From quiescence to programmed cell death: the problem of the hierarchy of cellular responses for different cell types
- Authors: Ivanovskaya E.V.1,2, Timchenko R.M.1,3, Nikitin N.S.1,4, Sveshnikova A.N.1,4,5, Panteleev M.A.1,3,4,5
-
Affiliations:
- Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences
- The D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
- Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)
- The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation
- The M.V. Lomonosov Moscow State University
- Issue: Vol 25, No 1 (2026)
- Pages: 131-138
- Section: ORIGINAL ARTICLES
- Submitted: 02.02.2026
- Accepted: 11.02.2026
- Published: 14.04.2026
- URL: https://hemoncim.com/jour/article/view/1080
- DOI: https://doi.org/10.24287/j.1080
- ID: 1080
Cite item
Full Text
Abstract
Human cells are capable of switching between several modes of functioning: active proliferation, quiescence (autophagy), senescence, apoptosis, and others. This switching plays numerous roles in morphogenesis and development, the body's adaptation to adverse conditions and response to injuries and diseases. Disregulation of cellular switching underlies many hematological, oncological, and immunological diseases. However, for different cell types, the physiological meaning (as well as the mechanism and cellular phenotype) of many modes, such as apoptosis and aging, can be totally different. This review attempts to shed light on this issue: first, we will examine the classical hierarchy of cellular switching, which has been developed for long-lived, proliferating somatic cells, and then compare it with what is known for mobile, not necessarily somatic, cells. The existing data indicate that long-lived, fully functional cells (including stem and immune cells) have similar mechanisms, while short-lived, terminally differentiated blood cells (platelets, neutrophils, erythrocytes) are radically different. Even if they have a caspase-dependent cell death pathway, it cannot be considered analogous to apoptosis in fully functional cells.
Keywords
Full Text
Гомеостаз мультиклеточных организмов требует тщательной регуляции состояния каждой клетки в каждой ткани. Он регулируется как извне в зависимости от текущих задач развития, наличия питательных веществ, кислорода, гормонального статуса, межклеточных контактов, так и изнутри, например, через контроль размера клетки, ее возраста, энергетики, уровня окислительного стресса и повреждений ДНК [1–3]. Сейчас считается, что каждая из клеток существует в дискретном числе состояний, которые можно выстроить в условную иерархическую шкалу от активной пролиферации до запрограммированной клеточной смерти. Нарушение в регуляции этого переключения (например, пролиферация клеток с поврежденной ДНК или запрограммированная клеточная гибель здоровых функциональных клеток [4, 5]) лежит в основе многочисленных гематологических, онкологических и иммунологических заболеваний.
В последние десятилетия исследования состояния покоя, клеточного старения и запрограммированной клеточной смерти находятся на передовом крае клеточной физиологии и молекулярной медицины. Однако бурное развитие науки привело к появлению множества противоречий. Для клеток разных типов физиологический смысл (а также механизм и клеточный фенотип) многих режимов, например апоптоза и старения, может быть кардинально разным. Особенно это касается терминально дифференцированных, короткоживущих и не способных к размножению клеток крови: для них сами представления о состоянии покоя (как выхода из клеточного цикла, которого у них нет) или апоптоза (важной частью которого являются изменения ядра, которого часто у них тоже нет) могут вводить в заблуждение.
В настоящем обзоре мы попытаемся кратко осветить режимы жизни обычных клеток, их сходство и различие с короткоживущими клетками крови.
Режимы жизни и смерти для стандартных соматических клеток
Большинство соматических клеток организма человека в течение своей жизни балансируют между двумя базовыми режимами: пролиферацией и покоем. Состояние покоя представляет собой обратимый выход из клеточного цикла в фазу G0. Считается, что подавляющее большинство клеток организма (не только соматических, но и стволовых) в норме находится в состоянии покоя. Управление переключением между пролиферацией и покоем осуществляется биохимическим триггерным механизмом на базе регуляторного белка pRb и факторов транскрипции E2F [6]. Клетка может переходить в состояние покоя как вследствие общей стратегии развития ткани (отсутствие факторов роста), так и в ответ на повреждение или дефицит (голодание, окислительный стресс). Важными игроками в регуляции состояния покоя являются p53 (детекция повреждений ДНК) и mTOR (ключевой переключатель статуса клеток в зависимости от разных видов стрессов и дефицитов).
Состояние покоя не является чем-то единственным и однозначным. Может быть, более корректно говорить о совокупности состояний покоя разной степени глубины, так что ответы популяции покоящихся клеток на стимуляцию могут быть гетерогенными. Состояние покоя тесно связано с феноменом аутофагии – режим обновления и восстановления клеток, при котором происходят активная репарация ДНК и переработка части внутриклеточного содержимого с помощью уникальных органелл аутофагосом. Такие внешние факторы, как голодание или повреждение ДНК, обычно активируют оба этих феномена: клетка останавливает деление и начинает заниматься ремонтом. Кроме того, аутофагия в той или иной степени всегда активируется в состоянии покоя (например, за счет генерации активных форм кислорода в дыхательной цепи митохондрий [7]), отвечая за поддержание качества белков [8] и устойчивость к стрессу. В то же время было показано, что состояние покоя при голодании, наоборот, опосредуется аутофагией и не достигается без нее [9]. Можно сказать, что покой и аутофагия не являются синонимами, но очень плотно связаны.
Состояние покоя клетки следует отличать от состояния ее старения, или сенесценции [2], – необратимого выхода из клеточного цикла. Состояние клеточного старения было исходно открыто для репликативного старения при длительном делении клеточных культур вследствие сокращения теломер. Однако в настоящее время понятие клеточного старения становится гораздо шире: оно может быть вызвано как внешней регуляцией, так и тем же стрессом или повреждением ДНК. В этом смысле можно рассматривать старение как следующий шаг в иерархии ответов по сравнению с покоем; для отдельных типов клеток различение этих двух состояний может быть непростым. В отличие от покоя остановка клеточного цикла при старении может произойти в разных фазах (G1, G1/S, G2) и характеризуется более яркими морфологическими и биохимическими признаками: плотными тельцами гетерохроматина для предотвращения транскрипции ДНК, сокращением теломер, гиперфункцией секреции. Для стареющих клеток характерна активная секреция (по крайней мере, до перехода в глубокое старение) факторов роста, провоспалительных цитокинов, протеиназ, компонентов внеклеточного матрикса, что привело к появлению термина для обозначения этих клеток – «секреторный фенотип, ассоциированный со старением». Так же, как и с покоем, важными регуляторами перехода в состояние старения являются p53 и mTOR.
Клеточное старение является способом обезвреживания потенциально опасной клетки, хотя у него могут быть и другие роли. Однако дальнейшие мутации (особенно при активации аутофагии, которая не исключается в стареющих клетках, и сопутствующем интенсивном восстановлении ДНК) способны вернуть стареющую клетку к размножению. Поэтому наиболее надежным способом обезвреживания является программируемая гибель, которая часто вызывается теми же самыми стимулами, только более сильными и продолжительными.
Базовым вариантом программируемой клеточной гибели является апоптоз, управляемый каскадом протеолитических ферментов каспаз. Существует несколько вариантов запуска апоптоза; какие-то из них запускаются плановым образом как часть морфогенеза, другие связаны с повреждениями или заражением. При апоптозе происходит медленная гибель клетки с постепенным уменьшением объема, фрагментацией ДНК, формированием апоптотических телец, без выраженного воспаления окружающей ткани. На одном из этапов (еще до того, как клетка полностью умрет) на внешней стороне мембраны экспонируется фосфатидилсерин [10]. Это позволяет макрофагам идентифицировать погибающую клетку.
Наконец, в том случае, когда стрессовый стимул является очень высоким (или когда апоптоз заблокирован, например, ингибиторными белками вируса), клетка умирает по некротическому пути. Некроз может быть управляемым (например, в случае некроптоза) или неуправляемым (внезапный энергетический коллапс или повреждение), но в любом случае сейчас он рассматривается как программируемая гибель, даже когда происходит внезапно. Клетки нашего организма содержат множественные ферменты, которые активируются высокими концентрациями кальция и не требуют для своей работы энергии аденозинтрифосфата (АТФ): скрамблазы, нуклеотидазы, протеиназы. При некрозе они начинают свою работу по деградации содержимого клетки и экспрессии фосфатидилсерина, что и приводит к характерному «взрывному», литическому фенотипу некроза.
Надо отметить, что клеточная жизнь связана с несколькими принципиальными требованиями: ионная асимметрия хотя бы по натрию (для компенсации осмоса), генерация АТФ (для работы ионных насосов), низкая концентрация ионов кальция (иначе он выпадет в осадок с фосфатами, тем же АТФ), целостность мембраны (иначе не получится с натрием и кальцием). Нарушение любого из этих требований влечет за собой нарушение остальных. Именно поэтому ферменты некроза ориентируются на концентрацию кальция: в живой клетке она не превышает 1–2 мкМ даже при активной кальциевой сигнализации, а в плазме крови она в 1000 раз больше. Так что концентрацию около 100 мкМ можно считать надежным индикатором того, что клетка уже мертва.
Каждый из описанных выше режимов жизни и смерти имеет уникальные черты и может быть вызван своими уникальными активаторами. Однако с точки зрения реакции на многие стимулы (например, окислительный стресс или повреждение ДНК) они выстраиваются в стройную иерархию по мере усиления стрессового стимула: деление → покой → старение → апоптоз → некроз (рисунок 1).
Рисунок 1. Карта ответов клеток человека на окислительный стресс
Отмечены области концентраций перекиси водорода и продолжительностей инкубаций, при которых наиболее вероятным будет переход в указанное на схеме состояние (в силу гетерогенности культур, реальные границы между областями размыты). Отсутствие сильной зависимости от времени инкубации после 1 ч может быть связано с нестабильностью перекиси водорода в среде. Диаграмма основана на следующих источниках: [36] – апоптоз, некроз; [37] – сенесценция, апоптоз; [38] – сенесценция, апоптоз, некроз; [39] – апоптоз, некроз; [40] – апоптоз, некроз; [41] – апоптоз; [42] – апоптоз; [43] – апоптоз; [44] – апоптоз, некроз
Figure 1. A map of responses of human cells to oxidative stress
Areas of hydrogen peroxide concentration and incubation times during which a transition to the state indicated in the scheme is most likely are shown (due to the heterogeneity of cultures, the real boundaries between the areas are blurred). A lack of strong dependence on incubation time of over 1 hour may be attributed to the instability of hydrogen peroxide in the medium. The diagram is based on the following sources: [36] – apoptosis, necrosis; [37] – senescence, apoptosis; [38] – senescence, apoptosis, necrosis; [39] – apoptosis, necrosis; [40] – apoptosis, necrosis; [41] – apoptosis; [42] – apoptosis; [43] – apoptosis; [44] – apoptosis, necrosis
Покой и старение фибробластов
Рассмотрим, как выглядят типичные клетки человека в разных состояниях, так как для конкретных клеток всегда есть отличия и нюансы. Фибробласты дермы представляют собой гетерогенную популяцию клеток, способную переходить между различными функциональными состояниями в зависимости от условий микроокружения, возраста, механических и биохимических стимулов. Существует несколько состояний фибробластов: пролиферирующие клетки, фиброциты (quiescent fibroblasts), миофибробласты и сенесцентные фибробласты. Эти состояния отличаются по морфологии, метаболической активности и функциональной роли в ткани. В таблице представлено сравнение различных состояний фибробластов кожи человека.
Таблица. Сравнение различных состояний фибробластов кожи человека
Table. A comparison of different states of human skin fibroblasts
Состояние State | Способы получения культуры дермальных фибробластов Methods for culturing dermal fibroblasts | Маркеры детекции Detection markers | Характерные признаки Typical features | Морфология Morphology |
Обычные фибробласты Proliferating fibroblasts | Стандартная культура: DMEM/MEM + 5–10% FBS, низкая конфлюэнтность, молодые пассажи; отсутствие длительного контактного ингибирования Standard culture: DMEM/MEM + 5–10% FBS, low confluency, young passages; no prolonged contact inhibition | Маркеры фибробластов: vimentin, COL1A1/COL1A2, FN1; пролиферация: Ki-67, EdU/BrdU Fibroblast markers: vimentin, COL1A1/COL1A2, FN1; proliferation: Ki-67, EdU/BrdU | Активная пролиферация + синтез внеклеточного матрикса; нормальное состояние культуры Active proliferation + synthesis of extracellular matrix; normal culture condition | Веретенообразные/звездчатые клетки, умеренно распластанные овальные/вытянутые ядра, равномерная цитоплазма Spindle/star-shaped cells, moderately flattened oval/elongated nuclei, homogeneous cytoplasm |
Фиброциты Quiescent fibroblasts | 1. Контактное ингибирование (конфлюэнтный монослой). Contact inhibition (a confluent monolayer). 2.Сывороточное голодание/снижение концентрации факторов роста Serum starvation/deprivation of growth factors | Низкая пролиферация: Ki-67↓, EdU/BrdU↓, G0/арест: p27^Kip1↑ Low proliferation: Ki-67↓, EdU/BrdU↓, G0/arrest: p27^Kip1↑ | Quiescence = обратимый покой клеточного цикла, но не метаболическая спячка. Метаболизм может оставаться активным и перенастраиваться на поддержание гомеостаза Quiescence = reversible quiescent state of the cell cycle, but not metabolic dormancy. Metabolism can remain active and be adjusted to maintain homeostasis | Уменьшенный объем цитоплазмы, более плотная форма и менее выраженные цитоплазматические отростки, интенсивнее окрашены по методу Гимзы–Романовского Reduced cytoplasmic volume, more compact shape and less prominent cytoplasmic projections, more intense staining with a Romanowsky-type stain (Giemsa) |
Сенесцентные фибробласты Senescent fibroblasts | 1. Естественная сенесценция. Natural senescence. 2. SIPS: H2O2, ультрафиолетовое/ионизирующее излучение, доксорубицин/этопозид SIPS: H2O2, ultraviolet/ionizing irradiation, doxorubicin/etoposide | Маркеры: b-gal; p16 (CDKN2A)↑; p21(CDKN1A)↑; SASP (интерлейкин-6, интерлейкин-8 и др.) Markers: b-gal; p16 (CDKN2A)↑; p21(CDKN1A)↑; SASP (IL-6, IL-8, etc.) | Необратимый арест клеточного цикла + SASP Irreversible arrest of the cell cycle + SASP | Крупные, сильно распластанные клетки, часто повышенная гранулярность/вакуолизация цитоплазмы, ядро может быть увеличенным/с измененной архитектурой Large, strongly flattened cells, often increased cytoplasmic granularity/vacuolization, nuclei may be enlarged/have architectural changes |
Миофибробласты Myofibroblasts | 1. TGF-b1. 2. Механическая стимуляция Mechanical stimulation | Маркеры: a-SMA/ACTA2, TAGLN (SM22), CNN1 Markers: a-SMA/ACTA2, TAGLN (SM22), CNN1 | Активированное состояние; ремоделирование внутриклеточного матрикса Activated condition; intracellular matrix remodeling | Крупные, сильно распластанные, часто полигональные клетки Large, strongly flattened, often polygonal cells |
Стандартные фибробласты являются основными клетками соединительной ткани, отвечающими за синтез компонентов внеклеточного матрикса, тогда как фиброциты (quiescent fibroblasts) рассматриваются как менее активная, покоящаяся форма фибробластов [11]. В культуре такие клетки обычно имеют уменьшенный объем цитоплазмы, более плотную форму и менее выраженные цитоплазматические отростки. При окрашивании по методу Гимзы–Романовского покоящиеся клетки окрашиваются интенсивнее в темно-фиолетовый цвет. Исходно их смешивали со стареющими, но современные исследования существенно уточнили представления о фиброцитах. Было показано, что они представляют собой фибробласты в обратимом состоянии клеточного покоя (G0), при котором клетки не пролиферируют, но сохраняют высокую метаболическую активность [12]. Фиброциты активно используют гликолиз и пентозофосфатный путь, перераспределяя метаболические потоки с задач роста и деления на поддержание тканевого гомеостаза и антиоксидантную защиту. Таким образом, состояние фиброцитов следует воспринимать как функциональную перестройку клетки, а не метаболическую неактивность. Состояние фиброцитов может быть индуцировано в культуре дермальных фибробластов несколькими способами. Наиболее распространенным является контактное ингибирование, при котором клетки поддерживаются в состоянии полной конфлюэнтности в течение нескольких дней. Альтернативным подходом является снижение концентрации сыворотки или факторов роста в среде, что приводит к обратимому выходу клеток из клеточного цикла и накоплению их в фазе G0. Важно, что в этих условиях фибробласты не переходят в сенесценцию и сохраняют способность повторно входить в клеточный цикл после восстановления необходимых условий. Интересно подчеркнуть, что фиброциты не просто остановили деление, но морфологически ярко отличаются, из-за чего их долго путали со стареющими. Такое отличие покоящегося состояния от пролиферирующего характерно именно для фибробластов.
Клеточная сенесценция представляет собой принципиально иное состояние, отличное от покоящихся фиброцитов. В условиях стандартного старения (обычно после 50-го удвоения популяции) или при стресс-индуцированной преждевременной сенесценции (SIPS) дермальные фибробласты демонстрируют выраженные изменения. Одним из наиболее характерных признаков является формирование секреторного фенотипа (senescence-associated secretory phenotype, SASP), который определяет активное влияние сенесцентных клеток на микроокружение ткани. SASP представляет собой комплекс секретируемых факторов, включающий провоспалительные цитокины, хемокины, факторы роста и матрикс-ремоделирующие ферменты. Для сенесцентных фибробластов кожи наиболее характерна повышенная секреция интерлейкинов-6 и -8, которые широко используются как функциональные маркеры. Также классическим маркером сенесценции является повышение активности SA-β-галактозидазы. Cенесцентные фибробласты переходят от веретенообразной формы к увеличенной, распластанной и нерегулярной морфологии [13]. Цитоплазма таких клеток выглядит зернистой или вакуолизированной, а ядро – увеличенным и морфологически измененным.
Активированным состоянием фибробластов, играющим ключевую роль в процессах заживления ран и фиброза кожи, являются миофибробласты. Эти клетки сочетают свойства фибробластов и гладкомышечных клеток и характеризуются экспрессией a-гладкомышечного актина (α-SMA) и активным ремоделированием внеклеточного матрикса. Экспериментальные работы показывают, что миофибробластное состояние в культуре достигается путем воздействия факторов, имитирующих условия заживления ран и фиброза кожи [14]. Ключевым индуктором данного перехода является трансформирующий фактор роста β1 (TGF-β1). Дополнительную роль играет механическое воздействие – жесткая пластиковая подложка, высокая плотность и повышенное механическое натяжение клеток способствуют появлению миофибробластов даже в отсутствие TGF-β1. По морфологии они отличаются от обычных фибробластов значительно увеличенными размерами и сильно распластанной, часто полигональной формой. В сравнении с сенесцентными клетками они обладают более равномерной цитоплазмой и нормальным ядром, выглядят натянутыми и демонстрируют повышенную адгезию.
Таким образом, фибробласты кожи могут существовать в нескольких различных состояниях. Фиброциты (quiescent fibroblasts) являются метаболически активными, но непролиферирующими клетками с обратимым арестом клеточного цикла (G0). Сенесцентные фибробласты характеризуются необратимым арестом клеточного цикла, выраженными морфологическими изменениями, повышенной активностью SA-β-галактозидазы и выделением SASP. Миофибробласты представляют собой активированное состояние, играющее ключевую роль в заживлении ран и фиброзе кожи. Иллюстрация этих состояний в отсутствие стрессовых стимулов и при классической стимуляции окислительного стресса перекисью [15] представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Морфология клеточного статуса
А – фибробласты кожи человека (пассаж 17), окрашенные по Гимзе–Романовскому. F – стандартные фибробласты, Q – фиброциты (quiescent fibroblasts), M – миофибробласты; Б – фибробласты, подвергшиеся SIPS путем трехэтапного инкубирования с перекисью водорода. Преобладающее большинство клеток на снимке обладают характерной для сенесцентных клеток морфологией
Figure 2. Morphology of fibroblasts in different states
A – human skin fibroblasts (passage 17), Romanowsky-Giemsa staining; F – normal fibroblasts, Q – fibrocytes (quiescent fibroblasts), M – myofibroblasts; Б – fibroblasts subjected to stress-induced premature senescence by a three-step incubation with hydrogen peroxide. The majority of cells in the image exhibit morphology characteristic of senescent cells
Иерархия ответов и видов программируемой гибели для мобильных клеток: проблема короткоживущих клеток крови
Многие из описанных выше состояний характерны не только для стационарных клеток тканей, но и для мобильных клеток организма. Так, производство клеток крови требует поддержания гемопоэтических стволовых клеток в состоянии покоя, при этом оно поддерживается через аутофагию [16]. Покой и функциональность координируются аутофагией и в мышечных стволовых клетках [17], в случае нарушений аутофагии происходит старение. В целом сейчас аутофагия считается критическим механизмом поддержания статуса покоя и качества различных стволовых клеток, и ее ослабление с возрастом является важной частью процесса старения на уровне организма [18]. Состояние покоя также является важным для наивных Т-клеток, и выход из него в дифференциацию при стимуляции антигеном является тонко координируемым процессом [19]. Митохондриальная аутофагия поддерживает состояние В-клеток памяти [20]. Белки аутофагии (хотя и не все) вовлечены в поддержание состояния покоя резидентных макрофагов [21].
Все описанные выше мобильные клетки отличаются длительным временем жизни и способностью к пролиферации (включая, по-видимому, значительную популяцию тканевых резидентных макрофагов [22]). Это обусловливает высокую важность аутофагии, поддержания состояния покоя и предотвращения накопления мутаций, своевременного старения. Но как это соотносится с тем, что мы знаем о короткоживущих клетках крови?
Тромбоциты живут всего несколько дней, и задача апоптоза и старения в классическом смысле для них не актуальна. Лучше всего для них изучен вариант некротической смерти [23], который возникает как следствие сверхактивации ввиду перегрузки митохондрий кальцием [24, 25]. Этот вариант позволяет генерировать прокоагулянтную поверхность для протекания мембранозависимых реакций свертывания крови в гемостазе (рисунок 3). Для тромбоцитов известен апоптоз, но есть основания считать, что он очень быстро переходит в некроз с таким же повышением проницаемости митохондриальной мембраны [26, 27]. Этот апоптоз может играть роль в элиминации старых тромбоцитов, но надежных данных об этом нет. Несмотря на то, что в тромбоцитах есть аутофагия [28], ее физиологическая и патологическая значимость для этих безъядерных клеток не ясна.
Рисунок 3. Некротические тромбоциты с гемостатической функцией в ране
Флуоресцентная микроскопия гемостатического сгустка, образовавшегося в результате глубокого пореза почки мыши
Окраска антителами против CD41 тромбоцитов (А), аннексином V для детекции фосфатидилсерина (Б), Hoechst 3342 для ДНК (В). Прокоагулянтные тромбоциты видны как желтые (наложение красного и зеленого). Шкала масштаба 100 мкм
Figure 3. Necrotic platelets with a hemostatic function in a wound
Fluorescence microscopy images of a hemostatic clot formed after a deep incision in a mouse kidney. Staining with antibodies against platelet CD41 (A), annexin V for the detection of phosphatidylserine (Б), and Hoechst 33342 for DNA (В). Procoagulant platelets appear yellow (overlay of red and green). Scale bar: 100 µm
Еще более короткоживущие нейтрофилы имеют значительный арсенал видов клеточной смерти – от некроза и апоптоза до некроптоза и пироптоза [29]. Для нейтрофилов существует бóльшая уверенность, что апоптоз является механизмом клиренса и регуляции продолжительности жизни [30]. Важным и уникальным видом клеточной смерти нейтрофилов является НЕТоз, литический вариант клеточной смерти с генерацией внеклеточных ДНК-ловушек. Он играет роль в иммунной защите, и он же является важным патологическим фактором при многочисленных заболеваниях, связанных с воспалением. Количественная оценка ДНК-ловушек может быть важна для оценки статуса пациентов: так, недавно мы показали достоверное увеличение активности НЕТоза у педиатрических пациентов с эссенциальной тромбоцитемией [31]. Как и в случае некроза тромбоцитов, НЕТоз является вариантом сверхактивации и прямым продолжением респираторного взрыва.
Наконец, эритроциты представляют собой предельно просто устроенные клетки без органелл и с минимальными механизмами метаболизма. Для их старения и смерти предлагалось понятие эриптоза [32], но оно не является общепринятым, и степень его активной регуляции неясна. Более простые механизмы, связанные с энергетическим дефицитом и потерей способности поддерживать форму при повреждении мембраны или по мере потери активности метаболических ферментов, могут быть достаточны [33, 34]. Прокоагулянтные эритроциты могут вносить вклад в свертывание крови [35].
Можно заметить, что для всех трех видов короткоживущих и неспособных к пролиферации клеток крови классическая иерархия ответов не выполняется в отличие от долгоживущих мобильных клеток, даже когда для них показано наличие соответствующих механизмов, их смысл и проявления являются нестандартными.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для долгоживущих и потенциально способных к делению клеток организма, вне зависимости от типа (соматические или стволовые, мобильные или стационарные), характерна единая иерархия ответов на отсутствие факторов роста, наличие факторов смерти, стресс, повреждение или дефицит нутриентов: деление → покой (аутофагия) → старение (сенесценция) → апоптоз → некроз. При этом базовым вариантом жизни является покой. Некоторые ответы могут вызываться специфическими стимулами за пределами иерархии, для отдельных клеток характерны иные специфические режимы клеточной смерти или же варианты функциональной активации, не входящие напрямую в эту иерархию.
Для короткоживущих и терминальных клеток крови такая классификация неприменима. У них нет пролиферации, выход из клеточного цикла неактуален, покой и старение связаны с совершенно иным смыслом и иными механизмами. Апоптоз может существовать (не у эритроцитов), но его протекание и значимость могут отличаться. Наоборот, литические и очень специфические варианты клеточной смерти (митохондриальный некроз тромбоцитов и НЕТоз нейтрофилов) являются крайне важными для физиологии и патологии.
ВКЛАД АВТОРОВ
Все авторы внесли равнозначный вклад.
AUTHOR CONTRIBUTIONS
The authors contributed equally to the work.
ИСТОЧНИК ФИНАНСИРОВАНИЯ
Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации в рамках Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук (№125122615105-3).
FUNDING
The study was carried out with the support of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation as part of the Program of Fundamental Scientific Research of the State Academies of Sciences (No. 125122615105-3).
КОНФЛИКТ ИНТЕРЕСОВ
Авторы статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов, о котором необходимо сообщить.
CONFLICT OF INTEREST
The authors confirm that there is no conflict of interest to declare.
About the authors
E. V. Ivanovskaya
Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; The D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia
Email: nikita.nikitin@dgoi.ru
ORCID iD: 0009-0008-1947-7139
Russian Federation, Moscow; Moscow
R. M. Timchenko
Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University)
Email: nikita.nikitin@dgoi.ru
ORCID iD: 0009-0000-6694-5945
Russian Federation, Moscow; Moscow
N. S. Nikitin
Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation
Author for correspondence.
Email: nikita.nikitin@dgoi.ru
ORCID iD: 0009-0001-4799-5565
Russian Federation, Moscow; Moscow
A. N. Sveshnikova
Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation; The M.V. Lomonosov Moscow State University
Email: nikita.nikitin@dgoi.ru
ORCID iD: 0000-0003-4720-7319
Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow
M. A. Panteleev
Center for Theoretical Problems of Physical and Chemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences; Moscow Institute of Physics and Technology (National Research University); The Dmitry Rogachev National Medical Research Center of Pediatric Hematology, Oncology and Immunology of Ministry of Healthcare of the Russian Federation; The M.V. Lomonosov Moscow State University
Email: nikita.nikitin@dgoi.ru
ORCID iD: 0000-0002-8128-7757
Russian Federation, Moscow; Moscow; Moscow; Moscow
References
- Smith T.K.T., Townsend L.K., Smiles W.J., Oakhill J.S., Fullerton M.D., Steinberg G.R. AMPK at the interface of nutrient sensing, metabolic flux and energy homeostasis. Nat Metab 2026;8(1):27–51.
- Terzi M.Y., Izmirli M., Gogebakan B. The cell fate: senescence or quiescence. Mol Biol Rep 2016;43(11):1213–20.
- Nesterova V.V., Babenkova P.I., Brezgunova A.A., Samoylova N.A., Sadovnikova I.S., Semenovich D.S. et al. Differences in the effect of beta-hydroxybutyrate on the mitochondrial biogenesis, oxidative stress and inflammation markers in tissues from young and old rats. Biochemistry (Mosc) 2024;89(7):1336–48.
- Obydennyi S.I., Artemenko E.O., Sveshnikova A.N., Ignatova A.A., Varlamova T.V., Gambaryan S. et al. Mechanisms of increased mitochondria-dependent necrosis in Wiskott–Aldrich syndrome platelets. Haematologica 2020;105(4): 1095–106.
- Obydennyi S.I., Kuznetsova S.A., Fedyanina O.S., Khoreva A., Voronin K., Mazurov A.V. et al. Accelerated death of megakaryocytes from Wiskott–Aldrich syndrome patients. Br J Haematol 2023;202(3):645–56.
- Yao G. Modelling mammalian cellular quiescence. Interface Focus 2014;4(3):20130074.
- Magalhaes-Novais S., Blecha J., Naraine R., Mikesova J., Abaffy P., Pecinova A. et al. Mitochondrial respiration supports autophagy to provide stress resistance during quiescence. Autophagy 2022;18(10):2409–26.
- Pravica M., Franic D., Boban M. Active protein quality control in quiescence: involvement of proteasomes, autophagy, and nucleus-vacuole junctions. Autophagy Rep 2025;4(1):2507266.
- An Z., Tassa A., Thomas C., Zhong R., Xiao G., Fotedar R. et al. Autophagy is required for G(1)/G(0) quiescence in response to nitrogen starvation in Saccharomyces cerevisiae. Autophagy 2014;10(10):1702–11.
- Suzuki J., Imanishi E., Nagata S. Xkr8 phospholipid scrambling complex in apoptotic phosphatidylserine exposure. Proc Natl Acad Sci U S A 2016;113(34):9509–14.
- Mescher A.L. Junqueira's basic histology: text and atlas. 2024.
- Lemons J.M., Feng X.-J., Bennett B.D., Legesse-Miller A., Johnson E.L., Raitman I. et al. Quiescent fibroblasts exhibit high metabolic activity. PLoS Biol 2010;8(10):e1000514.
- Aan G.J., Hairi H.A., Makpol S., Rahman M.A. Differential protein expression in senescent human skin fibroblasts and stress induced premature senescence (SIPS) fibroblasts. Sains Malaysiana 2011;40 (11):1247–53.
- Fioretto B.S., Rosa I., Tani A., Andreucci E., Romano E., Sgambati E., Manetti M. Blockade of sialylation with decrease in polysialic acid levels counteracts transforming growth factor b1-induced skin fibroblast-to-myofibroblast transition. Cells 2024;13(12):1067.
- Gerasymchuk M., Robinson G.I., Groves A., Haselhorst L., Nandakumar S., Stahl C. et al. Phytocannabinoids stimulate rejuvenation and prevent cellular senescence in human dermal fibroblasts. Cells 2022;11(23):3939.
- Dong S., Wang Q., Kao Y.R., Diaz A., Tasset I., Kaushik S. et al. Chaperone-mediated autophagy sustains haematopoietic stem-cell function. Nature 2021;591(7848):117–23.
- Garcia-Prat L., Martinez-Vicente M., Perdiguero E., Ortet L., Rodriguez-Ubreva J., Rebollo E. et al. Autophagy maintains stemness by preventing senescence. Nature 2016;529(7584):37–42.
- Zhao K., Chan I.T.C., Tse E.H.Y., Xie Z., Cheung T.H., Zeng Y.A. Autophagy in adult stem cell homeostasis, aging, and disease therapy. Cell Regen 2025;14(1):14.
- Chapman N.M., Boothby M.R., Chi H. Metabolic coordination of T cell quiescence and activation. Nat Rev Immunol 2020;20(1):55–70.
- Kodali S., Li M., Budai M.M., Chen M., Wang J. Protection of quiescence and longevity of igg memory b cells by mitochondrial autophagy. J Immunol 2022;208(5):1085–98.
- Wang Y.T., Zaitsev K., Lu Q., Li S., Schaiff W.T., Kim K.W. et al. Select autophagy genes maintain quiescence of tissue-resident macrophages and increase susceptibility to Listeria monocytogenes. Nat Microbiol 2020;5(2):272–81.
- Perdiguero E.G., Geissmann F. The development and maintenance of resident macrophages. Nat Immunol 2016;17(1):2–8.
- Podoplelova N.A., Nechipurenko D.Yu., Ignatova A.A., Sveshnikova A.N., Panteleev M.A. Procoagulant platelets: mechanisms of generation and action. Hamostaseologie 2021;41(2):146–53.
- Sveshnikova A.N., Ataullakhanov F.I., Panteleev M.A. Compartmentalized calcium signaling triggers subpopulation formation upon platelet activation through PAR1. Mol Biosyst 2015;11(4):1052–60.
- Obydennyy S.I., Sveshnikova A.N., Ataullakhanov F.I., Panteleev M.A. Dynamics of calcium spiking, mitochondrial collapse and phosphatidylserine exposure in platelet subpopulations during activation. J Thromb Haemost 2016;14(9):1867–81.
- Wei H., Harper M.T. ABT-737 Triggers caspase-dependent inhibition of platelet procoagulant extracellular vesicle release during apoptosis and secondary necrosis in vitro. Thromb Haemost 2009;119(10):1665–74.
- Choo H.J., Kholmukhamedov A., Zhou C., Jobe S. Inner mitochondrial membrane disruption links apoptotic and agonist-initiated phosphatidylserine externalization in platelets. Arterioscler Thromb Vasc Biol 2017;37(8):1503–12.
- Lu C., Fan L., Chen H., Zou G., Xie S., Zeng Z. et al. Investigating the platelet autophagy effect in maintenance hemodialysis patients by whole genome transcriptome from platelets. Medicine (Baltimore) 2025;104(41):e45211.
- Tu H., Ren H., Jiang J., Shao C., Shi Y., Li P. Dying to defend: neutrophil death pathways and their implications in immunity. Adv Sci (Weinh) 2024;11(8):e2306457.
- McCracken J.M., Allen L.A. Regulation of human neutrophil apoptosis and lifespan in health and disease. J Cell Death 2014;7:15–23.
- Adamanskaya E.A., Korobkin J.D., Pshonkin A.V., Bogdanov A.V., Galkina S.V., Podoplelova N.A. et al. NETosis and neutrophil activity quantification in pediatric patients with essential thrombocythemia. Int J Mol Sci 2025;26(24).
- Pretorius E., du Plooy J.N., Bester J. A Comprehensive review on eryptosis. Cell Physiol Biochem 2016;39(5):1977–2000.
- Koleva L., Dolgikh I.A., Kryukova A.V., Prudinnik D.S., Bovt E.A., Shakhidzhanov S.S. et al. Pyruvate Kinase deficiency: markedly decreased reticulocyte pk activity and limited specificity of the PK/HK Ratio. Int J Mol Sci 2025;26(17).
- Martinov M.V., Plotnikov A.G., Vitvitsky V.M., Ataullakhanov F.I. Deficiencies of glycolytic enzymes as a possible cause of hemolytic anemia. Biochim Biophys Acta 2000;1474(1):75–87.
- Чабин И.А., Подоплелова Н.А., Пантелеев М.А. Влияние эритроцитов на свертывание крови. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии 2022;21(3):136–41. [Chabin I.A., Podoplelova N.A., Panteleev M.A. Red blood cells contribution in blood coagulation. Pediatric Hematology/Oncology and Immunopathology 2022;21(3):136–41. (In Russ.)].
- Bladier C., Wolvetang E.J., Hutchinson P., de Haan J.B., Kola I. Response of a primary human fibroblast cell line to H2O2: senescence-like growth arrest or apoptosis? Cell Growth Differ 1997;8(5):589–98.
- Teramoto S., Tomita T., Matsui H., Ohga E., Matsuse T., Ouchi Y. Hydrogen peroxide-induced apoptosis and necrosis in human lung fibroblasts: protective roles of glutathione. Jpn J Pharmacol 1999;79(1):33–40.
- Chen Q.M., Liu J., Merrett J.B. Apoptosis or senescence-like growth arrest: influence of cell-cycle position, p53, p21 and bax in H2O2 response of normal human fibroblasts. Biochem J 2000;347(Pt 2):543–51.
- Yuan J., Murrell G.A., Trickett A., Wang M.X. Involvement of cytochrome c release and caspase-3 activation in the oxidative stress-induced apoptosis in human tendon fibroblasts. Biochim Biophys Acta 2003;1641(1):35–41.
- Troyano A., Sancho P., Fernandez C., de Blas E., Bernardi P., Aller P. The selection between apoptosis and necrosis is differentially regulated in hydrogen peroxide-treated and glutathione-depleted human promonocytic cells. Cell Death Differ 2003;10(8):889–98.
- Singh M., Sharma H., Singh N. Hydrogen peroxide induces apoptosis in HeLa cells through mitochondrial pathway. Mitochondrion 2007;7(6):367–73.
- Tochigi M., Inoue T., Suzuki-Karasaki M., Ochiai T., Ra C., Suzuki-Karasaki Y. Hydrogen peroxide induces cell death in human TRAIL-resistant melanoma through intracellular superoxide generation. Int J Oncol 2013;42(3):863–72.
- Xiang J., Wan C., Guo R., Guo D. Is Hydrogen peroxide a suitable apoptosis inducer for all cell types? Biomed Res Int 2016;2016:7343965.
- Buranasudja V., Muangnoi C., Sanookpan K., Halim H., Sritularak B., Rojsitthisak P. Eriodictyol Attenuates H(2)O(2)-Induced Oxidative Damage in Human Dermal Fibroblasts through Enhanced Capacity of Antioxidant Machinery. Nutrients 2022;14(12).
Supplementary files





