Nustatymas

Nustatymas yra ląstelių diferenciacijos žingsnis ir taip prisideda prie audinių specializacijos. Šis procesas sukuria sekančių ląstelių kūrimo programą ir atima iš visagalių ląstelių galimybę generuoti skirtingus ląstelių tipus. Kuo audinys yra labiau specializuotas, tuo mažesnis jo regeneracinis pajėgumas.

Koks yra apsisprendimas?

Vystymosi biologija seka ląstelių ir audinių vystymąsi į labiau specializuotą būseną. Šio vystymosi metu atskiros audinio ląstelės keičiasi daug kartų, kol jos specializuojasi. Pokytis gali vykti skirtingomis kryptimis ir yra negrįžtamas.

Diferenciacija ir ląstelių dalijimasis suteikia daugialąsčiams gyviems pavidalams formos. Visas šio formavimo procesas vadinamas morfogeneze. Apvaisinta kiaušinių ląstelė yra morfogenezės išeities taškas. Vykstant diferenciacijos procesams, ji tampa sudėtinga skirtingų ląstelių ir audinių tipų struktūra.

Zigota turi totipotenciją. Todėl jis sugeba išsivystyti į organizmo visų tipų ląsteles. Ląstelių dalijimasis sukuria atskiras dukterines ląsteles iš zigotos. Šios dukterinės ląstelės specializuojasi tam tikruose vaidmenyse, atsižvelgiant į jų kilmę. Šis ląstelių dalijimosi žingsnis eina koja kojon su vadinamuoju apsisprendimu. Specializacijos kryptis epigenetiniu būdu perduodama visoms paskesnėms ląstelių kartoms. Taigi šis nustatymas lemia vėlesnių ląstelių kūrimo programą.

Funkcija ir užduotis

Nustatymas yra žingsnis diferenciacijos link ir suteikia organizmams jų formą, prisidedant prie ląstelių ir audinių specializacijos. Ši specializacija vyksta embriogenezės metu, siekiant nustatyti ląstelių ir audinių prisitvirtinimo modelius. Tikėtina, kad nustatymas realizuojamas aktyvinant atitinkamą genų rinkinį.

Vystymosi biologija išskiria stabilų ir nestabilų nustatymą. Apibrėžta ląstelė visada palaiko savo tobulinimo programą. Tai taip pat taikoma, jei jis migruoja iš pirminės vietos į kitą organizmo vietą arba yra ten persodinamas. Tam tikros ląstelės linijos potencija yra dar labiau ribojama nustatant. Embriono pluripotentinės kamieninės ląstelės gali gaminti bet kokio tipo ląsteles. Daugiapotentės kūno kamieninės ląstelės nebegali gaminti visų, bet tik skirtingų tipų audinių. Pasibaigus nustatymui, yra negrįžtamai diferencijuotos ir funkcinės kūno ląstelės, kurios dažnai nebeturi galimybės dalintis ir turi tik ribotą gyvenimo trukmę.

Nustatymas gali vykti skirtingomis kryptimis. Tai reiškia, kad ląstelės tam tikromis aplinkybėmis gali pakeisti nustatymą. Šis procesas dar vadinamas transdeterminacija. Ląstelės praranda diferenciaciją, todėl jos atsiskiria. Po diferenciacijos jie gali vėl atskirti. Tuomet naujoji diferenciacija vadinama transdiferencijacija. Šie reiškiniai yra susiję su žaizdų gijimu ir vėžio vystymusi.

Augalai nuo gyvūnų skiriasi ryžtingumu ir diferenciacija. Jie turi meristeminių ląstelių, kurios specializuojasi dalijant ir kuriant naujus audinius. Tačiau skirtingai nuo gyvūnų, augalų diferencijuotos ląstelės dažnai nėra nustatomos arba programuojamos tik ribotai. Taigi dauguma augalų ląstelių išlaiko galimybę dalyti ir generuoti įvairius ląstelių tipus.

Ligos ir negalavimai

Kuo labiau diferencijuotas tam tikras audinys, tuo blogiau jis atsigaus po pažeidimų ir traumų. Visiškas atsinaujinimas gali vykti tik audiniuose, kuriuose dalijamasi ląstelėmis. Sužeisto audinio gebėjimas atsinaujinti priklauso nuo specializacijos laipsnio.

Regeneracija gali vykti visiškai, nepilnai arba visai ne. Didėjant diferenciacijai, gebėjimas atsinaujinti mažėja. Pvz., Nervų audiniuose ir širdies audiniuose atsiranda miokardo ląstelės ir nervų ląstelės, turinčios ypač didelę specializaciją. Šios ląstelės nebegali dalytis. Taigi širdies ar centrinės nervų sistemos pažeidimas tik pašalina trūkumą.

Priešingai, kraujo ir epitelio ląstelės yra mažiau diferencijuotos. Jie visam laikui formuojasi iš blogai diferencijuotų ląstelių. Siekdama geresnių gijimo rezultatų, šiuolaikinė medicina remiasi vadinamąja kamieninių ląstelių terapija. Šis terapijos metodas apima visas medicinos terapijos procedūras, kuriose kamieninės ląstelės naudojamos kaip pagrindinis gydymo komponentas. Seniausia ir geriausiai žinoma kamieninių ląstelių terapija yra leukemijos gydymas.

Kamienines ląsteles galima išskirti tiek iš embriono, tiek iš suaugusiųjų audinių. Embrioninės kamieninės ląstelės vis dar yra visagalės, todėl gali diferencijuotis į visus audinius. Embrioninės kamieninės ląstelės greitai pagamina daugybę ląstelių, kurios gali įterpti į bet kurį pažeistą audinį. Tačiau didelis embrioninių kamieninių ląstelių dalijimosi laipsnis yra susijęs su naviko ligų rizika. Taigi nustatymo tyrimai taip pat vaidina didesnį vaidmenį audinių augime naviko ligos kontekste.

Šis nustatymas taip pat svarbus svarstant skirtingas apsigimimus ar mutacijas. Jei ląstelės, kurias galima nustatyti, neapima visų vystymosi programų, blogiausiu atveju tam tikro tipo audinių ląstelės negali vystytis. Apsisprendimo klaidos gali sukelti rimtų pasekmių. Tačiau, pasinaudojant pakartotinio nustatymo galimybe, nustatymo klaidas tam tikru mastu galima ištaisyti. Jei korekcijos nėra arba taisymas neteisingas, kai kurie audiniai gali būti per daug išsivystę, o kiti - nepakankamai išsivystę.