Metals in clinical medicine: the induction of apoptosis by metal compounds

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Abstract

Programmed cell death, or apoptosis, plays a central role in animal development and tissue homeostasis. Since its discovery interest increases in the biological as well as in medical aspects of this genetic program. On the one hand, missing or low induction of apoptosis is connected to an increased cancer risk, on the other hand, an excessive occurrence of cell death results in serious consequences for the whole organism. An early death of immune competent cells may weaken the immune defense. Additionally, the acceptance of transplanted organs or synthetic prostheses is decreased when surrounding tissues are induced to undergo apoptosis. Particularly metallic ingredients or impurities in alloys or plastic materials may interfere with cellular signal transduction pathways that induce apoptosis leading to detrimental effects. The review summarises recent publications on apoptosis induced by metals and metal compounds with the aim of providing a better understanding of the connection between the apoptotic machinery and the toxic effects of metals in medicine.

Abstract

Metalle in der klinischen Medizin: die Induktion der Apoptose durch Metalle und ihre Verbindungen

Der programmierte Zelltod, auch Apoptose genannt, ist seit seiner Entdeckung ein für alle biologisch/medizinischen Bereiche höchst interessanter Prozeß. Nicht nur, dass mit einer fehlenden Regulation der Apoptose ein erhöhtes Krebsrisiko einher geht, sondern auch ein Zuviel an Apoptose kann zu sehr nachteiligen Folgen für den Organismus führen. So kann durch den zu frühen Tod von Immunzellen die Immunabwehr stark geschwächt werden. Bei Transplantationen von Organen bzw. der Verwendung von künstlichen Werkstoffen in der Prothetik kann das Absterben benachbarter Zellen die Folge sein und damit des Verwachsens der Prothese mit dem umliegenden Gewebe ausbleiben. Gerade metallische Inhaltsstoffe in Legierungen oder Kunststoffgemischen könnten durch ein Eingreifen in die zelluläre Regulation der Apoptose solche Nachteile induzieren. In dieser Übersicht sollen die Kenntnisse zu Metallen und ihren Verbindungen zusammengefaßt werden, die derzeit im Zusammenhang mit dem apoptotischen Zelltod vorliegen.

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