За здатністю до диференціювання С.к. ссавців умовно можна розділити на 4 типи: тотипотентні, поліпотентні, мультипотентні та уніпотентні.
РЕФЕРАТ
з дисципліни “Біологія клітини”
на тему «Ріст та оновлення клітинних популяцій.
Популяції пухлинних клітин.»
Виконала:
студентка І курсу, група БТ-41
_____Скоробогатько Олександра Сергіївна підпис
№ залікової _____БТ-4124__________
Робота здана _____________________
Перевірив:
доцент каф. промислової біотехнології, к.б.н.
____________ Жолнер Л.Г.
підпис
Роботу зараховано ________________
дата
з оцінкою________________________
Київ 2014
ЗМІСТ
ВСТУП…………………………………………………………………………………………………3
1. Клітина…………………………………………………………………………………………….5
2.Стовбурові клітини……………………………………………………………………………6
2.1.Розподіл стовбурових клітин...……………………………………..8
2.2.Пластичність стовбурових клітин……………………………...………....9
2.3.Потенційні можливості людських стовбурових клітин……….........9
3.Регенереція(Оновлення)……………………………………………………...12
3.1.Фізіологічна регенерація…………………………………………...12
3.2.Репаративна регенерація……………………………………………13
3.3.Патологічна регенерація..........................................................……..13
4.Диференціація клітин………………………………………………………....15
5.Клітинна популяція……………………………………………………...……17
6.Пухлинні клітини…………………………………………..…………………18
6.1.Канцерогенні фактори………………………..……………………20
6.2.Вірусна природа пухлинних захворювань……………………….22
6.3.Доброякісні та злоякісні пухлини………………………………...23
6.4.Гетерогенність пухлинних клітин.
Специфічність ракових клітин……………………………………26
7.Вірус проти раку………………………………………………………………28
ВИСНОВОК……………………………………………………………………..31
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………………..33
ВСТУП
Клітинний рівень організації живої матерії визначає будову і властивості більшості живих організмів (крім вірусів), оскільки клітина є головною морфо-функціональною одиницею їх організації. Унаслідок росту і розвитку клітин у багатоклітинних організмів формуються тканини і органи.
Але для різних клітин, неоднакові й характеристики, швидкості та умови процесів, у яких вони беруть участь. Єдине , що об’єднує ці процеси – це схожість алгоритмів їхньої дії.
Дають початок новим клітинам при формуванні тканин і в процесі їхнього відновлення неспеціалізовані клітини, що здатні до необмеженого поділу і названі стовбуровими.
Стовбурові клітини мають чудову можливість розвиватися в різні типи клітин організму. Вони є своєрідною системою ремонту тканин тіла. Стовбурові клітини можуть продовжувати ділитися тривалий час і заміщати інші клітки організму протягом усього життя людини або тварини.
При діленні стовбурної клітини кожна нова клітина має дві можливості - або далі залишатися стовбуровою, або стати клітиною зі спеціалізованими функціями, наприклад м'язовою клітиною, клітиною крові чи нервовою клітиною.
Дослідження стовбурових клітин розширює наші знання про те, як цілий організм розвивається лише з одної клітини, і як нові, здорові клітини, вже в дорослому організмі, замінюють пошкодженні. Вивчення властивостей стовбурових клітин розкриває широкі можливості для майбутнього застосування клітинної терапії в лікуванні різних важких захворювань.
Важливою характеристикою клітин високоорганізованих організмів є те, що вони не існують окремо, а утворюють певні угрупування, що називаються популяціями.
Та кожна система, навіть найдосконаліша, дає збої. Так і під час поділу клітин стаються "помилки", що дають початок утворенню пухлинних клітин.
Організм має спеціальні механізми для розпізнавання й знищення такого "браку", клітин, що є по суті чужорідними для організму. Організм бореться з ними так само, як із клітинами, що потрапили ззовні (бактеріями або пересадженими органами) за допомогою імунної системи.
Але в один "прекрасний" день імунна система дає збій, по якимсь недостатньо вивченим причинам пропускає "браковану" клітину, здатну до безперервного розмноження і неконтрольованого росту.
Найімовірніше саме порушення імунної системи є визначальними в розвитку пухлин, оскільки виникнення клітинного браку неминуче, і все залежить від того, наскільки безвідмовно й ефективно він розпізнається і вчасно знищується.
Ріст і поділ пухлинних клітин швидкий та неконтрольований. У залежності від цих факторів їх розподіляють на доброякісні та злоякісні.
На даному етапі розвитку науки багато питань щодо пухлинних популяцій є нез'ясованими, а оскільки сучасна біохімія та молекулярна біологія, які вивчають хімічні процеси, що лежать в основі життєдіяльності клітин, не можуть обходитися без інформації про основні процеси життєдіяльності клітин, вивчення клітинних популяцій є необхідним, актуальним та надзвичайно цікавим для кожного вченого.
1. Клітина
Для того, щоб глибше зрозуміти етапи життя клітини, звернемося до клітинної теорії(за Т.Шваном, М. Шлейденом, Р. Вірховим, К. Бером) . Сучасна клітинна теорія включає такі положення:
1) клітина — основна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого;
2) клітини всіх одноклітинних та багатоклітинних організмів подібні (гомологічні) за своєю будовою, хімічним складом(що можна спостерігати на рис.1), основними проявами життєдіяльності та обміном речовин;
3) клітини розмножуються поділом, і кожна нова клітина утворюється внаслідок поділу материнської клітини;
4) у складних багатоклітинних організмів клітини спеціалізовані за виконуваними ними функціями й утворюють тканини;
Але для різних клітин, неоднакові й характеристики, швидкості та умови цих процесів. Вони є лише подібними, тобто йдуть за схожим алгоритмом.
Рис.1 Подібність будови клітин різних організмів
2.Стовбурові клітини
Говорячи про найважливіші процеси, такі як поділ клітин, про їх ріст та оновлення, не можна не згадати про стовбурові клітини(С.к.).
Адже, саме вони є неспеціалізованимиі клітинами, здатними до необмеженого поділу, що дають початок новим клітинам при формуванні тканин і в процесі їхнього відновлення.
С.к. посідають центральне місце в клітинному гомеостазі організму насамперед тому, що їхньою основною функцією є заповнення природної втрати клітин, що виконують спеціалізовані функції. Відповідно до найбільш прийнятої характеристики, стовбурові клітини — це особлива група недиференційованих клітин, що мають дві фундаментальні властивості: здатність до самовідновлення і до диференціювання в спеціалізовані тканини. Крім того, до основних властивостей С.к. можна віднести значний проліферативний потенціал, що дозволяє їм багаторазово ділитися і зберігатися як популяція протягом, як правило, усього життя організму.
Крім того, до основних властивостей С.к. можна віднести значний проліферативний потенціал, що дозволяє їм багаторазово ділитися і зберігатися як популяція протягом, як правило, усього життя організму.
Однією з важливих властивостей С.к. є те, що вони не мають ніяких тканиноспецифічних структур, що дозволили б їм виконувати спеціалізовані функції. С.к. не може як, наприклад клітина серцевого м’яза, взаємодіяти з іншими клітинами, щоб доставляти кров до судин, не може переносити молекули оксигену, як еритроцити; вона не здатна проводити електрохімічні сигнали подібно нейронам та ін.
Перша С.к. у людини утворюється при заплідненні сперматозоїдом яйцеклітини, це зигота(рис.1).
Рис.1 Зигота - перша стовбурова клітина людини.
Ця клітина універсальна, вона здатна перетворитися на будь-які клітини людського організму: нервові, м’язові, кісткові, жирові та ін., що й відбувається з більшістю клітин, які утворилися при поділі зиготи, до моменту народження. Але частина С.к. зберігається в людському організмі в незміненому вигляді в кістковому мозку і крові. У процесі життя людини ці клітини стають на заміну загиблих клітин його різних органів, спеціалізуючись у міру необхідності в клітини крові, шкіри, печінки та ін. Тим самим, все наше життя стовбурові клітини є ніби «резервуаром» будівельного матеріалу для будь-якого органа нашого організму. [1]
Таким чином, залежно від етапу індивідуального розвитку організму виділяють ембріональніС.к. і С.к. дорослого організму (регіональні або соматичні).
2.1.Розподіл стовбурових клітин
За здатністю до диференціювання С.к. ссавців умовно можна розділити на 4 типи: тотипотентні, поліпотентні, мультипотентні та уніпотентні.
1. Уніпотентні С.к. є попередниками тільки одного типу клітин. Наявність цього типу С.к. характерна для більш прадавніх систем, вони виявлені тільки в периферичній нервовій системі і статевих залозах дрозофіли. Деякі автори відносять до уніпотентних С.к. базальні клітини епідермісу.
2. Тотипотентні С.к. здатні давати початок усім типам клітин організму. За умов внесення ядра тотипотентної клітини до енуклейованої яйцеклітини, а потім у матку розвивається повноцінний плід (Клонування). Властивість тотипотентності характерна для заплідненої яйцеклітини і зберігається до 4-клітинної стадії в людини і миші, 8-клітинної стадії — у кролів і овець, 32-клітинної — у корів. Таким чином, властивість тотипотентності зберігається до 2–5-го поділів. Завдяки своїй тотипотентності ембріональні С.к. визнані зручною модельною системою для вивчення механізмів, що лежать в основі ранніх стадій розвитку ссавців.
3. Клітини внутрішньої маси бластоцисти (Ембріогенез) є попередниками всіх типів клітин організму і називаються поліпотентними С.к. За умов клонування С.к. цього типу не здатні розвиватися в організм, оскільки не забезпечують ріст плаценти. У ході гаструляції більшість ембріональних клітин втрачає свою здатність утворювати всі типи клітин. Властивість поліпотентності зберігається тільки в клітинах первинного зародкового листка в ембріонів людини до 5–8 тиж внутрішньоутробного розвитку. 4. Плюри(мульти-)потентні С.к. є попередниками декількох, але не всіх типів клітин. Вони зберігають основну властивість С.к. — здатність до нелімітованого самовідновлення, тобто є умовно безсмертними. Мультипотентними клітинами є регіональні С.к.:
а) С.к. кровотворні (СКК) — попередники всіх клітин крові;
б) епітеліальні С.к.;
в) С.к. периферичної нервової системи — попередники периферичних нервів, нейроендокринних клітин, клітин Шванна, пігментних клітин;
г) С.к. печінки — гепатобласти — попередники гепатоцитів і біліарних клітин;
д) мезенхімальні С.к. — попередники клітин хряща, кісток, гладких і поперечносмугастих м’язів, жирових клітин. Ці клітини здатні утворювати кілька типів клітин у межах одного органа.
2.2. Пластичність стовбурових клітин.
До останнього часу вважалося, що вихідна спеціалізація мультипотентних клітин зміні вже не підлягає і що, наприклад, С.к. шкіри за будь-яких обставин не можуть давати початок клітинам слизової оболонки кишечнику. Зовсім недавно вчені довели, що природа не дотримується цього закону суворо. Зокрема, ендодермальні С.к. ембріональної печінки дають початок не тільки всім тканинам цього органа, але й клітинам підшлункової залози
і кишечнику. Такий феномен одержав назву пластичності, а сам процес
диференціювання у невластивий тип клітин часто називають трансдиференціюванням, або трансдетермінацією.
На сьогодні проведено багато експериментів, які вказують на доцільність застосування С.к. у медицині та фармації, зокрема для корекції багатьох патологічних станів організму людини. Лікування за допомогою С.к. і тканин, а також біологічно активних речовин, що ними виділяються, називається клітинною терапією. Механізм дії С.к. такий, що за умов вживляння їх серед патологічних і застарілих клітин організму починається розвиток та відновлення клітин, яке зазвичай відбувається тільки в ембріональний період. Для проведення лікування С.к. на попередньому етапі потрібне комплексне обстеження пацієнта для діагностики метаболічних порушень. На основі результатів цього обстеження і здійснюється індивідуальний підбір матеріалу. [2]