Le caspasi sono enzimi che scompongono le cellule umane in piccoli frammenti come parte di quella che viene chiamata apoptosi o morte cellulare programmata. Durante questo processo, le caspasi smantellano in modo pulito le cellule che non sono necessarie o che potrebbero causare problemi se lasciate intatte. Per evitare che le caspasi distruggano le cellule continuamente, normalmente esistono in una forma inattiva. L’attivazione della caspasi è innescata da sostanze che si legano alle cellule e dai segnali dei mitocondri nella cellula, o dall’arrivo delle cellule immunitarie, innescano una serie di eventi. Le caspasi si attivano a turno a vicenda, terminando con quelle che sono in grado di scomporre la cellula in piccoli pezzi per l’uso da parte dei vicini.
L’apoptosi è diversa dal processo che si verifica quando le cellule sono danneggiate e si verifica un’infiammazione. A causa dell’azione delle caspasi, le cellule vengono ordinatamente smontate, senza alcun gonfiore o altri cambiamenti distruttivi associati all’infiammazione. Questo è importante nell’embrione in via di sviluppo, dove le cellule indesiderate vengono continuamente rimosse. L’attivazione della caspasi e l’apoptosi sono utili anche quando le cellule sono infettate da virus, poiché le cellule possono essere eliminate prima che il virus si diffonda. Un altro vantaggio dell’attivazione della caspasi e dell’apoptosi è che le cellule con mutazioni possono essere messe fuori servizio in modo efficiente, impedendo lo sviluppo di tumori.
Esistono diverse vie di attivazione della caspasi, una delle quali coinvolge sostanze che si legano a recettori speciali, noti come recettori della morte, sulla superficie cellulare. Una volta che si è verificato questo legame, i recettori della morte si raggruppano insieme. Parti dei recettori sporgono all’interno della cellula e, quando si raggruppano insieme, alcune proteine ??vengono attratte. Queste proteine ??dall’interno della cellula si legano ai recettori della morte e innescano la sequenza di attivazione della caspasi.
A volte le cellule immunitarie chiamate linfociti causano l’attivazione della caspasi. Si legano ai recettori della morte sulla superficie cellulare, presentandoli con un enzima speciale o con parti di cellule o virus danneggiati. L’attivazione della caspasi può verificarsi anche quando lo stress colpisce la cellula. Questo stress potrebbe derivare da un’infezione virale, dagli effetti di radiazioni o sostanze chimiche o dalla mancanza o dall’eccesso di determinate sostanze. Lo stress provoca piccole strutture note come i mitocondri, che producono energia all’interno della cellula, per rilasciare una proteina che attiva la sequenza della caspasi.
Quando si è verificata l’attivazione della caspasi, si verifica una serie o una cascata di reazioni, simile a quella osservata nel sistema del complemento. Le caspasi si attivano e attivano altre caspasi a turno, fino a quando le caspasi effettive, come caspase 6 e caspase 3, diventano attive. Queste caspasi effettrici abbattono importanti proteine ??strutturali cellulari. Le caspasi consentono la frammentazione del DNA cellulare attivando enzimi che possono scomporlo. Contemporaneamente allo smantellamento del DNA, le caspasi inibiscono gli enzimi responsabili della sua riparazione.