Apoptose

Jeder Mensch besteht aus vielen Milliarden winziger Bausteine, den Zellen. Zellen sterben nicht nur durch Unfälle wie Verletzungen oder Gift. Sehr viele von ihnen bauen sich selbst ab, weil ein inneres Programm es so vorsieht. Dieser geordnete Selbstabbau heißt Apoptose. Die Zelle schrumpft dabei, zerlegt ihr Erbgut und zerfällt in kleine Päckchen. Diese Päckchen werden von Nachbarzellen und Fresszellen aufgenommen und verwertet. Nichts läuft aus, es entsteht keine Entzündung. Der Fachausdruck dafür lautet programmierter Zelltod.

Warum ein Körper seine eigenen Zellen abschafft

Ein Körper wächst nicht nur durch Aufbau, sondern auch durch gezielten Abbau. Beim menschlichen Embryo sind die Finger anfangs durch Gewebe verbunden. Dieses Zwischengewebe verschwindet durch Apoptose, erst dadurch entstehen einzelne Finger. Auch die Kaulquappe verliert ihren Schwanz auf genau diesem Weg. Formgebung im Körper ist also oft Wegnehmen, nicht Hinzufügen.

Im erwachsenen Körper hält Apoptose ein Gleichgewicht. Schätzungen zufolge sterben bei einem Menschen jeden Tag etwa 50 bis 70 Milliarden Zellen auf diese Weise. Ungefähr genauso viele entstehen neu. Bliebe der Abbau aus, würde Gewebe unkontrolliert anwachsen. Das Immunsystem nutzt denselben Mechanismus: Abwehrzellen, die den eigenen Körper angreifen würden, werden früh zum Selbstabbau gezwungen.

Besonders wichtig ist Apoptose bei beschädigtem Erbgut. Hat eine Zelle Schäden, die sie nicht reparieren kann, soll sie sich abschalten. Funktioniert diese Notbremse nicht mehr, teilt sich die kaputte Zelle weiter. Genau das ist ein zentraler Schritt bei der Entstehung von Krebs. Umgekehrt kann zu viel Apoptose schaden: Bei Krankheiten wie Alzheimer oder Parkinson sterben Nervenzellen, die eigentlich gebraucht würden.

Das Selbstzerstörungsprogramm im Inneren der Zelle

Man kann sich Apoptose wie eine kontrollierte Sprengung eines Gebäudes vorstellen. Ein Haus wird nicht mit der Abrissbirne zertrümmert, sondern fällt geordnet in sich zusammen. Die Trümmer bleiben auf dem Grundstück, die Nachbarhäuser bleiben heil. Danach kommen Lastwagen und fahren das Material zur Wiederverwertung. Genau so verhält sich eine Zelle in der Apoptose.

Technisch übernehmen bestimmte Eiweiße die Arbeit, sogenannte Caspasen. Das sind Scheren, die andere Eiweiße gezielt zerschneiden. Sie liegen in jeder Zelle bereits fertig vor, aber in inaktiver Form. Erst ein Startsignal schaltet sie an. Dann arbeiten sie in einer Kette: Die erste Schere aktiviert die nächste, und die Reaktion läuft von allein weiter.

Für das Startsignal gibt es zwei Wege. Beim äußeren Weg dockt ein Botenstoff von außen an die Zelle an, oft von einer Immunzelle geschickt. Beim inneren Weg meldet das Kraftwerk der Zelle, das Mitochondrium, dass etwas schwer beschädigt ist. Entscheidend ist die Abgrenzung zur Nekrose: Bei der Nekrose platzt eine Zelle nach einer Verletzung, ihr Inhalt läuft aus und löst eine Entzündung aus. Apoptose ist dagegen leise, geplant und energieaufwendig.

Apoptose in Medizin, Schule und Nachrichten

Im Biologieunterricht taucht Apoptose meist bei Zellzyklus, Entwicklung und Krebs auf. Ein oft genanntes Beispiel ist das Eiweiß p53. Es prüft das Erbgut und leitet bei zu großem Schaden den Zelltod ein. In sehr vielen Tumoren ist genau dieses Eiweiß defekt.

In der Medizin ist Apoptose ein Behandlungsziel. Chemotherapie und Bestrahlung wirken, weil sie Krebszellen so stark schädigen, dass deren Selbstzerstörungsprogramm startet. Neuere Medikamente greifen noch direkter ein und lösen die Bremse, die Tumorzellen am Sterben hindert. Auch Hautrötung nach einem Sonnenbrand hängt damit zusammen: Zellen mit UV-geschädigtem Erbgut schalten sich ab und schälen sich später ab.

In Nachrichten begegnet der Begriff oft bei Forschungsmeldungen zu Krebs, Autoimmunkrankheiten oder Alterung. Ein häufiger Irrtum ist, Apoptose sei etwas Schlechtes. Sie ist ein normaler, überlebenswichtiger Vorgang. Gefährlich wird es erst, wenn sie zu selten oder zu häufig ausgelöst wird.