reguli{u gonadotropni hormoni Š60¹.
U ovom radu poku{ali smo da damo pregled iz obilja informacija o raznim aspektima apoptoze }elija jajnika. U tom cilju smo naveli podatke o, za sada poznatim, signalima, biohemijskim i morfolo{kim promenama koje karak-teri{u apoptotsko odumiranje folikularnih }elija, ovocita, }elija klicinog epitela, }elija teke i `utog tela, kao i podatke o poku{ajima uspostavljanja kontrole toka apoptoze.
Jajnik je vrlo dobar model za izu~avanje promena koje karakteri{u apoptotsko odumiranje }elija, budu}i da se njegovo tkivo neprekidno remodelira, zahvaljuju}i izme|u ostalog i apoptotskom odumiranju njegovih }elija, kako tokom intrauterinog tako i za vreme postnatalnog razvoja. Osim toga tkivo jajnika je, iz istih razloga, veoma podesno i za izu~avanje poreme}aja apoptoze, od-nosno prekomerne proliferacije koja mo`e da dovede do razvoja preneoplasti~nih i neoplasti~nih promena ili do prekomernog uklanjanja }elija koje se manifestuju atrofijom tkiva jajnika.
Caspaze /Caspases
Zaklju~ak /Conclusion
1. Enari M., Sakahira H., Yokoyama H.: A caspase-activated DNase that de-grades DNA during apoptosis, and its inhibitor ICAD. Nature, 11, 391-403, 1998. - 2. Roul-ston A., Marcellus R. C, Branton P. E.: Viruses and apoptosis, Annu. Rev. Microbiol. 53, 577-628, 1999. - 3. Ruley H. E.: p53 and responses to chemotherapy and radiotherapy, In: Im-portant Advances in Oncology, ed. De Vita VT, Lippincott-Raven Publishers, Philadelphia, 37-56, 1996. - 4. Wahl G. M., Carr A. M.: The evolution of diverse biological responses to DNA damage: insights from yeast and p53. Nat. Cell. Biol. 3, 277-286, 2001. - 5. Bratton S. B., Cohen G. M.: Apoptotic death sensor: an organelle's alter ego? Trends Pharmacol. Sci. 22, 306-315, 2001. - 6. Wyllie A. H, Kerr J. F. R., Curie A. R.: Cell death: The significance of apoptosis. Int. Rev. Cytol., 68, 251-306, 1980. - 7. Cohen G. M.: Caspases: the executioners of apoptosis. Biochem. J. 3261-3216, 1997. - 8. Israels L. G, Israels E. D.: Apoptosis, The Oncologist, 4, 4, 332-339, 1999. - 9. Kerr J. F. R, Wyllie A. H, Currie A. R.: Apoptosis, a basic biological phenomenon with wide-ranging implication in tissue kinetics. Br. J. Cancer, 26, 239-257, 1972. - 10. Morita Y., Tilly J. L.: Oocyte apoptosis: like sand through an hourglass. Dev. Biol. 213, 1-17, 1999. - 11. Sadler T. W.: Gametogenesis. In: Langman's medical em-bryology sixth edition. Williams & Wilkins, Baltimore, MD, USA, 3-20, 1990. - 12. Hsueh A. J. W. Billing H., Tsafriri A.: Ovarian follicle atresia: Hormonally controlled apoptotic process. Endocrine Reviews 15, 707-725, 1994. - 13. Vaskivuo T.: Regulation of apoptosis in the fe-male reproductive system, Academic Dissertation, University of Oulu, Finland, 2002. - 14. Peter A. T., Dhanasekaran N. Apoptosis of granulosa cells: a review on the role of MAPK-signalling modules. Reprod. Domest. Anim. 38, 209-213, 2003. - 15. Palumbo A., Yeh J.:In situlocalization of apoptosis in the rat ovary during follicular atresia. Biol. Reprod., 51, 888-895, 1994. - 16. Svensson P. A., Johnson M. S. C., Ling C., Carlsson L. M. S., Billig H., Carls-son B.: Scavenger receptor class B type I in the rat ovary: possible role in high density lipo-protein cholesterol uptake and in the recognition of apoptotic granulosa cells. Endocrinol., 140, 2494-2500, 1999. - 17. Foghi A., Teerds K. J., van der Donk H., Moore N. C. Dorrington J.: Induction of apoptosis in thecal/interstitial cells: action of transforming growth factor (TGF)aplus TGFbon bcl-2 and interleukin-1b-converting enzyme. J. Endocrinol. 157,
489-494, 1998. - 18. Pesce M., De Felici M.: Apoptosis in mouse primordial germ cells: a study by transmission and scanning electron microscope. Anat. Embryol. (Berl) 189, 435-440, 1994. - 19. Ratts V. S., Flaws J. A., Kolp R., Sorenson C. M., Tilly J. L.: Ablation of bcl-2 gene expression decreased the numbers of oocytes and primordial follicles established in the post-natal female mouse gonad. Endocrinol., 136, 3665-3668, 1995. - 20. Devine P. J., Payne C. M., Mccuskey M. K., Hoyer P. B.: Ultrastructural evaluation of oocytes during atresia in rat ovarian follicles. Biol. of Reprod., 63, 1245-1252, 2000. - 21. Radovanovi} A.: Uticaj smanjene funkcije {titaste `lezde na jajnike pacova tokom polnog sazrevanja, Dok-torska disertacija, Univerzitet u Beogradu, 2003. - 22. Ackerman R.C., Murdoch W. J.: Prostaglandin-induced apoptosis of ovarian surface epithelial cells. Prostaglandins 45, 475-485, 1993. - 23. Kuranaga E., Kanuka H., Furuhata Y., Yonezawa T., Suzuki M., Nishi-hara M., Takahashi M.: Requirement of the Fas ligand-expressing luteal immune cells for re-gression of corpus luteum, FEBS Letters. 472, 137-142, 2000. - 24. Ingram D. L.: The effect of hypophysectomy on the number of oocytes in the adult albino rat, J. Endocrinol. 9, 307-311, 1953. - 25. Braw R. H., Tsafriri A.: Effect of PMSG on follicular atresia in the immature rat ovary. J. Reprod. Fertil. 59, 267-272, 1980. - 26. Billig H., Furuta I., Hsueh A. J. W.: Estro-gens inhibit and androEstro-gens enhance ovarian granulosa cell apoptosis. Endocrinol., 133, 2204-2212, 1993. - 27. Billig H., Furuta I., Hsueh A. J. W.: Gonadotrophin-releasing hor-mone directly induces apoptotic cell death in the rat ovary: biochemical andin situ detec-tion of deoxyribonucleic acid fragmentadetec-tion in granulosa cells, Endocrinol. 134, 245-251, 1994. - 28. Radovanovi} A.: Efekat hipotireoidizma majki i perinatalnog hipertireoidizma na
De Pol A., Vaccina F., Forabosco A., Cavazzuti E., Marzona L.: Apoptosis of germ cells dur-ing human prenatal oogenesis. Hum Reprod 12, 2235-2241, 1997. - 53. Khan S. M., Dauf-fenbach L. M., Yeh J.: Mitochondria and caspases in induced apoptosis in human lutei-nized granulosa cells. Biochem. Biophys. Res. Commun., 16, 269-275, 2000. - 54. Muller Y., Rocchi E., Lazaro J. B., Clos J.: Thyroid hormone promotes BCL-2 expression and prevents apoptosis of early differentiating cerebellar granule neurons, Int.J. Dev. Neurosci., 13, 875-885, 1995. - 55. Singh R., Upadhyay G., Godbole M. M.: Hypothyroidism alters mitochon-drial morphology and induces release of apoptogenic proteins during rat cerebellar devel-opment. J. Endocrinol. 176, 321-329, 2003. - 56. Vacca R. A., Moro L., Caraccio G., Guerri-eri F., Marra E., Greco M.: Thyroid hormone administration to hypothyroid rats restores the mitochondrial membrane permeability properties. Endocrinol. 44, 3783-3788, 2003. - 57. Perez G. I., Robles R., Knudson C. M., Flaws J. A., Korsmeyer S. J., Tilly J.: Prolongation of ovarian lifespan into advanced chronological age by Bax-deficiency. Nature Gen. 21, 200-203,1999. - 58. Tilly J. L., Kowalski K. I., Johnson A. L., Hsueh A. J. W.: Involvement of apop-tosis in ovarian follicular atresia and postovulatory regression. Endocrinol., 129, 2799-2801, 1991. - 59. Zeleznik A. J., Ihrig L. L., Bassett S. G.: Developmental expression of Ca++/Mg++-dependent endonuclease activity in rat granulosa and luteal cells. Endocrinol. 125, 2218-2220, 1989. - 60. Boone D. L., Tsang B. K.: Caspase-3 in the rat ovary: localiza-tion and possible role in follicular atresia and luteal regression. Biol. Reprod., 58, 1533-1539, 1998.
APOPTOSIS AS FORM OF NATURAL OVARIAN CELL DEATH
Anita Radovanovi}, Jelka Stevanovi}, D. Gledi}
Different hormones, cytokines, the absence of growth factors, and others, are some of the signals for initiating apoptosis in ovarian cells. Each of them, in its own way, trigger apoptosis as a form of death in which the cell actively participates by precisely im-plementing a genetically programmed sequence of biochemical and morphological chan-ges which lead to selfdestruction. Apoptosis is a physiological form of death, which helps establish a dynamic balance among proiliferation, differenciation, and death of ovarian cells.
It has been confirmed so far that follicular cells, oocytes, cells of the germinal epithelium, theca cells, and corpus luteum cells die through apoptosis. The physiological deaths of these cells are an integral part of normal ovarian function, both during intrauterine and postnatal life. Namely, during intrauterine ovarian development, about half the total number of germinative cells (future oocytes) die through apoptosis, and their population is gradually reduced after birth by so-called selection of follicles which will continue further growth (folliculogenesis) and the apoptosis of cells of those follicles which will be subjected to atresion. Most ovarian cells die by apoptosis continuously until the end of the reproduc-tive life period of healthy females, and some can continue dieing in this way until the death of the given individual (e.g. germinal epithelium cells).
Key words: ovarian cells, apoptosis.
APOPTOZ KAK SPOSOB PRIRODNOGO OTMIRANIÂ KLETOK ÂI^NIKOV
Anita Radovanovi~, Elka Stevanovi~, D. Gledi~
Me`du signalami dlÔ pobu`deniÔ apoptoza v kletkah Ôi~nikov ot-nosÔtsÔ raznìe gormonì, citokinì, otsutstvie faktorov rosta i pr. Ka`dìy iz nih, po-svoemu, pobu`daet apoptoz kak formu smerti v kotoroy kletka aktivno u~astvuet tak, ~to to~no provodit geneti~eskuÓ programmirovannuÓ posledo-vatelÝnostÝ biohimi~eskih i morfologi~eskih izmeneniy, kotorìe eë vedut v avtodestrukciÓ. Apoptoz fiziologi~eskaÔ forma smerti, s pomoçÝÓ kotoroy obe-spe~ivaetsÔ ustanavlivanie dinami~eskogo ravnovesiÔ sredi proliferacii, differenciacii i otmiraniÔ kletok Ôi~nikov.
Do sih por podtver`deno, ~to v Ôi~nikah apoptozom otmiraÓt fol-likulÔrnìe kletki, oocitì, kletki bacillovogo ÌpiteliÔ, kletki teki i `ëltogo tela. Fiziologi~eskaÔ smertÝ Ìtih kletok sostvanaÔ ~astÝ normalÝnoy funkcii Ôi~nikov, kak v te~enie vnutrimato~nogo razvitiÔ Ôi~nikov apoptozom otmiraet okolo polovinì iz sovokupnogo ~isla germinativnìh kletok (buduçih oocitov), a posle ro`deniÔ ih populÔciÔ postepenno umenÝ{aetsÔ„otborom follikulov”, ko-torìe prodol`at bolee dalÒkoe razvitie (follikulogenez) i apoptoti~eskim ot-miraniem kletok teh follikulov, kotorìe podpadut atrezii. BolÝ{instvo kletok otmiraet apoptozom nerazrìvno do konca reproduktivnogo perioda `izni zdoro-vìh samok, a nekotorìe mogut otmiratÝ Ìtim sposobom vsë do smerti otdelÝnogo `ivotnogo (na primer kletki bacillovogo ÌpiteliÔ).
KlÓ~evìe slova: kletki, Ôi~nikov, apoptoz
