proliferacja

Pod proliferacja w biologii rozumie się rozmnażanie i wzrost komórek. Komórki namnażają się poprzez podział komórkowy i rosną poprzez wzrost do ich genetycznie zamierzonego rozmiaru i kształtu. U ludzi proliferacja odgrywa główną rolę, szczególnie w fazie embrionalnej i wzrostu, a następnie głównie w celu uzupełnienia odrzuconych komórek w niektórych typach tkanek oraz w procesach naprawczych.

Co to jest proliferacja?

Proliferacja to termin używany do opisania wzrostu tkanki, który składa się z mitotycznych podziałów komórek i wzrostu komórek. Wzrost komórek obejmuje maksymalne zwiększenie objętości komórek do rozmiaru i kształtu zaprogramowanego w DNA genów. Niektóre hormony, neuroprzekaźniki (substancje przekaźnikowe) i czynniki wzrostu stanowią bodziec do podziałów.

W wieku dorosłym niektóre typy tkanek lub komórek u ludzi nie są już zdolne do proliferacji, tj. Nie są już zdolne do dzielenia się, a tym samym do rozmnażania. Dotyczy to na przykład większości tkanki nerwowej i większości komórek czuciowych.

Jednak w wielu typach tkanek nieustannie zachodzą procesy odnowy, które są zwykle możliwe dzięki proliferacyjnym komórkom podstawowym lub nawet komórkom macierzystym. Średni wiek komórek u ludzi jest różny, w zależności od rodzaju tkanki, od kilku godzin do całego życia. Na przykład rogówka odnawia się co 28 dni. Błona śluzowa jelit radzi sobie z tym znacznie szybciej, mianowicie w ciągu kilku dni. Podczas gdy erytrocyty, czerwone krwinki uwalniane ze szpiku kostnego, odnawiają się co 120 dni, większość białych krwinek żyje tylko kilka dni.

Funkcja i zadanie

Proliferacja komórek tkankowych ma ogromne znaczenie dla rozwoju embrionalnego i pourodzeniowego człowieka. Szacuje się, że po urodzeniu jesteśmy zbudowani z około 5 bilionów komórek. Proces proliferacji zwiększa tę liczbę do około 60–90 miliardów u dorosłych. W ten sposób liczba komórek wzrosła od dwunastu do szesnastu razy. Po zakończeniu fazy wzrostu niektóre typy komórek tracą zdolność do proliferacji. Inne typy komórek nadal mają ograniczoną zdolność do proliferacji.

W przypadku typów tkanek, których komórki nie mogą się już namnażać, ale które mimo to muszą się odnawiać, organizm wykorzystuje typ komórek macierzystych, które są często już wyspecjalizowane, tj. Utraciły swoją wszechmoc i mogą wyrosnąć tylko na komórki określonych typów tkanek. Ograniczona możliwość rozmnażania jest konieczna, aby utrzymać proces odnowy komórek, który trwa różnie długo w różnych typach tkanek.

O tym, jak niezbędna jest pozostała zdolność do proliferacji, jasno wskazuje fakt, że około 50 milionów komórek na sekundę umiera i jest albo poddawane recyklingowi, rozkładane i wydalane przez metabolizm organizmu, albo, jak w przypadku skóry, po prostu złuszczane na zewnątrz. Komórki, które są nieustannie obumierające i rozkładane w wyniku metabolizmu organizmu, muszą zostać zastąpione proliferacją, aby nie utracić żadnej substancji komórkowej.

W przypadku urazów szczególną rolę odgrywa proliferacja. Kontrolowany przez substancje przekaźnikowe proces proliferacji rozpoczyna się podczas fazy gojenia się urazów przy pomocy hormonów i enzymów. Nieuszkodzone komórki tkanki łącznej (fibrocyty), które znajdują się w bezpośrednim sąsiedztwie ścięgien i więzadeł, migrują do uszkodzonego obszaru i są w stanie nawiązać kontakt z ich procesami i skurczyć się poprzez elementy kurczliwe w ich cytoszkieletu, dzięki czemu Dokręć zerwane końce więzadeł lub ścięgien. Mechanizm naprawy pokazuje, że w razie potrzeby można reaktywować zdolność niektórych komórek do proliferacji.

Od połowy lat 90. XX wieku wiadomo, że neurogeneza, czyli tworzenie nowych komórek nerwowych w ośrodkowym układzie nerwowym, jest możliwa w niektórych neuronalnych komórkach macierzystych u dorosłych, co wcześniej uważano za niemożliwe. Z nerwowych komórek macierzystych, które znajdują się na ograniczonym obszarze hipokampu, powstają komórki prekursorowe (komórki progenitorowe), które również mają zdolność namnażania się przez okres kilku dni.

Choroby i dolegliwości

Proces gojenia się ran można potraktować jako przykład tego, że organizm ma zdolność włączania i wyłączania zdolności komórek do proliferacji w razie potrzeby. Powstaje pytanie, dlaczego taka możliwość nie istnieje we wszystkich typach tkanek, aby narządy zniszczone przez chorobę lub kończyny utracone w wyniku wypadku mogły odrosnąć.

Najwyraźniej natura za pomocą środków ewolucyjnych uznała, że ​​nieograniczona zdolność komórek do namnażania się niebezpieczeństwa byłyby większe niż potencjalne korzyści. Głównym zagrożeniem związanym z nieograniczoną zdolnością do proliferacji jest to, że nie można dłużej kontrolować złożonego procesu. Oznacza to, że gdy komórki włączą zdolność proliferacji, nie będą już reagować na substancje przekaźnikowe, enzymy i hormony. Rezultatem byłby nieograniczony wzrost komórek.

Dokładnie tak jest w przypadku guzów, których tkanka podlega ciągłemu wzrostowi, tj. Nie można już zapobiegać zdolności do proliferacji. Główna różnica między guzami łagodnymi (łagodnymi) i złośliwymi (złośliwymi) polega na tym, że nowotwory złośliwe, oprócz własnej zdolności do namnażania, mogą również odżywiać się same, ponieważ mają własną sieć naczyń w procesie unaczynienia i są zdolne do przerzutów.

Oprócz możliwości niekontrolowanej proliferacji, która może prowadzić do powstania raka o bardzo różnych orientacjach, istnieje również problem ograniczonej zdolności do proliferacji. Dysfunkcja jest często wywoływana przez toksyny i narkotyki, takie jak alkohol i nikotyna. Na przykład przewlekłe nadużywanie alkoholu prowadzi do zakłócenia proliferacji i różnicowania limfocytów T, które są ważną częścią układu odpornościowego.