Ce este regenerarea?
Oamenii de stiinta au incercat de mult timp sa inteleaga modul in care amfibienii - de exemplu, clepsidrele si salamandrele - recupereaza cozile rupte, membrele, falcile. Mai mult, au recuperat și deteriorat inima, țesuturile ochiului și măduva spinării.
Metoda folosită de amfibieni pentru auto-reparare a devenit clară atunci când oamenii de știință au comparat regenerarea indivizilor maturi și a embrionilor. Se pare că în stadiile incipiente ale dezvoltării, celulele viitoarei ființe sunt imature, soarta lor se poate schimba.
Acest lucru a fost demonstrat prin experimente pe embrioni de broască. Atunci când un embrion are doar câteva sute de celule, poate să taie o bucată de țesut care este destinată să devină piele și să o plaseze în zona creierului.
Și acest țesut va deveni parte a creierului. Dacă o astfel de operație se efectuează cu un embrion mai matur, celulele pielii se dezvoltă încă în piele - chiar în mijlocul creierului. Deoarece soarta acestor celule este deja predeterminată.
Pentru cele mai multe organisme, specializarea celulară, din cauza căreia o celulă devine o celulă a sistemului imunitar, iar cealaltă, de exemplu, o parte a pielii - aceasta este un trafic cu sens unic, iar celulele să adere la „expertiza“ lor la moarte.
Și celulele de amfibieni știu să întoarcă timpul și să se întoarcă la asta
Într-un moment în care destinația se poate schimba. Și dacă e ceva
salamanderul și-a pierdut labele, în zona afectată a corpului, celulele de oase, piei și sânge devin celule fără trăsături distinctive. Toată această masă de celule noi "nou-născuți" (numită blastemă) începe să fie intens divizată. Și în conformitate cu nevoile "momentului actual" devin celule de oase, piei și sânge. Pentru a deveni capătul unui nou labă. Mai bine la fel.
Și o persoană?
Există numai două tipuri de celule care pot fi regenerate:
celulele sanguine și celulele hepatice. Dar aici principiul regenerării este diferit. când
Embrionul de mamifere se dezvoltă, câteva celule rămân departe de procesul de specializare.
Acestea sunt celule stem. Ei au capacitatea de a suplimenta depozitele de sânge sau celulele hepatice pe moarte. Mădua osoasă conține, de asemenea, celule stem, care pot deveni țesut muscular, grăsime, oase sau cartilaje - în funcție de ce substanțe nutritive li se administrează. Cel puțin în cuve.
Dacă introduceți celulele măduvei osoase în sângele unui șoarece cu mușchi deteriorați, aceste celule se colectează la locul leziunii și o îndreaptă. Cu toate acestea, ceea ce este adevărat pentru un șoarece nu este aplicabil omului. Din păcate, țesuturile musculare ale unui adult nu sunt restaurate.
Dr. Heber-Katz crede că organismele au avut inițial două
o metodă de vindecare a rănilor - sistemul imunitar și regenerarea. Dar, pe parcursul evoluției, ambele sisteme au devenit incompatibile între ele - și au trebuit să aleagă. Deși regenerarea poate părea ca cea mai bună alegere la prima vedere, celulele T sunt mai importante pentru noi. La urma urmei, ele sunt principala armă a corpului împotriva tumorilor. Care este utilizarea de a fi în măsură să crească din nou o mână pierdută dacă, în același timp, celulele canceroase se dezvoltă rapid în organism?
Se pare că sistemul imunitar, protejându-ne de infecții și cancer, în același timp ne suprimă capacitatea de a "autorepara".
Pe ce celulă să apăsați
Instrucțiunile pentru creșterea organelor noi sunt înregistrate în ADN
fiecare dintre celulele noastre, trebuie doar să-i facem să "acționeze" asupra lor
capacitate, iar apoi procesul însuși va avea grijă de el însuși.
Specialiștii de ongogeni lucrează la crearea unor instrumente care includ
regenerare. Primul este deja pregătit și, probabil, va fi în curând rezolvat
vânzare în Europa, Statele Unite și Australia. Acesta este un factor de creștere numit
OP1 sau BMP7. stimulează creșterea țesutului osos nou. OP1 va ajuta la tratamentul fracturilor complexe, atunci când două părți ale osului rupt nu coincid puternic între ele și, prin urmare, nu pot crește împreună. Adesea, în astfel de cazuri, membrul este amputat. Dar OP1 stimulează țesutul osos astfel încât să înceapă să crească și să umple golul între părțile osului rupt.
Tot ce trebuie să faceți pentru medici este să semnalizați acel os
celulele "au crescut", iar organismul în sine știe cât de mult țesut osos este necesar și unde.
Dacă astfel de semnale de creștere se găsesc pentru toate tipurile de celule, crească un nou
piciorul va fi posibil cu ajutorul mai multor injecții.
Dar o barieră semnificativă: stimularea celulelor pentru regenerare poate duce la cancer. Amfibienii care nu au protecție imună sunt protejați cumva de cancer - în loc de tumori cresc noi părți ale corpului.
Dar celulele de mamifere sunt atât de ușor supuse unei colapsuri necontrolate.
Prin urmare, principalele obiective ale cercetării în vârstă sunt elaborarea unor strategii de înlocuire a organelor sau a celulelor îmbătrânite, bazate pe instrumente de transmitere a nemuririi, a celulelor stem sau a înlocuitorilor artificiali.
Recent, cu toate acestea, un nou concept de recuperare funcțională a fost propus pe baza restaurării funcționale a sensibilității celulelor îmbătrânite la un număr de agoniști, inclusiv factori de creștere.
Sa demonstrat că fenotipurilor îmbătrânire hiporesponsivitate și modificări morfologice sunt reduse prin modularea membranei multiple bine - molecule asociate numite usieri inclusiv caveolin este un determinant major.
Caveolin este o componentă critică a caveolae, responsabil pentru reglementarea transmiterii semnalului, endocitoză și transcytoză și rearanjamente citoschelet prin domeniul său de sprijin. Statutul de caveolin este strict legat de transformarea celulară atunci când este epuizat și cu un fenotip de îmbătrânire subexpresiv. Prin urmare, simpla reducere a stării caveolin în celulele senescente a condus la restabilirea sensibilității la stimuli mitogeni și chiar celula de recuperare a formei.
Aceste date sunt o confirmare puternică a faptului că moleculele - gatekeeperi reprezentați de caveolin - pot juca un rol major în determinarea fenotipurilor de îmbătrânire. Pe baza acestor rezultate, se poate deduce că principiul înlocuirii
nu trebuie să fie de bază, dar principiul recuperării îl poate înlocui pentru a corecta starea de îmbătrânire a celulelor și a organismelor.
Astfel, un nou concept de recuperare funcțională a fost propus pe baza restaurării sensibilității celulelor îmbătrânite la un număr de agoniști, inclusiv factori de creștere.
Îmbătrânirea celulelor este un eveniment care apare în toate celulele normale. Celulele care cresc în cultură au o durată de viață limitată și nu cresc după un anumit număr de diviziuni. Ei nu mai împărtășesc și în cele din urmă mor. În consecință, speranța de viață în 2009
cultura celulară stabilită depinde de vârsta donatorului.
Celule care au dobândit nemurirea, prin criza transformării prin efectele chimice
substanțe sau virusuri, în același mod ca liniile de celule maligne în general, au capacitatea de a diviza pe termen nelimitat.
O altă formă de moarte celulară, apoptoză sau moarte celulară programată apare în multe situații fiziologice, de exemplu, în diferențierea keratinocitelor.
Știința despre îmbătrânirea celulară se numește citoheronologie. Durata de viață a celulelor diploide normale în cultură este limitată, sub control genetic, și poate fi modificată (de către homine, factori de creștere etc.).
Cele mai multe celule de mamifere, atunci când sunt introduse în cultură sunt supuse unui număr limitat de diviziuni celulare înainte de a trece în stare non-proliferativa insensibil, numit îmbătrânire.
Cu toate acestea, mai multe moduri care sunt activate singure sau împreună pot ajuta celulele să ocolească îmbătrânirea timp de cel puțin perioade limitate. Acestea includ
calea telomerazei necesare pentru a menține capetele telomerilor și p53 cale și Rb, necesare pentru tendința de îmbătrânire ca răspuns la deteriorarea ADN-ului, scurtarea telomerilor și semnale mitogene și calea factorului de creștere asemănător insulinei, care poate regla durata vieții și a proliferării celulare.
Celulele stem embrionare sunt nemuritoare, pentru că aceste moduri sunt strict reglementate.
Astfel, celulele care cresc în cultură au o limitare
speranța de viață și nu cresc după un anumit număr de diviziuni.
Durata de viață a celulelor diploide normale din cultură este sub control genetic și poate fi modificată (homoni, factori de creștere și
și colab.).
Celulele stem și îmbătrânirea
Studiile pentru detectarea genelor care reglementează celulele stem iau de obicei una din cele două linii diferite de cercetare.
O abordare genetică directă începe cu diferențe fenotipice măsurabile față de polimorfismul genetic și, după cum sugerează și numele, calea investigației este inversată atunci când este utilizată
genetică inversă. Numărul de loci nou descoperiți responsabili pentru
Celulele fenotipice specifice celulelor femele și creșterea funcționării la o rată ridicată din cauza succesului ambelor abordări. Aceste loci reglează celulele stem prin mecanisme interne (celula-autonome) și / sau externe și dictează soarta celulelor stem.
În timpul procesului de îmbătrânire, celulele stem suferă atât schimbări cantitative, cât și calitative, care, cum ar fi
sugereaza, afecteaza atat rata de imbatranire, cat si durata de viata a organismului.
În primele etape ale dezvoltării embrionare, celulele au capacitatea de a diviza fără restricții și apoi să se diferențieze în diferite tipuri de celule.
Studiile recente au arătat că cea mai mare parte a potențialului regenerativ remarcabil al celulelor stem embrionare este menținută de o populație de celule mici în majoritatea țesuturilor adulte.
Semnalele intercelulare care controlează proliferarea, diferențierea și supraviețuirea celulelor stem au fost
identificate și incluse într-un set de factori de creștere diferiți, citokine și molecule de adeziune celulară.
Mecanismele intracelulare care determină soarta celulelor stem au fost, de asemenea, identificate și includ căile stabilite de secundar
mesagerii, noi factori de transcripție și telomerază.
Remarcabil plasticitatea celulelor stem sugereaza ca celulele stem endogene sau transplantate pot fi pot fi utilizate în moduri care să le permită să compenseze populația de celule disfunctionale în bolile neurodegenerative și hematopoietic
tulburări înainte de diabet și boli cardiovasculare.
Rolul celulelor stem în organizarea multilaterală a structurii țesuturilor sporește potențialul de longevitate într-un organism multicelulare. Acest rol poate fi responsabil pentru mecanismul de evoluție a celulelor stem în sine.
Dezvoltarea și gestionarea cu succes a terapiilor de țesut ar trebui să fie ghidate de principiile acestui mecanism.
Obiectivele acestei revizuiri sunt, în primul rând, de a examina critic ceea ce se știe despre efectele îmbătrânirii asupra celulelor stem în general și asupra celulelor hematopoietice în special.
În al doilea rând, datele sunt prezentate în sprijinul ipotezei
îmbătrânirea celulelor stem joacă un rol esențial în determinarea efectelor îmbătrânirii asupra funcției organelor și, în cele din urmă, asupra speranței de viață a mamiferelor.
Îmbătrânirea are un impact cantitativ și calitativ asupra
celule stem. În general, modificările calitative sunt mai importante, deoarece ele afectează potențialul de auto-reînnoire, potențialul de dezvoltare și interacțiunea cu semnalele externe, inclusiv semnalele din stroma.
Deși hematopoieza este de obicei menținută la niveluri normale și de susținere a vieții în timpul îmbătrânirii normale, o funcție scăzută devine evidentă atunci când tulpina
celulele sunt supuse stresului. Există suficiente date pentru a reduce capacitatea de auto-reînnoire, limitarea capacității latitudine pentru dezvoltare și reducerea numărului de urmași din celule stem hematopoietice vechi curs de cerințe. Se precizează că plasticitatea în potențialul de dezvoltare al celulelor tinere se pierde în timpul vieții
îmbătrânire. În acele părți ale lumii în care standardele de viață sunt în creștere, proporția persoanelor în vârstă din populație crește, de asemenea, acolo.
Efectul îmbătrânirii asupra multor funcții fiziologice nu este bine înțeles și evaluat. Publicul trebuie să asigure o îmbunătățire a calității vieții pentru acest segment în creștere al populației necesită o mai mare atenție la caracteristicile îmbătrânirii în studiile experimentale.
Studiul populațiilor de celule stem este probabil să fie o cercetare fructuoasă de acest tip.
Celulele stem sunt identificate prin capacitatea lor mare de auto-reînnoire, dar totuși există dovezi ample despre scăderea funcționării celulelor stem în timpul îmbătrânirii.
În timp ce mecanismele de restaurare intracelulară și de apărare determină durata de viață a celulelor individuale,
există argumente care determină celulele stem somatice
durata de viață a întregului țesut și, prin urmare, joacă un rol-cheie în procesul de îmbătrânire a corpului.
Recent, sa demonstrat că potențialul pentru dezvoltarea somatică
Celulele stem pot fi mult mai mari decât se credea anterior. Deși mecanismele care reglează plasticitatea celulelor stem sunt departe de a fi clare, merită discutată semnificația potențială a acestor descoperiri pentru cunoașterea procesului de îmbătrânire. O bună prezentare generală a acestui subiect poate fi găsită aici.
Astfel, în timpul procesului de imbatranire, celulele stem sunt supuse modificări cantitative și calitative despre care se crede că afectează atât rata de îmbătrânire, iar durata de viata a organismului.
În general, modificările calitative sunt mai importante, deoarece ele afectează potențialul de auto-reînnoire, potențialul de dezvoltare și interacțiunea cu semnalele externe.
Cea mai mare parte a potențialului remarcabil de regenerare a celulelor stem embrionare este menținut de o populație de celule mici în majoritatea țesuturilor adulte. Semnalele intercelulare, care controlează proliferarea,
diferențierea și supraviețuirea celulelor stem au fost identificate (factori de creștere, citokine și molecule de adeziune celulară).
Mecanismele intracelulare care determină soarta celulelor stem au fost, de asemenea, identificate și includ
modalități stabilite de mesageri secundari, noi factori de transcripție și telomerază.
Îmbătrânirea celulelor stem are un rol critic în determinarea efectelor îmbătrânirii asupra funcției organelor și, în cele din urmă, asupra speranței de viață a mamiferelor.
În general, schimbările calitative sunt mai importante pentru că ele
afectează potențialul de auto-reînnoire, potențialul de dezvoltare și interacțiunea cu semnalele externe.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: