диференцијација

Тхе диференцијација у биологији означава прелаз из слабо диференцираног у високо диференцирано стање. Овај процес је од посебног значаја током развоја оплођене јајне ћелије у комплетан организам. Поремећаји у процесу диференцијације могу довести до озбиљних болести као што су рак или малформације.

Шта је диференцијација?

Биолошка диференцијација односи се на специјализацију недиференцираних матичних ћелија у диференциране ћелије тијела. Ови процеси играју посебно важну улогу током ембриогенезе и каснијег раста. Процеси диференцијације такође су важни за одржавање телесних функција у одраслим организмима.

У почетку, недиференциране матичне ћелије и даље имају способност да се трансформишу у све остале ћелије тела. У том процесу, специјализоване ћелије тела настају кроз неколико процеса диференцијације, који формирају различите органе и на крају губе способност дељења.

Постоји неколико врста матичних ћелија. Такозване матичне ћелије тотипотентне су још увек способне да се трансформишу у комплетан организам. Плурипотентне матичне ћелије заузврат могу да се диференцирају у све ћелије тела. Међутим, више није могуће да се развију у поједине организме. Мултипотентне матичне ћелије су већ развиле одређену диференцијацију у одређену ћелијску линију. Међутим, оне се још увек могу разликовати у све остале ћелије ове ћелијске линије.

Функција и задатак

Биолошка диференцијација је један од најважнијих процеса у развоју биљних, животињских или људских организама, који се, између осталог, развијају ћелије тела које се све више разликују од оплођене јајне ћелије у неколико корака.

Оплођена јајна ћелија је прва тотипотентна матична ћелија која је у почетку подељена ћелијом у четири једнаке ћелије. Свака од ове четири ћелије може се развити у потпуно генетски идентичан организам. Када се достигне четвороћелијски стадијум, формира се бластоциста, која се састоји од плурипотентних матичних ћелија ембриона. Ове плурипотентне матичне ћелије могу се развити у три слоја ектодерме, ендодерме и мезодерме кроз следећу фазу диференцијације и тако представљати почетну тачку за све остале телесне ћелије.

За разлику од тотипотентних матичних ћелија, оне су већ изгубиле способност да се развију у генетски идентичне независне организме.

Даљње ћелијске линије потичу из три котиледона који се у почетку састоје од мултипотентних матичних ћелија. Мултипотентне матичне ћелије су у стању да се развију у све ћелијске врсте одговарајуће ћелијске линије. Ове ћелије више немају способност да се трансформишу у све остале телесне ћелије, јер су већ достигле већи степен диференцијације у односу на плурипотентне матичне ћелије.

У животињским и људским организмима процес диференцијације је повезан са одређивањем. Одређивање описује успостављање једном усвојене специјализације, којом се епигенетским средствима преноси даљи развој ћелијских линија. Наравно, ћелије које су већ претходно диференциране ће се диференцирати даље у ћелије одговарајуће ћелијске линије као део њиховог одређивања.

Иако су целокупне генетске информације сваке појединачне ћелије идентичне, они се позивају различито у зависности од врсте ћелије путем експресије гена. То између осталог значи да се у ћелији јетре, на пример, декодирају само генетске информације за функцију јетре, док све остале информације остају непрочитане.

На диференцијацију утичу различити спољни или унутрашњи фактори. Хормони и фактори раста играју важну улогу. Контакт ћелија са суседним ћелијама такође одређује правац диференцијације.

Под одређеним условима може се догодити трансдетерминација. Одређивање ћелије се мења. Ово је посебно важно у зарастању рана. Ако су ћелије тада већ диференциране, у тим случајевима губе диференцијацију и поново се диференцирају. Међутим, ако се овај процес поремети, може доћи до рака.

Диференцијација је од суштинског значаја да организам уопште функционише као једноличан биолошки систем.

Болести и тегобе

Међутим, у контексту ћелијске диференцијације, могу се јавити поремећаји који могу довести до неправилности органа током ембриогенезе. Постоје неке генетске болести са различитим дисплазијама органа. Поред малформација унутрашњих органа, спољашњи изглед често је дисхармоничан.

Међутим, постоје и негенетски узроци малформација органа. Један пример је бубрежна агенеза у одсуству амнионске течности. Будући да се људски ембрион може развијати само у амнионској течности, недостатак простора овде доводи до неисправне диференцијације органа при чему утичу и други органи и ткива.

Лијекови такође могу пореметити процес диференцијације током ембриогенезе. Добро познат пример је седатив Цонтерган, који је довео до оштећења развоја раста плода током ране трудноће. То је постало јавно 1961. године такозваним Цонтергансандал.

Међутим, може се догодити и да се ћелије које су већ диференциране диференцирају и затим се неконтролирано умножавају. Ово је ситуација са раком. Што се више ћелија разграничи, тумор ће бити злоћуднији. Као што је већ поменуто, дедиференцијација је неопходна у неким случајевима када је већа потреба за раст ћелија. То је случај са зацељењем рана, између осталог. У овим процесима, међутим, дедиференциацију прати диференцијација ћелија. Ако диференцијација онда не успе, ипак, настаје рак.

Соматске мутације у ћелијама такође могу утицати на гене који утичу на диференцијацију. Због тога се вероватноћа за настајање рака повећава током живота.