Information

14.3: Video – Das Brustbein – Biologie

14.3: Video – Das Brustbein – Biologie


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

14.3: Video – Das Brustbein

Sternum

Diana Taurasi kann für Sandy Brondellos Team nicht früh genug von ihrer Brustbeinverletzung zurückkommen.

Ich grub meine Knie in den Dreck, überlappte meine Hände und legte den rechten Handballen auf das Brustbein des Mönchs.

Es geht von der Rückseite Ihres Ohrs bis zur Basis Ihres Brustbeins.

Die Kugel, die mich traf, prallte von meinem Brustbein in meine Lunge.

Er hob sein T-Shirt hoch und zeigte uns eine lange Narbe, die vom Brustbein bis zum Bund verlief.

Die Spitze der Waffe wurde durch das Brustbein verdeckt, das sie mit so überraschender Kraft durchdrungen hatte.

Dann bekommt man sozusagen einen Blick auf die volle Höhe, und er sieht aus, als hätte ihn jemand vom Brustbein abwärts aufgeblasen.

Er hält es für das übliche verrückte Gerede, bis eines Nachts sein Brustbein von einer knurrenden, jenseitigen Erscheinung fast zerquetscht wird.

Der indifferente Pol wird über dem Brustbein oder einem anderen geeigneten Punkt angebracht.

Dieser über dem Brustbein platzierte Beutel erstreckt sich unter die Armlöcher und kommuniziert mit dem Kehlkopf.

Dann wurde eine Blase auf das Brustbein aufgebracht und am Abend sechs Körner Kalomel verabreicht.

Am 15. November wurde eine Blase über das Brustbein gelegt und es entstand ein Oxymel-Scillit.

Aber bei der Bestimmung des Brustbeins bei Fischen gibt es viele Schwierigkeiten, die Geoffroy auf folgende Weise löst.


Inhalt

Der deutsche Wissenschaftler Carl Vogt beschrieb 1842 erstmals das Prinzip der Apoptose. Eine genauere Beschreibung des Prozesses des programmierten Zelltods lieferte 1885 der Anatom Walther Flemming. Doch erst 1965 wurde das Thema wiederbelebt. Bei der Untersuchung von Geweben mit Elektronenmikroskopie konnte John Foxton Ross Kerr von der University of Queensland Apoptose vom traumatischen Zelltod unterscheiden. [6] Nach der Veröffentlichung eines Papiers, das das Phänomen beschreibt, wurde Kerr eingeladen, sich Alastair R. Currie anzuschließen, sowie Andrew Wyllie, der Curries Doktorand [7] an der University of Aberdeen war. 1972 veröffentlichte das Trio einen wegweisenden Artikel im British Journal of Cancer. [8] Kerr hatte ursprünglich den Begriff programmierte Zellnekrose verwendet, aber in dem Artikel wurde der Prozess des natürlichen Zelltods genannt Apoptose. Kerr, Wyllie und Currie schrieben James Cormack, einem Professor für griechische Sprache an der University of Aberdeen, den Begriff Apoptose zu. Kerr erhielt am 14. März 2000 den Paul Ehrlich und Ludwig Darmstaedter Preis für seine Beschreibung der Apoptose. Er teilte sich den Preis mit dem Bostoner Biologen H. Robert Horvitz. [9]

Viele Jahre lang war weder „Apoptose“ noch „programmierter Zelltod“ ein viel zitierter Begriff. Zwei Entdeckungen machten den Zelltod aus dem Dunkeln zu einem wichtigen Forschungsgebiet: die Identifizierung von Komponenten der Zelltodkontrolle und der Effektormechanismen sowie die Verbindung von Anomalien beim Zelltod mit menschlichen Krankheiten, insbesondere Krebs.

Der Nobelpreis für Medizin wurde 2002 an Sydney Brenner, H. Robert Horvitz und John E. Sulston für ihre Arbeit zur Identifizierung von Genen zur Kontrolle der Apoptose verliehen. Die Gene wurden durch Studien in den Nematoden identifiziert C. elegans und Homologe dieser Gene wirken beim Menschen, um die Apoptose zu regulieren.

Im Griechischen bedeutet Apoptose das „Abfallen“ von Blättern von einem Baum. [10] Cormack, Professor der griechischen Sprache, führte den Begriff für den medizinischen Gebrauch wieder ein, da er für die Griechen vor über zweitausend Jahren eine medizinische Bedeutung hatte. Hippokrates benutzte den Begriff, um "das Abfallen von den Knochen" zu bedeuten. Galen erweiterte seine Bedeutung auf "das Abfallen des Schorfs". Cormack war sich dieser Verwendung zweifellos bewusst, als er den Namen vorschlug. Die Debatte über die korrekte Aussprache wird fortgesetzt, wobei die Meinung zwischen einer Aussprache mit der zweiten geteilt wird P still ( / æ p ə ˈ t oʊ s ɪ s / ap-ə- TOH -sis [11] [12] ) und die zweite P ausgesprochen ( / eɪ p ə p ˈ t oʊ s ɪ s / ), [11] [13] wie im griechischen Original. [ Zitat benötigt ] Auf Englisch ist das P der Griechen -pt- Konsonantencluster sind in der Regel am Anfang eines Wortes stumm (z.

Im Originalpapier von Kerr, Wyllie & Currie [8] gibt es eine Fußnote zur Aussprache:

Wir sind Professor James Cormack vom Department of Greek der University of Aberdeen sehr dankbar, dass er diesen Begriff vorgeschlagen hat. Das Wort „Apoptose“ (ἀπόπτωσις) wird im Griechischen verwendet, um das „Abfallen“ oder „Abfallen“ von Blütenblättern oder Blättern von Bäumen zu beschreiben. Um die Herleitung klar zu zeigen, schlagen wir vor, dass die Betonung auf der vorletzten Silbe liegt, wobei die zweite Hälfte des Wortes wie "ptosis" (mit dem "p" stumm) ausgesprochen wird, die von der gleichen Wurzel "to fall" stammt, und wird bereits verwendet, um das Herabhängen des Oberlids zu beschreiben.

Die Initiierung der Apoptose wird durch Aktivierungsmechanismen stark reguliert, denn wenn die Apoptose einmal begonnen hat, führt sie unweigerlich zum Absterben der Zelle. [14] [15] Die beiden am besten verstandenen Aktivierungsmechanismen sind der intrinsische Weg (auch Mitochondrienweg genannt) und der extrinsische Weg. [16] Die intrinsischer Weg wird durch intrazelluläre Signale aktiviert, die bei Stress der Zellen erzeugt werden, und hängt von der Freisetzung von Proteinen aus dem Intermembranraum der Mitochondrien ab. [17] Die extrinsischer Weg wird durch extrazelluläre Liganden aktiviert, die an Rezeptoren für den Zelloberflächentod binden, was zur Bildung des Todes-induzierenden Signalkomplexes (DISC) führt. [18]

Eine Zelle initiiert als Reaktion auf einen Stress eine intrazelluläre apoptotische Signalgebung [19], die zum Selbstmord der Zelle führen kann. Bindung von Kernrezeptoren durch Glukokortikoide, [20] Hitze, [20] Bestrahlung, [20] Nährstoffmangel, [20] Virusinfektion, [20] Hypoxie, [20] erhöhte intrazelluläre Konzentration an freien Fettsäuren [21] und erhöhte intrazelluläre Calciumkonzentration, [22] [23] beispielsweise durch Schädigung der Membran, kann alle die Freisetzung intrazellulärer apoptotischer Signale durch eine geschädigte Zelle auslösen. Eine Reihe von zellulären Komponenten, wie die Poly-ADP-Ribose-Polymerase, können ebenfalls helfen, die Apoptose zu regulieren. [24] In experimentellen Studien zur stressinduzierten Apoptose wurden Einzelzellfluktuationen beobachtet. [25] [26]

Bevor der eigentliche Prozess des Zelltods durch Enzyme ausgelöst wird, müssen Apoptosesignale regulatorische Proteine ​​veranlassen, den Apoptoseweg einzuleiten. Dieser Schritt ermöglicht es diesen Signalen, den Zelltod zu verursachen oder den Prozess zu stoppen, falls die Zelle nicht mehr sterben muss. Mehrere Proteine ​​sind daran beteiligt, aber zwei Hauptmethoden der Regulation wurden identifiziert: das Targeting der Mitochondrienfunktionalität [27] oder die direkte Übertragung des Signals über Adapterproteine ​​auf die apoptotischen Mechanismen. Ein extrinsischer Weg zur Initiation, der in mehreren Toxinstudien identifiziert wurde, ist ein Anstieg der Calciumkonzentration in einer Zelle, der durch die Wirkstoffaktivität verursacht wird, der auch über eine Calcium-bindende Protease Calpain Apoptose verursachen kann.

Intrinsischer Pfad Bearbeiten

Der intrinsische Weg wird auch als Mitochondrienweg bezeichnet. Mitochondrien sind für das mehrzellige Leben unentbehrlich. Ohne sie hört eine Zelle auf, aerob zu atmen und stirbt schnell. Diese Tatsache bildet die Grundlage für einige apoptotische Wege. Apoptotische Proteine, die auf Mitochondrien abzielen, beeinflussen sie auf unterschiedliche Weise. Sie können durch die Bildung von Membranporen eine mitochondriale Schwellung verursachen, oder sie können die Permeabilität der mitochondrialen Membran erhöhen und zum Austreten apoptotischer Effektoren führen. [20] [28] Sie sind sehr eng mit dem intrinsischen Weg verwandt, und Tumoren entstehen aufgrund der Sensitivität häufiger über den intrinsischen Weg als den extrinsischen Weg. [29] Es gibt auch immer mehr Beweise dafür, dass Stickstoffmonoxid in der Lage ist, Apoptose zu induzieren, indem es dazu beiträgt, das Membranpotenzial von Mitochondrien zu zerstreuen und es daher durchlässiger zu machen. [30] Stickstoffmonoxid wurde durch seine mögliche Wirkung als Signalmolekül nachfolgender Stoffwechselwege, die die Apoptose aktivieren, mit der Initiierung und Hemmung der Apoptose in Verbindung gebracht. [31]

Während der Apoptose wird Cytochrom C wird durch die Wirkung der Proteine ​​Bax und Bak aus den Mitochondrien freigesetzt. Der Mechanismus dieser Freisetzung ist rätselhaft, scheint jedoch von einer Vielzahl von Bax/Bak-Homo- und Heterodimeren von Bax/Bak abzuleiten, die in die äußere Membran eingefügt wurden. [32] Einmal Cytochrom C freigesetzt wird, bindet es mit dem Apoptotic Protease Activating Factor – 1 (Apaf-1) und ATP, die dann an binden pro-caspase-9 um einen Proteinkomplex zu erzeugen, der als Apoptosom bekannt ist. Das Apoptosom spaltet die Pro-Caspase in seine aktive Form der Caspase-9, die wiederum die Pro-Caspase spaltet und in den Effektor aktiviert Caspase-3.

Mitochondrien setzen nach der Erhöhung der Durchlässigkeit der Mitochondrienmembranen auch Proteine, die als SMACs (zweiter mitochondria-derived Activator of Caspases) bekannt sind, in das Zytosol der Zelle frei. SMAC bindet an Proteine, die die Apoptose hemmen (IAPs), wodurch sie deaktiviert werden und die IAPs daran gehindert werden, den Prozess zu stoppen und daher das Fortschreiten der Apoptose zu ermöglichen. IAP unterdrückt normalerweise auch die Aktivität einer Gruppe von Cysteinproteasen, die Caspasen genannt werden, [33] die den Abbau der Zelle durchführen. Daher kann gesehen werden, dass die eigentlichen Abbauenzyme indirekt durch die mitochondriale Permeabilität reguliert werden.

Extrinsischer Pfad Bearbeiten

Zwei Theorien über die direkte Initiierung apoptotischer Mechanismen bei Säugetieren wurden vorgeschlagen: die TNF-induziert (Tumornekrosefaktor)-Modell und die Fas-Fas-Ligand-vermittelt Modell, beide mit Rezeptoren des TNF-Rezeptor (TNFR)-Familie [34] gekoppelt an extrinsische Signale.

TNF-Pfad Bearbeiten

TNF-alpha ist ein Zytokin, das hauptsächlich von aktivierten Makrophagen produziert wird und der wichtigste extrinsische Mediator der Apoptose ist. Die meisten Zellen im menschlichen Körper haben zwei Rezeptoren für TNF-alpha: TNFR1 und TNFR2. Die Bindung von TNF-alpha an TNFR1 initiiert nachweislich den Weg, der über die intermediären Membranproteine ​​TNF-Rezeptor-assoziierte Todesdomäne (TRADD) und Fas-assoziiertes Todesdomänenprotein (FADD) zur Caspase-Aktivierung führt. cIAP1/2 kann die TNF-α-Signalgebung durch Bindung an TRAF2 hemmen. FLIP hemmt die Aktivierung von Caspase-8. [35] Die Bindung dieses Rezeptors kann auch indirekt zur Aktivierung von Transkriptionsfaktoren führen, die am Zellüberleben und an Entzündungsreaktionen beteiligt sind. [36] Die Signalübertragung durch TNFR1 könnte jedoch auch Caspase-unabhängig Apoptose induzieren. [37] Der Zusammenhang zwischen TNF-alpha und Apoptose zeigt, warum eine abnorme Produktion von TNF-alpha bei mehreren menschlichen Erkrankungen, insbesondere bei Autoimmunerkrankungen, eine grundlegende Rolle spielt. Die TNF-alpha-Rezeptor-Superfamilie umfasst auch Todesrezeptoren (DRs), wie DR4 und DR5. Diese Rezeptoren binden an das ProteinTRAIL und vermitteln Apoptose. Apoptose ist bekanntlich einer der primären Mechanismen der zielgerichteten Krebstherapie. [38] Kürzlich wurden lumineszierende Iridium-Komplex-Peptid-Hybride (IPHs) entwickelt, die TRAIL nachahmen und an Todesrezeptoren von Krebszellen binden und dadurch deren Apoptose induzieren. [39]

Der Fas-Rezeptor (Erstes Apoptosesignal) – (auch bekannt als Apo-1 oder CD95) ist ein Transmembranprotein der TNF-Familie, das den Fas-Liganden (FasL) bindet. [34] Die Wechselwirkung zwischen Fas und FasL führt zur Bildung des todbringender Signalkomplex (DISC), die das FADD, Caspase-8 und Caspase-10 enthält. In einigen Zelltypen (Typ I) aktiviert prozessierte Caspase-8 direkt andere Mitglieder der Caspase-Familie und löst die Ausführung der Apoptose der Zelle aus. Bei anderen Zelltypen (Typ II) Fas-DISC startet eine Rückkopplungsschleife, die in eine zunehmende Freisetzung von proapoptotischen Faktoren aus den Mitochondrien und die verstärkte Aktivierung von Caspase-8 führt. [40]

Folge TNF-R1 und Fas Aktivierung in Säugerzellen [ Zitat benötigt ] ein Gleichgewicht zwischen proapoptotisch (BAX, [41] BID, BAK oder BAD) und antiapoptotisch (Bcl-Xl und Bcl-2) Mitglieder von Bcl-2 Familie gegründet werden. Dieses Gleichgewicht ist der Anteil proapoptotischer Homodimere, die sich in der Außenmembran des Mitochondriums bilden. Die proapoptotischen Homodimere werden benötigt, um die Mitochondrienmembran für die Freisetzung von Caspase-Aktivatoren wie Cytochrom c und SMAC durchlässig zu machen. Die Kontrolle proapoptotischer Proteine ​​unter normalen Zellbedingungen von nichtapoptotischen Zellen ist unvollständig verstanden, aber im Allgemeinen werden Bax oder Bak durch die Aktivierung von nur BH3-Proteinen aktiviert, die zur Bcl-2-Familie gehören [ Zitat benötigt ] .

Caspasen spielen die zentrale Rolle bei der Transduktion apoptotischer Signale des ER. Caspasen sind Proteine, die hoch konservierte, Cystein-abhängige Aspartat-spezifische Proteasen sind. Es gibt zwei Arten von Caspasen: Initiatorcaspasen, Caspase 2,8,9,10,11,12 und Effektorcaspasen, Caspase 3,6,7. Die Aktivierung von Initiatorcaspasen erfordert die Bindung an ein spezifisches oligomeres Aktivatorprotein. Effektorcaspasen werden dann durch diese aktiven Initiatorcaspasen durch proteolytische Spaltung aktiviert. Die aktiven Effektorcaspasen bauen dann proteolytisch einen Wirt intrazellulärer Proteine ​​ab, um das Zelltodprogramm durchzuführen.

Caspase-unabhängiger apoptotischer Weg

Es existiert auch ein Caspase-unabhängiger apoptotischer Weg, der durch AIF (Apoptose-induzierender Faktor) vermittelt wird. [42]

Apoptose-Modell bei Amphibien Bearbeiten

Amphibienfrosch Xenopus laevis dient als ideales Modellsystem zum Studium der Mechanismen der Apoptose. Tatsächlich stimulieren Jod und Thyroxin auch die spektakuläre Apoptose der Zellen der Larvenkiemen, des Schwanzes und der Flossen bei der Metamorphose von Amphibien und stimulieren die Evolution ihres Nervensystems, indem sie die aquatische, vegetarische Kaulquappe in den terrestrischen, fleischfressenden Frosch verwandeln. [43] [44] [45] [46]

Die negative Regulation der Apoptose hemmt die Signalwege des Zelltods, was Tumoren hilft, dem Zelltod zu entgehen und Arzneimittelresistenzen zu entwickeln. Das Verhältnis zwischen anti-apoptotischen (Bcl-2) und pro-apoptotischen (Bax) Proteinen bestimmt, ob eine Zelle lebt oder stirbt. [47] [48] Viele Proteinfamilien fungieren als negative Regulatoren, die entweder in antiapoptotische Faktoren wie IAPs und Bcl-2-Proteine ​​oder Pro-Survival-Faktoren wie cFLIP, BNIP3, FADD, Akt und NF-κB kategorisiert werden. [49]

Viele Wege und Signale führen zur Apoptose, aber diese laufen auf einen einzigen Mechanismus zusammen, der tatsächlich den Tod der Zelle verursacht. Nachdem eine Zelle einen Stimulus erhält, unterliegt sie einem organisierten Abbau von Zellorganellen durch aktivierte proteolytische Caspasen. Neben der Zerstörung von Zellorganellen wird mRNA durch einen noch nicht vollständig charakterisierten Mechanismus schnell und global abgebaut. [50] Der mRNA-Zerfall wird sehr früh in der Apoptose ausgelöst.

Eine Zelle, die eine Apoptose durchmacht, zeigt eine Reihe charakteristischer morphologischer Veränderungen. Frühe Änderungen umfassen:

  1. Aufgrund der Retraktionslamellipodien und des Abbaus des proteinhaltigen Zytoskeletts durch Caspasen kommt es zu Zellschrumpfung und -rundung. [51]
  2. Das Zytoplasma erscheint dicht und die Organellen erscheinen dicht gepackt.
  3. Chromatin kondensiert zu kompakten Flecken gegen die Kernhülle (auch als perinukleäre Hülle bekannt) in einem Prozess, der als Pyknose bekannt ist, ein Kennzeichen der Apoptose. [52][53]
  4. Die Kernhülle wird diskontinuierlich und die darin enthaltene DNA wird in einem Prozess, der als Karyorrhexis bezeichnet wird, fragmentiert. Der Kern zerfällt in mehrere diskrete Chromatinkörper oder nukleosomale Einheiten durch den Abbau von DNA. [54]

Die Apoptose schreitet schnell voran und ihre Produkte werden schnell entfernt, was es schwierig macht, sie auf klassischen histologischen Schnitten zu erkennen oder zu visualisieren. Während der Karyorrhexis hinterlässt die Endonuklease-Aktivierung kurze DNA-Fragmente mit regelmäßigen Abständen. Diese ergeben nach der Elektrophorese auf Agargel ein charakteristisches "leiterförmiges" Aussehen. [55] Tests zur DNA-Leiterbildung unterscheiden Apoptose von ischämischem oder toxischem Zelltod. [56]

Apoptotische Zellzerlegung Bearbeiten

Bevor die apoptotische Zelle entsorgt wird, findet ein Zerlegungsprozess statt. Es gibt drei anerkannte Schritte bei der Zerlegung apoptotischer Zellen: [58]

  1. Membranbläschen: Die Zellmembran zeigt unregelmäßige Knospen, die als Bläschen bekannt sind. Dies sind zunächst kleinere Oberflächenbläschen. Später können diese zu größeren sogenannten dynamischen Membranbläschen wachsen. [58] Ein wichtiger Regulator des apoptotischen Zellmembran-Blebbings ist ROCK1 (rho-assoziierte Coiled-Coil-enthaltende Proteinkinase 1). [59][60]
  2. Bildung von Membranvorsprüngen: Einige Zelltypen können unter bestimmten Bedingungen verschiedene Arten von langen, dünnen Erweiterungen der Zellmembran entwickeln, die als Membranvorsprünge bezeichnet werden. Drei Typen wurden beschrieben: Mikrotubuli-Spikes, Apoptopodie (Füße des Todes), und Perlenapoptopodie (letzteres mit einem Perlen-auf-einer-Schnur-Aussehen). [61][62][63]Pannexin 1 ist ein wichtiger Bestandteil von Membrankanälen, die an der Bildung von Apoptopodien und kugelförmigen Apoptopodien beteiligt sind. [62] : Die Zelle zerfällt in mehrere Vesikel, genannt apoptotische Körper, die eine Phagozytose durchlaufen. Die Vorsprünge der Plasmamembran können dazu beitragen, apoptotische Körper näher an Phagozyten zu bringen.

Entfernung von toten Zellen Bearbeiten

Die Entfernung abgestorbener Zellen durch benachbarte phagozytäre Zellen wird als Efferozytose bezeichnet. [64] Sterbende Zellen, die das Endstadium der Apoptose durchlaufen, zeigen phagozytotische Moleküle wie Phosphatidylserin auf ihrer Zelloberfläche. [65] Phosphatidylserin findet sich normalerweise auf der inneren Segeloberfläche der Plasmamembran, wird jedoch während der Apoptose durch ein Protein, das als Scramblase bekannt ist, auf die extrazelluläre Oberfläche umverteilt. [66] Diese Moleküle markieren die Zelle für die Phagozytose durch Zellen, die über die entsprechenden Rezeptoren wie Makrophagen verfügen. [67] Die Entfernung sterbender Zellen durch Fresszellen erfolgt in geordneter Weise, ohne eine Entzündungsreaktion auszulösen. [68] Während der Apoptose werden zelluläre RNA und DNA voneinander getrennt und in verschiedene apoptotische Körper einsortiert. Die Trennung der RNA wird als nukleoläre Segregation eingeleitet. [69]

In den Apoptosewegen wurden viele Knock-outs vorgenommen, um die Funktion jedes der Proteine ​​zu testen. Mehrere Caspasen, zusätzlich zu APAF1 und FADD, wurden mutiert, um den neuen Phänotyp zu bestimmen. Um einen Tumornekrosefaktor (TNF)-Knockout zu erzeugen, wurde ein Exon mit den Nukleotiden 3704–5364 aus dem Gen entfernt. Dieses Exon codiert einen Teil der reifen TNF-Domäne sowie die Leader-Sequenz, die eine hochkonservierte Region ist, die für die richtige intrazelluläre Verarbeitung notwendig ist. TNF-/- Mäuse entwickeln sich normal und weisen keine groben strukturellen oder morphologischen Anomalien auf. Bei der Immunisierung mit SRBC (rote Blutkörperchen vom Schaf) zeigten diese Mäuse jedoch einen Mangel in der Reifung einer Antikörperantwort, sie waren in der Lage, normale IgM-Spiegel zu erzeugen, konnten jedoch keine spezifischen IgG-Spiegel entwickeln. Apaf-1 ist das Protein, das Caspase 9 durch Spaltung einschaltet, um die Caspase-Kaskade zu beginnen, die zur Apoptose führt. Da eine -/- Mutation im APAF-1-Gen embryonal letal ist, wurde eine Gen-Trap-Strategie verwendet, um eine APAF-1 -/- Maus zu erzeugen. Dieser Assay wird verwendet, um die Genfunktion zu unterbrechen, indem eine intragene Genfusion erzeugt wird. Wenn eine APAF-1-Genfalle in Zellen eingeführt wird, treten viele morphologische Veränderungen auf, wie Spina bifida, die Persistenz von Interdigitalgeweben und offenes Gehirn. Darüber hinaus zeigte das Gehirn der Embryonen nach dem Embryonaltag 12,5 mehrere strukturelle Veränderungen. APAF-1-Zellen sind vor Apoptose-Stimuli wie Bestrahlung geschützt. Eine BAX-1-Knock-out-Maus zeigt eine normale Vorderhirnbildung und einen verringerten programmierten Zelltod in einigen neuronalen Populationen und im Rückenmark, was zu einer Zunahme der Motoneuronen führt.

Die Caspase-Proteine ​​sind integrale Bestandteile des Apoptose-Wegs, so dass Knock-outs unterschiedliche schädliche Folgen haben. Ein Caspase-9-Knock-out führt zu einer schweren Hirnfehlbildung. Ein Caspase-8-Knock-out führt zum Herzversagen und damit zur embryonalen Letalität. Durch den Einsatz der cre-lox-Technologie wurde jedoch ein Caspase-8-Knockout geschaffen, der eine Zunahme der peripheren T-Zellen, eine beeinträchtigte T-Zell-Antwort und einen Defekt im Neuralrohrverschluss zeigt. Diese Mäuse erwiesen sich als resistent gegen Apoptose, die durch CD95, TNFR usw. vermittelt wird, aber nicht resistent gegen Apoptose, die durch UV-Bestrahlung, Chemotherapeutika und andere Stimuli verursacht wird. Schließlich war ein Caspase-3-Knock-out durch ektopische Zellmassen im Gehirn und abnormale apoptotische Merkmale wie Membranblasen oder Kernfragmentierung gekennzeichnet. Ein bemerkenswertes Merkmal dieser KO-Mäuse ist, dass sie einen sehr eingeschränkten Phänotyp haben: Casp3, 9, APAF-1 KO-Mäuse haben Verformungen des Nervengewebes und FADD und Casp 8 KO zeigten eine fehlerhafte Herzentwicklung, jedoch bei beiden Arten von KO anderen Organen normal entwickelt und einige Zelltypen waren noch empfindlich gegenüber apoptotischen Stimuli, was darauf hindeutet, dass unbekannte proapoptotische Wege existieren.

Um eine Analyse von apoptotischen gegenüber nekrotischen (nekroptotischen) Zellen durchzuführen, kann man eine Analyse der Morphologie durch markierungsfreie Bildgebung lebender Zellen, Zeitraffermikroskopie, Durchfluss-Fluorozytometrie und Transmissionselektronenmikroskopie durchführen. Es gibt auch verschiedene biochemische Techniken zur Analyse von Zelloberflächenmarkern (Phosphatidylserin-Exposition versus Zellpermeabilität durch Durchflusszytometrie), zellulären Markern wie DNA-Fragmentierung [70] (Durchflusszytometrie), [71] Caspase-Aktivierung, Bid-Spaltung und Cytochrom-c-Freisetzung (Western-Blotting). Es ist wichtig zu wissen, wie primäre und sekundäre nekrotische Zellen durch Analyse des Überstands auf Caspasen, HMGB1 und Freisetzung von Zytokeratin 18 unterschieden werden können. Es wurden jedoch noch keine eindeutigen Oberflächen- oder biochemischen Marker für den nekrotischen Zelltod identifiziert, und nur negative Marker stehen zur Verfügung. Dazu gehören das Fehlen apoptotischer Marker (Caspase-Aktivierung, Cytochrom-C-Freisetzung und oligonukleosomale DNA-Fragmentierung) und die differenzielle Kinetik von Zelltodmarkern (Phosphatidylserin-Exposition und Zellmembranpermeabilisierung). Eine Auswahl von Techniken, die verwendet werden können, um Apoptose von nekroptotischen Zellen zu unterscheiden, kann in diesen Literaturstellen gefunden werden. [72] [73] [74] [75]

Defekte Pfade Bearbeiten

Die vielen verschiedenen Arten von apoptotischen Signalwegen enthalten eine Vielzahl verschiedener biochemischer Komponenten, von denen viele noch nicht verstanden sind. [76] Da ein Stoffwechselweg mehr oder weniger sequentiell ist, führt das Entfernen oder Modifizieren einer Komponente zu einer Wirkung in einer anderen. In einem lebenden Organismus kann dies verheerende Auswirkungen haben, oft in Form von Krankheiten oder Störungen. Eine Diskussion über jede Krankheit, die durch die Modifikation der verschiedenen apoptotischen Wege verursacht wird, wäre unpraktisch, aber das Konzept, das jedem zugrunde liegt, ist das gleiche: Die normale Funktion des Weges wurde so gestört, dass die Fähigkeit der Zelle, sich zu entwickeln, beeinträchtigt wurde normale Apoptose. Dies führt zu einer Zelle, die ihr "Verfallsdatum" überschreitet und in der Lage ist, sich zu replizieren und fehlerhafte Maschinen an ihre Nachkommen weiterzugeben, was die Wahrscheinlichkeit erhöht, dass die Zelle krebsartig oder erkrankt wird.

Ein kürzlich beschriebenes Beispiel für dieses Konzept in der Praxis kann in der Entwicklung eines Lungenkrebses namens NCI-H460 gesehen werden. [77] Die X-chromosomaler Inhibitor des Apoptoseproteins (XIAP) wird in Zellen der H460-Zelllinie überexprimiert. XIAPs binden an die prozessierte Form von Caspase-9 und unterdrücken die Aktivität des apoptotischen Aktivators Cytochrom c, daher führt eine Überexpression zu einer Abnahme der Menge an proapoptotischen Agonisten. Infolgedessen wird das Gleichgewicht der anti-apoptotischen und proapoptotischen Effektoren zugunsten der ersteren gestört und die geschädigten Zellen replizieren weiterhin, obwohl sie zum Absterben angewiesen sind. Defekte bei der Regulation der Apoptose in Krebszellen treten häufig auf der Ebene der Kontrolle von Transkriptionsfaktoren auf. Als ein besonderes Beispiel ändern Defekte in Molekülen, die den Transkriptionsfaktor NF-κB bei Krebs kontrollieren, den Modus der Transkriptionsregulation und die Reaktion auf apoptotische Signale, um die Abhängigkeit von dem Gewebe, zu dem die Zelle gehört, zu begrenzen. Dieser Grad an Unabhängigkeit von externen Überlebenssignalen kann Krebsmetastasen ermöglichen. [78]

Dysregulation von p53 Bearbeiten

Das Tumorsuppressorprotein p53 akkumuliert, wenn die DNA durch eine Kette biochemischer Faktoren geschädigt wird. Ein Teil dieses Signalwegs umfasst Alpha-Interferon und Beta-Interferon, die die Transkription des p53 Gen, was zu einer Erhöhung des p53-Proteinspiegels und einer Verstärkung der Krebszell-Apoptose führt. [79] p53 verhindert die Replikation der Zelle, indem es den Zellzyklus bei G1 oder der Interphase stoppt, um der Zelle Zeit für die Reparatur zu geben, es wird jedoch Apoptose induzieren, wenn der Schaden groß ist und die Reparaturbemühungen fehlschlagen. [80] Jede Störung der Regulierung der p53 oder Interferon-Gene führen zu einer beeinträchtigten Apoptose und der möglichen Bildung von Tumoren.

Hemmung Bearbeiten

Die Hemmung der Apoptose kann zu einer Reihe von Krebsarten, entzündlichen Erkrankungen und Virusinfektionen führen. Ursprünglich wurde angenommen, dass die damit verbundene Akkumulation von Zellen auf eine Zunahme der Zellproliferation zurückzuführen ist, aber heute ist bekannt, dass sie auch auf eine Abnahme des Zelltods zurückzuführen ist. Die häufigste dieser Krankheiten ist Krebs, die Krankheit der übermäßigen Zellproliferation, die oft durch eine Überexpression von Mitgliedern der IAP-Familie gekennzeichnet ist. In der Folge reagieren die malignen Zellen auf die Apoptose-Induktion abnorm: Zyklusregulierende Gene (wie p53, ras oder c-myc) werden in erkrankten Zellen mutiert oder inaktiviert, und weitere Gene (wie bcl-2) modifizieren ebenfalls ihre Expression in Tumoren. Einige apoptotische Faktoren sind während der mitochondrialen Atmung lebenswichtig, z.B. Cytochrom C. [81] Die pathologische Inaktivierung der Apoptose in Krebszellen korreliert mit häufigen metabolischen Verschiebungen der Atemwege in Richtung Glykolyse (eine Beobachtung, die als „Warburg-Hypothese“ bekannt ist. [82]

HeLa Zelle Bearbeiten

Die Apoptose in HeLa [b]-Zellen wird durch Proteine ​​gehemmt, die von der Zelle produziert werden. Diese inhibitorischen Proteine ​​zielen auf Tumor-unterdrückende Proteine ​​des Retinoblastoms ab. [83] Diese tumorsupprimierenden Proteine ​​regulieren den Zellzyklus, werden jedoch inaktiviert, wenn sie an ein inhibitorisches Protein gebunden werden. [83] HPV E6 und E7 sind inhibitorische Proteine, die vom humanen Papillomavirus exprimiert werden, wobei HPV für die Bildung des Gebärmutterhalstumors verantwortlich ist, aus dem HeLa-Zellen gewonnen werden. [84] HPV E6 bewirkt, dass p53, das den Zellzyklus reguliert, inaktiv wird. [85] HPV E7 bindet an Retinoblastom-Tumor-supprimierende Proteine ​​und schränkt seine Fähigkeit ein, die Zellteilung zu kontrollieren. [85] Diese beiden inhibitorischen Proteine ​​sind teilweise für die Unsterblichkeit der HeLa-Zellen verantwortlich, indem sie das Auftreten von Apoptose hemmen. [86] Das Hundestaupevirus (CDV) ist in der Lage, trotz der Anwesenheit dieser hemmenden Proteine ​​Apoptose zu induzieren. Dies ist eine wichtige onkolytische Eigenschaft von CDV: Dieses Virus ist in der Lage, Lymphomzellen des Hundes abzutöten. Die Onkoproteine ​​E6 und E7 lassen p53 immer noch inaktiv, aber sie sind nicht in der Lage, die Aktivierung von Caspasen zu vermeiden, die durch den Stress einer Virusinfektion induziert wird. Diese onkolytischen Eigenschaften stellten eine vielversprechende Verbindung zwischen CDV und Lymphom-Apoptose dar, die zur Entwicklung alternativer Behandlungsmethoden sowohl für Hunde-Lymphome als auch für humane Non-Hodgkin-Lymphome führen kann. Defekte im Zellzyklus sollen für die Resistenz gegen Chemotherapie oder Bestrahlung durch bestimmte Tumorzellen verantwortlich sein, so dass ein Virus, das trotz Defekten im Zellzyklus Apoptose induzieren kann, für die Krebsbehandlung nützlich ist. [86]

Behandlungen Bearbeiten

Die Hauptbehandlungsmethode für den potentiellen Tod durch signalbedingte Krankheiten besteht darin, die Anfälligkeit für Apoptose in erkrankten Zellen entweder zu erhöhen oder zu verringern, je nachdem, ob die Krankheit entweder durch die Hemmung oder übermäßige Apoptose verursacht wird. Zum Beispiel zielen Behandlungen darauf ab, die Apoptose wiederherzustellen, um Krankheiten mit mangelhaftem Zelltod zu behandeln, und die Apoptoseschwelle zu erhöhen, um Krankheiten zu behandeln, die mit übermäßigem Zelltod verbunden sind. Um die Apoptose zu stimulieren, kann man die Zahl der Todesrezeptorliganden (wie TNF oder TRAIL) erhöhen, den anti-apoptotischen Bcl-2-Weg antagonisieren oder Smac-Mimetika einführen, um den Inhibitor (IAPs) zu hemmen. [47] Die Zugabe von Wirkstoffen wie Herceptin, Iressa oder Gleevec verhindert den Zellzyklus und bewirkt die Aktivierung der Apoptose, indem sie die Wachstums- und Überlebenssignale weiter stromaufwärts blockiert. Schließlich verdrängt die Zugabe von p53-MDM2-Komplexen p53 und aktiviert den p53-Weg, was zu Zellzyklusarrest und Apoptose führt. Viele verschiedene Methoden können an verschiedenen Stellen entlang des Todessignalweges verwendet werden, um die Apoptose entweder zu stimulieren oder zu hemmen. [87]

Apoptose ist ein mehrstufiges Zelltod-Programm, das jeder Zelle des Körpers innewohnt. Bei Krebs ist das Zellteilungsverhältnis der Apoptose verändert. Die Krebsbehandlung durch Chemotherapie und Bestrahlung tötet Zielzellen hauptsächlich durch Induktion der Apoptose.

Hyperaktive Apoptose Bearbeiten

Andererseits kann der Verlust der Kontrolle über den Zelltod (was zu einer übermäßigen Apoptose führt) zu neurodegenerativen Erkrankungen, hämatologischen Erkrankungen und Gewebeschäden führen. Es ist interessant festzustellen, dass Neuronen, die auf mitochondriale Atmung angewiesen sind, bei neurodegenerativen Erkrankungen wie Alzheimer [88] und Parkinson eine Apoptose eingehen. [89] (eine Beobachtung, die als „Inverse Warburg-Hypothese“ [90] [81] bekannt ist). Darüber hinaus besteht eine inverse epidemiologische Komorbidität zwischen neurodegenerativen Erkrankungen und Krebs. [91] Das Fortschreiten von HIV ist direkt mit übermäßiger, unregulierter Apoptose verbunden. Bei einem gesunden Individuum ist die Anzahl der CD4+-Lymphozyten im Gleichgewicht mit den vom Knochenmark gebildeten Zellen, bei HIV-positiven Patienten geht dieses Gleichgewicht jedoch verloren, da das Knochenmark nicht in der Lage ist, CD4+-Zellen zu regenerieren. Im Fall von HIV sterben CD4+-Lymphozyten beschleunigt durch unkontrollierte Apoptose, wenn sie stimuliert werden. Auf molekularer Ebene kann hyperaktive Apoptose durch Defekte in Signalwegen verursacht werden, die die Proteine ​​der Bcl-2-Familie regulieren. Eine erhöhte Expression apoptotischer Proteine ​​wie BIM oder deren verminderte Proteolyse führt zum Zelltod und kann eine Reihe von Pathologien verursachen, abhängig von den Zellen, in denen eine übermäßige Aktivität von BIM auftritt. Krebszellen können der Apoptose durch Mechanismen entkommen, die die BIM-Expression unterdrücken, oder durch eine erhöhte Proteolyse von BIM. [ Zitat benötigt ]

Behandlungen Bearbeiten

Behandlungen mit dem Ziel der Hemmung wirken, um bestimmte Caspasen zu blockieren. Schließlich fördert die Akt-Proteinkinase das Überleben der Zellen auf zwei Wegen. Akt phosphoryliert und hemmt Bad (ein Mitglied der Bcl-2-Familie), wodurch Bad mit dem 14-3-3-Gerüst interagiert, was zu einer Bcl-Dissoziation und damit zum Überleben der Zellen führt. Akt aktiviert auch IKKα, was zur Aktivierung von NF-κB und zum Überleben der Zellen führt. Aktives NF-κB induziert die Expression von anti-apoptotischen Genen wie Bcl-2, was zu einer Hemmung der Apoptose führt. Es wurde gefunden, dass NF-&kgr;B in Abhängigkeit von den verwendeten Stimuli und dem Zelltyp sowohl eine antiapoptotische als auch eine proapoptotische Rolle spielt. [92]

HIV-Fortschritt Bearbeiten

Das Fortschreiten der Infektion mit dem humanen Immunschwächevirus zu AIDS ist hauptsächlich auf die Verarmung von CD4+ T-Helfer-Lymphozyten auf eine Weise zurückzuführen, die zu schnell für das Knochenmark des Körpers ist, um die Zellen wieder aufzufüllen, was zu einem geschwächten Immunsystem führt. Einer der Mechanismen, durch die T-Helferzellen erschöpft werden, ist die Apoptose, die aus einer Reihe biochemischer Wege resultiert: [93]

  1. HIV-Enzyme deaktivieren Anti-Apoptotika Bcl-2. Dies führt nicht direkt zum Zelltod, sondern bereitet die Zelle auf Apoptose vor, sollte das entsprechende Signal empfangen werden. Parallel dazu aktivieren diese Enzyme proapoptotische procaspase-8, das die mitochondrialen Ereignisse der Apoptose direkt aktiviert.
  2. HIV may increase the level of cellular proteins that prompt Fas-mediated apoptosis.
  3. HIV proteins decrease the amount of CD4 glycoprotein marker present on the cell membrane.
  4. Released viral particles and proteins present in extracellular fluid are able to induce apoptosis in nearby "bystander" T helper cells.
  5. HIV decreases the production of molecules involved in marking the cell for apoptosis, giving the virus time to replicate and continue releasing apoptotic agents and virions into the surrounding tissue.
  6. The infected CD4+ cell may also receive the death signal from a cytotoxic T cell.

Cells may also die as direct consequences of viral infections. HIV-1 expression induces tubular cell G2/M arrest and apoptosis. [94] The progression from HIV to AIDS is not immediate or even necessarily rapid HIV's cytotoxic activity toward CD4+ lymphocytes is classified as AIDS once a given patient's CD4+ cell count falls below 200. [95]

Researchers from Kumamoto University in Japan have developed a new method to eradicate HIV in viral reservoir cells, named "Lock-in and apoptosis." Using the synthesized compound Heptanoylphosphatidyl L-Inositol Pentakisphophate (or L-Hippo) to bind strongly to the HIV protein PR55Gag, they were able to suppress viral budding. By suppressing viral budding, the researchers were able to trap the HIV virus in the cell and allow for the cell to undergo apoptosis (natural cell death). Associate Professor Mikako Fujita has stated that the approach is not yet available to HIV patients because the research team has to conduct further research on combining the drug therapy that currently exists with this "Lock-in and apoptosis" approach to lead to complete recovery from HIV. [96]

Virusinfektion Bearbeiten

Viral induction of apoptosis occurs when one or several cells of a living organism are infected with a virus, leading to cell death. Cell death in organisms is necessary for the normal development of cells and the cell cycle maturation. [97] It is also important in maintaining the regular functions and activities of cells.

Viruses can trigger apoptosis of infected cells via a range of mechanisms including:

  • Receptor binding
  • Activation of protein kinase R (PKR)
  • Interaction with p53
  • Expression of viral proteins coupled to MHC proteins on the surface of the infected cell, allowing recognition by cells of the immune system (such as Natural Killer and cytotoxic T cells) that then induce the infected cell to undergo apoptosis. [98]

Canine distemper virus (CDV) is known to cause apoptosis in central nervous system and lymphoid tissue of infected dogs in vivo and in vitro. [99] Apoptosis caused by CDV is typically induced via the extrinsic pathway, which activates caspases that disrupt cellular function and eventually leads to the cells death. [83] In normal cells, CDV activates caspase-8 first, which works as the initiator protein followed by the executioner protein caspase-3. [83] However, apoptosis induced by CDV in HeLa cells does not involve the initiator protein caspase-8. HeLa cell apoptosis caused by CDV follows a different mechanism than that in vero cell lines. [83] This change in the caspase cascade suggests CDV induces apoptosis via the intrinsic pathway, excluding the need for the initiator caspase-8. The executioner protein is instead activated by the internal stimuli caused by viral infection not a caspase cascade. [83]

The Oropouche virus (OROV) is found in the family Bunyaviridae. The study of apoptosis brought on by Bunyaviridae was initiated in 1996, when it was observed that apoptosis was induced by the La Crosse virus into the kidney cells of baby hamsters and into the brains of baby mice. [100]

OROV is a disease that is transmitted between humans by the biting midge (Culicoides paraensis). [101] It is referred to as a zoonotic arbovirus and causes febrile illness, characterized by the onset of a sudden fever known as Oropouche fever. [102]

The Oropouche virus also causes disruption in cultured cells – cells that are cultivated in distinct and specific conditions. An example of this can be seen in HeLa cells, whereby the cells begin to degenerate shortly after they are infected. [100]

With the use of gel electrophoresis, it can be observed that OROV causes DNA fragmentation in HeLa cells. It can be interpreted by counting, measuring, and analyzing the cells of the Sub/G1 cell population. [100] When HeLA cells are infected with OROV, the cytochrome C is released from the membrane of the mitochondria, into the cytosol of the cells. This type of interaction shows that apoptosis is activated via an intrinsic pathway. [97]

In order for apoptosis to occur within OROV, viral uncoating, viral internalization, along with the replication of cells is necessary. Apoptosis in some viruses is activated by extracellular stimuli. However, studies have demonstrated that the OROV infection causes apoptosis to be activated through intracellular stimuli and involves the mitochondria. [100]

Many viruses encode proteins that can inhibit apoptosis. [103] Several viruses encode viral homologs of Bcl-2. These homologs can inhibit proapoptotic proteins such as BAX and BAK, which are essential for the activation of apoptosis. Examples of viral Bcl-2 proteins include the Epstein-Barr virus BHRF1 protein and the adenovirus E1B 19K protein. [104] Some viruses express caspase inhibitors that inhibit caspase activity and an example is the CrmA protein of cowpox viruses. Whilst a number of viruses can block the effects of TNF and Fas. For example, the M-T2 protein of myxoma viruses can bind TNF preventing it from binding the TNF receptor and inducing a response. [105] Furthermore, many viruses express p53 inhibitors that can bind p53 and inhibit its transcriptional transactivation activity. As a consequence, p53 cannot induce apoptosis, since it cannot induce the expression of proapoptotic proteins. The adenovirus E1B-55K protein and the hepatitis B virus HBx protein are examples of viral proteins that can perform such a function. [106]

Viruses can remain intact from apoptosis in particular in the latter stages of infection. They can be exported in the apoptotic bodies that pinch off from the surface of the dying cell, and the fact that they are engulfed by phagocytes prevents the initiation of a host response. This favours the spread of the virus. [105]

Programmed cell death in plants has a number of molecular similarities to that of animal apoptosis, but it also has differences, notable ones being the presence of a cell wall and the lack of an immune system that removes the pieces of the dead cell. Instead of an immune response, the dying cell synthesizes substances to break itself down and places them in a vacuole that ruptures as the cell dies. Whether this whole process resembles animal apoptosis closely enough to warrant using the name apoptosis (as opposed to the more general programmed cell death) is unclear. [107] [108]

The characterization of the caspases allowed the development of caspase inhibitors, which can be used to determine whether a cellular process involves active caspases. Using these inhibitors it was discovered that cells can die while displaying a morphology similar to apoptosis without caspase activation. [109] Later studies linked this phenomenon to the release of AIF (apoptosis-inducing factor) from the mitochondria and its translocation into the nucleus mediated by its NLS (nuclear localization signal). Inside the mitochondria, AIF is anchored to the inner membrane. In order to be released, the protein is cleaved by a calcium-dependent calpain protease.


Rib cage

Unsere Redakteure prüfen, was Sie eingereicht haben, und entscheiden, ob der Artikel überarbeitet werden soll.

Rib cage, in vertebrate anatomy, basketlike skeletal structure that forms the chest, or thorax, and is made up of the ribs and their corresponding attachments to the sternum (breastbone) and the vertebral column. The rib cage surrounds the lungs and the heart, serving as an important means of bony protection for these vital organs.In total, the rib cage consists of the 12 thoracic vertebrae and the 24 ribs, in addition to the sternum. With each succeeding rib, from the first, or uppermost, the curvature of the rib cage becomes more open. The rib cage is semirigid but expansile, able to increase in size. The small joints between the ribs and the vertebrae permit a gliding motion of the ribs on the vertebrae during breathing and other activities.

The first seven ribs in the rib cage are attached to the sternum by pliable cartilages called costal cartilages these ribs are called true ribs. Of the remaining five ribs, which are called false, the first three have their costal cartilages connected to the cartilage above them. The last two, the floating ribs, have their cartilages ending in the muscle in the abdominal wall. The configuration of the lower five ribs gives freedom for the expansion of the lower part of the rib cage and for the movements of the diaphragm, which has an extensive origin from the rib cage and the vertebral column. The motion is limited by the ligamentous attachments between ribs and vertebrae.

The Editors of Encyclopaedia Britannica This article was most recently revised and updated by Kara Rogers, Senior Editor.


Rib Cage

Die Brustkorb (also called thoracic cage) is aptly named, because it forms a sort of cage that holds within it the organs of the upper part of the trunk, including the heart and lungs . It is shown in Figures 11.3.6–11.3.8. The rib cage includes the 12 thoracic vertebrae and the sternum, as well as 12 pairs of ribs, which are attached at joints to the vertebrae. The ribs are divided into three groups, called true ribs, false ribs, and floating ribs. The top seven pairs of ribs are true ribs. They are attached by cartilage directly to the sternum. The next three pairs of ribs are false ribs. They are attached by cartilage to the ribs above them, rather than directly to the sternum. The lowest two pairs of ribs are floating ribs. They are attached by cartilage to muscles in the abdominal wall. The attachments of false and floating ribs let the lower part of the rib cage expand to accommodate the internal movements of breathing.

Figure 11.3.6 True ribs are attached to both the vertebrae and the sternum. In this image, true ribs are highlighted in red. Figure 11.3.7 False ribs are attached to the vertebrae and to the ribs above them by cartilage. In this image, false ribs and floating ribs are highlighted in red. Figure 11.3.8 Floating ribs are attached to vertebrae and the the muscles in the abdominal wall. In this image floating ribs are highlighted in red.

Die appendicular skeleton , shown in red (Figure 11.3.9), consists of a total of 126 bones. It includes all the bones of the limbs (arms, legs, hands, and feet,) as well as the bones of the shoulder (shoulder girdle) and pelvis (pelvic girdle).

Figure 11.3.9 The appendicular skeleton includes the upper and lower appendages and girdles.


Ivan K. H. Poon and Christopher D. Lucas: These authors contributed equally to this work.

Mitgliedschaften

Center for Cell Clearance and the Department of Microbiology, Immunology, and Cancer Biology, University of Virginia, Charlottesville, 22908, Virginia, USA

Ivan K. H. Poon & Kodi S. Ravichandran

Department of Biochemistry, La Trobe Institute for Molecular Science, La Trobe University, 3086, Victoria, Australia

MRC Centre for Inflammation Research, The Queen's Medical Research Institute, University of Edinburgh, Edinburgh, EH16 4TJ, UK

Christopher D. Lucas & Adriano G. Rossi

Sie können auch in PubMed Google Scholar nach diesem Autor suchen

Sie können auch in PubMed Google Scholar nach diesem Autor suchen

Sie können auch in PubMed Google Scholar nach diesem Autor suchen

Sie können auch in PubMed Google Scholar nach diesem Autor suchen

Korrespondierende Autoren


Machine Learning for Automatic Paraspinous Muscle Area and Attenuation Measures on Low-Dose Chest CT Scans

Rationale and objectives: To develop and evaluate an automated machine learning (ML) algorithm for segmenting the paraspinous muscles on chest computed tomography (CT) scans to evaluate for presence of sarcopenia.

Materialen und Methoden: A convolutional neural network based on the U-Net architecture was trained to perform muscle segmentation on a dataset of 1875 single slice CT images and was tested on 209 CT images of participants in the National Lung Screening Trial. Low-dose, noncontrast CT examinations were obtained at 33 clinical sites, using scanners from four manufacturers. The study participants had a mean age of 71.6 years (range, 70-74 years). Ground truth was obtained by manually segmenting the left paraspinous muscle at the level of the T12 vertebra. Muscle cross-sectional area (CSA) and muscle attenuation (MA) were recorded. Comparison between the ML algorithm and ground truth measures of muscle CSA and MA were obtained using Dice similarity coefficients and Pearson correlations.

Ergebnisse: Compared to ground truth segmentation, the ML algorithm achieved median (standard deviation) Dice scores of 0.94 (0.04) in the test set. Mean (SD) muscle CSA was 14.3 (3.6) cm 2 for ground truth and 13.7 (3.5) cm 2 for ML segmentation. Mean (SD) MA was 41.6 (7.6) Hounsfield units (HU) for ground truth and 43.5 (7.9) HU for ML segmentation. There was high correlation between ML algorithm and ground truth for muscle CSA (r 2 = 0.86 p < 0.0001) and MA (r 2 = 0.95 p < 0.0001).

Abschluss: The ML algorithm for measurement of paraspinous muscles compared favorably to manual ground truth measurements in the NLST. The algorithm generalized well to a heterogeneous set of low-dose CT images and may be capable of automated quantification of muscle metrics to screen for sarcopenia on routine chest CT examinations.

Schlüsselwörter: Chest CT Machine learning Muscle Myosteatosis Sarcopenia.

Copyright © 2019 The Association of University Radiologists. Herausgegeben von Elsevier Inc. Alle Rechte vorbehalten.


14.3: Video- The Sternum - Biology

GOA-ON is a collaborative international network to detect and understand the drivers of ocean acidification in estuarine-coastal-open ocean environments, the resulting impacts on marine ecosystems, and to make the information available to optimize modelling studies. The network is fundamental to providing early warning of the impacts of ocean acidification on natural ecosystems, wild and aquaculture fisheries, coastal protection, tourism and local economies. The network provides key input to communities, industry and governments seeking to develop action plans, best practices, and mitigation or adaptation strategies to address ocean acidification impacts.

The GOA-ON data portal provides easy access to data and visualizations

Regional Changes in Southern Ocean Biogeochemistry Due to Projected Carbon Uptake

Please join us for the next GOA-ON Webinar, which will feature Dr. Eric Mortenson, a postdoctoral researcher with CSIRO. He will discuss his biogeochemical modeling research, which has identified regions of pronounced change and forecasts increased carbon uptake in the Southern Ocean. The webinar will take place on Wednesday, 14 July 2021 at 10:00 Australian Eastern Standard Time (UTC +10). Click the registration link for more information.


14.3: Video- The Sternum - Biology

Journal of Cell Science publishes cutting-edge science, encompassing all aspects of cell biology.

The journal is led by Editor-in-Chief Michael Way and a prestigious team of Editors who are research-active academics and leaders in their respective fields they are supported by an outstanding Editorial Advisory Board that reflects all relevant areas in cell biology, including recently emerging fields. Rigorous peer review and fair decisions form the bedrock of the journal and maintain Journal of Cell Science as a solid forum for communicating the best research.

Our latest special issue, Cell Biology of Lipids, is now open. Articles will be added to the issue over the coming months. To view the latest articles, click here.

New website

Our website has changed as we have moved to a new publishing platform. If you have any questions, visit our migration page which includes more information and FAQs.

News from JCS

Call for papers: Cell Biology of Lipids

We welcome submissions for our upcoming special issue on Cell Biology of Lipids, guest edited by James Olzmann.

FocalPlane: where biology meets microscopy

Have you checked out our new microscopy community site? It's free to read, register and post. Make the site part of your daily routine.

Open Access publishing options

We recognise the benefits of Open Access publishing and, as one of the very first Transformative Journals, we offer several publishing options to all of our authors, whatever their funder or financial status.


This middle school physical science course is specifically designed to be the second course taken during junior high. It is created to give middle school students an understanding of the basic world that surrounds them each day of their lives and the forces in creation, so that they can appreciate the real-world relevance of scientific inquiry and the beauty of creation. We believe that students’ educations should prepare them for life, not just an academic year.

Our award-winning, homeschool, junior high physical science course covers:

  • Die basics of science including the scientific process, scientific theories and laws, inferences and models, and measurement and units
  • Chemie including properties and states of matter, atomic structure and the periodic table, chemical bonds and reactions and energy
  • Physik including motion, forces, energy, waves and sound, light and electricity and magnetism
  • Earth Science including the Earth’s structure and processes and our atmosphere and beyond
  • Chemistry and Physics in the life sciences
  • Physical Science research

If all we ever offer our students is a textbook version of science, they will never get to “own” a discovery that they make during an experiment. Our world is not a world of chaos, and once students begin to see that they can observe a phenomenon, ask questions, and set up a methodical test to answer questions, science will no longer be a class but rather a means to discover their world.

Throughout their academic school year, your students will conduct controlled experiments where they observe a problem, ask a question, formulate a testable hypothesis, and then conduct the experiment and analyze the data to see if their results support their hypothesis. It involves quantitative data that require measurements. The lab portion of Apologia guides students through this process.

Additionally, students will conduct descriptive experiments to use their 5 senses to make qualitative observations and describe what they learn. Again, our homeschool curriculum was designed with your student’s success in mind, and we guide students through this process with detailed descriptions and photographs.


Yahoo Answers is shutting down - here are 10 of the best questions ever asked

For more than a decade the site was a magnet for trolls and pure comic genius, but Yahoo Answers is set to be shut down.

Tuesday 6 April 2021 12:11, UK

Yahoo Answers is going to be shut down after more than 15 years of providing the web with hilarious content.

The website is first slipping into read-only mode from 20 April, before being shut down entirely on 4 May - redirecting visitors to the Yahoo homepage instead.

When the site disappears then all of its many brilliant questions - with their innovative grammatical and spelling errors, and the amazing credulity of the askers - will be lost, like tears in rain.

While "how is babby formed? How girl get pragnent?" will forever be the site's greatest contribution to web culture, there are many more to find - at least, for the next month or so.

While we can, here are 10 more of the best questions and answers the site has ever featured.

1) do you think humans will ever walk on the sun?

It is actually hypothetically possible to walk on the sun - as long as we defined what the surface was - but it would be a brief walk.

2) HOW DO I TURN OFF CAPLOCK?

3) Is throwing your hair in the garbage safe?

The user continued: "I wanted to be sure because in biology we learned that it had DNA and stuff so is it safe?"

4) What if the girl that thinks i'm the dad isn't the mom?

This is frightening on a number of levels.

5) Is there a spell to become a mermaid that actually works?

User bmx4life only ever asked three questions, including the above.

They also asked: "My sister walks around with out socks on all the time and her feet ar starting to stink really bad, why?" and the classic: "runescape please answer?"

6) If i eat myself would i become twice as big or disappear completely?

Although official accounts claim that French philosopher Gilles Deleuze died in 1995, but this question contributes to a body of evidence he was active online up until quite recently, posting metaphysical provocations on Yahoo Answers.

7) Why does my cat "vibrate"?

This purrplexed user wrote: "Her chest always vibrates like she was worms or something in her. Is it normal? When she vibrated she makes a tiny vibrate noise and its scaring me it doesn't seem normal!"

8) Can I tell by the smell of my husbands gas if he has been cheating?

"I know this sounds crazy. BUT," begins this anonymous post. Sadly, three years later, we can only imagine what the status of this marriage is as the question was never updated.

9) Will my laptop get heavier if I put more files on it?

10) how many calories are in a booger?

The answer to this potential troll is even better than the remarkably poignant description: "it sometimes wet and color yellow".


Schau das Video: Biologie IIA: Säugetiere Bestimmung nach Schädelmerkmalen (Kann 2022).