От момента на зачеването тялото претърпява много промени. Развивайки се само от една клетка, съдържаща наследствения материал на родителите, тя расте поради размножаването и диференциацията на клетките. Това е постоянен процес на поддържане на живота на многоклетъчен организъм, който се основава на множество междуклетъчни взаимодействия. На всеки етап от живота специализацията на клетките се променя и става все по-тясна.
Клетки и тъкани
Група от клетки с еднакви морфофизиологични характеристики, разположени на едно и също място и решаващи едни и същи задачи, се нарича тъкан. Органите са изградени от тъкани, а организмите са изградени от системи от органи. Но за да се премине от зародишната клетка към организма, е необходимо да се преодолеят много етапи от клетъчната диференциация. Този процес е подготовка на клетките за изпълнение на възложените им функции, в резултат на което на високи нива,развитие, те губят способността си да споделят.
Регенерация
Необходимостта от дългосрочна диференциация обяснява невъзможността за истинска регенерация на силно специфични тъкани и органи, чиито клетки са във висока степен на развитие. В тези органи механичното увреждане се възстановява чрез сливане на жилищни зони със съединителна тъкан. Тоест, пълно възстановяване на клетките, които са били на това място преди, ако са били силно диференцирани, никога няма да се случи.
Като пример е уместно да се посочи образуването на белези, когато мускулите са увредени, включително в сърцето. Също така, в резултат на увреждане на мозъка или нервите, няма възстановяване на невроните. След увреждане на силно диференцирана тъкан, тялото е принудено да се примири със загубата на функциите си. И само използването на стволови клетки, които все още не са преминали етапа на трансформация под влиянието на местни цитокини и условия на престой, оставя надежда за истинска регенерация. Но засега това е технологията на бъдещето.
Растеж на тялото
Диференцирането на клетките в тялото става на етапи, в зависимост от медиаторите и сигналите, които получават от регулатора. Без външен фактор трансформацията е невъзможна в посоката, в която се изисква за развитие. И когато бъде получен, процесът има насочен строго типизиран характер, където на всеки етап има система за наблюдение и скрининг на неуспешни цитологични популации.
Защото процесът на растеж от ембриона до узряванетоорганизъм е програмиран в строга последователност от клетъчна диференциация. Този ред трябва да се спазва стриктно и докато не настъпи един важен етап, не трябва да се случва друг етап на разделяне и цитологично уточняване. В противен случай развитието и растежът първоначално ще настъпят с грешка, което води до образуване на малформации или аномалии в развитието.
Еволюция на многоклетъчността
В възрастен организъм този механизъм е в основата на образуването на туморни клетки. Трудно е да си представим как огромен брой етапи трябва да се заменят един друг в най-строгата последователност за правилната диференциация на клетките и тъканите. Това е невероятен механизъм, чрез който функционира многоклетъчен организъм. Това също е ясна демонстрация на тезата, че онтогенезата е кратко повторение на филогенезата. Това означава, че клетъчната диференциация се случва в последователността, в която се е движила еволюцията.
Хемопоетична диференциация
Диференцирането на кръвните клетки е ярък пример за стадия на този процес в силно развит организъм. При хората той произлиза от общ предшественик, наречен хематопоетична стволова клетка. Той е плурипотентен, тоест всяка кръвна клетка може да се образува от него под въздействието на различни видове цитокини. По-важното е, че той също е продукт на дълго развитие и подготовка да стане предшественик на хематопоезата. Тя премина през етапа на диференциация на стволови клетки, подготвяйки се само заедна цел - да се превърне в началото на хематопоетични микроби. От него няма да се направи друга тъкан, което го отличава от недиференцираните стволови клетки.
Начална хематопоеза
На първия етап две популации се развиват от стволова клетка под въздействието на два фундаментално различни фактора. Под въздействието на тромбопоетин и колониестимулиращ фактор (CSF) се образува голяма клетъчна група от предшественици на миелопоезата. Всички моноцити, гранулирани левкоцити, тромбоцити и еритроцити ще се развият от тази група. Само образуването на примитивна клетка предшественик е началният етап от разделянето на хематопоезата на два потока. Първият поток е миелопоеза, а вторият поток е левкопоеза.
По време на него от същата плурипотентна клетка предшественик, но вече под влияние на интерлевкин, се образува клетъчна популация на левкопоеза. Той ще развие Т и В лимфоцити с естествени клетки убийци. Разделянето на два потока е пример за начална клетъчна диференциация. Това означава, че преди образуването на функциониращи кръвни клетки ще преминат няколко етапа, на всеки от които фенотипът и наборът от рецептори ще се променят. Много ще сменят местата, където разделянето и цитологичната спецификация ще бъдат повлияни от цитокини и антигени с антитела.
Миелопоеза
Основната деляща се клетка, която поражда всички миелоцити, е миелоидният зародиш. Неговото развитие следва два потока: първият е образуването на предшественик, общ с тромбоцитите и еритроцитите, а вторият еобразуването на протолевкоцит, от който ще произлизат моноцитът и гранулоцитът. Първият поток на клетъчна диференциация е процесът на тяхното развитие под влиянието на колониестимулиращия фактор, тромбопоетин и интерлевкин тип 3.
Прекурсори на левкоцити и моноцити се образуват под действието на хематопоетичния колониестимулиращ фактор. От общия предшественик на тромбоцитите и еритроцитите, под действието на тромбопоетин и съответно еритропоетин, се развиват междинни форми на клетки. От тях чрез така нареченото стареене и допълнително развитие ще се образуват възрастни клетки от еритроцити и тромбоцити.
Заслужава да се отбележи, че тромбоцитите са по-скоро фрагменти от клетката, която ги предшества, тъй като на етапа на диференциация те губят ненужните органели и ядрото. В еритроцитите ядрото също е елиминирано, а цитоплазмата е изпълнена с хемоглобин. Левкоцитите, като клетки, развиващи се във втория поток на миелопоезата, имат ядро, въпреки че степента им на диференциация също е много висока.
Левкопоеза
Лимфоцитната клетъчна диференциация е процесът на образуване на лимфоцити и естествени клетки убийци от общ предшественик на лимфопоезата. Осъществява се основно под влияние на интерлевкините и също първоначално се разделя на два потока – В-лимфопоеза и Т-лимфопоеза. Този етап на контролирано развитие поражда две популации от унипотентни клетки, предназначени само да станат междинна форма за образуването на една лимфоцитна линия.
Прекурсорът на Т-убийците и Т-лимфоцитите се образува от Т-растежната зона, а от предшественика на В-клетките, влиянието на интерлевкин-4 образува зародишната зона на В-лимфоцитите. Т-убийците се образуват под влиянието на интерлевкин-15, експресионен фактор на съответните рецептори - клъстери на диференциация (CD). Въз основа на тях цялата популация от лимфоцити ще бъде разделена на групи в зависимост от вида на техния CD антиген. Съответно, имунните клетки ще изпълняват различни функции.
