Главная | Обратная связь

Общие представления о стволовых клетках

В течение многих лет исследователи пытаются понять, каким образом живой организм поддерживает гомеостаз, как восстанавливается после повреждения и какие механизмы участвуют в замене поврежденных клеток здоровыми. Направленное использование механизмов самоподдержания позволило бы коренным образом изменить наши подходы к терапии многих болезней.

Стволовые клетки (СК) занимают центральное место в клеточном гомеостазе организма прежде всего потому, что их основной функцией является восполнение естественной потери клеток, выполняющих специализированные функции.

Согласно наиболее принятой характеристике, СК - это особая группа недифференцированных клеток, обладающих двумя фундаментальными свойствами: способность к самовоспроизведению; способность к дифференцировке в специализированные клетки. Кроме того, к основным свойствам СК можно отнести значительный пролиферативный потенциал, позволяющий им многократно делиться и сохраняться как популяция в течение, как правило, всей жизни организма.

Выделяют эмбриональные стволовые клетки (ЭСК), фетальные стволовые клетки – клетки плода и СК взрослого организма. ЭСК присутствуют только на ранних стадиях внутриутробного развития (бластоциста), имеют уникальные свойства – способность к многократному делению и воспроизведению всех типов клеток взрослого организма (такая особенность называется тотипотентность).

СК взрослого организма, или соматические СК, представляют собой клетки различного типа, локализованные в специализированных тканях. Основная функция соматических СК - постоянное воспроизводство зрелых специализированных клеток, они присутствуют в органах и тканях в качестве пула запасных клеток в течение всей жизни организма.

Стволовые клетки имеют следующие свойства:

· способность к самоподдержанию, то есть СК способны поддерживать постоянство численности своей популяции благодаря асимметричности их митозов: после деления стволовой клетки одна дочерняя клетка остаётся стволовой, сохраняя все свойства материнской клетки, а вторая дочерняя клетка под влиянием микроокружения дифференцируются в коммитированную клетку;

· плюрипотентность - способность клеток одного и того же вида давать начало разным типам клеток и тканей;

· СК большую часть своей жизни пребывают в состоянии покоя и делятся редко, но при необходимости вновь могут вступать в митотический цикл;

· СК, как правило, устойчивы к повреждающим факторам. Это качество обеспечивается плотной упаковкой хроматина, характерного для состояния митотического покоя; кроме того, во многих тканях СК защищены своим местоположением;

· СК – клетки небольших размеров, ядро занимает большую часть объёма клетки (имеют высокое ядерно-цитоплазматическое отношение), в цитоплазме содержится небольшое количество органелл общего назначения;

· для стволовых клеток характерен аутосинтетический тип обменавеществ: они синтезируют вещества только для собственных целей.

Дифференцированные (специализированные) клетки – это клетки, которые приобрели окончательные черты строения, необходимые для выполнения специфических функций. Для них характерны: сильно развитая цитоплазма, в которой преобладают специфические для каждого вида клетки органеллы; определенное соотношения между гетеро- и эухроматином ядра, определенные черты поверхности клеток и др.

Клеточная популяция – группа однородных по какому-либо критерию клеток, совокупность клеток данного типа. Существует ряд классификаций клеточных популяций. Например, по функциональному признаку выделяют клеточные популяции гепатоцитов, кардиомиоцитов, тучных клеток и т.д. По способности к обновлению выделяют 3 типа клеточных популяций:

· обновляющиеся популяции, которые характеризуются постоянным обновлением: сколько клеток гибнет, столько и появляется новых за счёт делений и специализации стволовых и малодифференцированных клеток;

· растущие, которые способны не только к обновлению, но также к росту, увеличению массы ткани за счёт увеличения числа клеток и их полиплоидизации (клетки печени, слюнных желез и др.);

· стабильные, не способные к делению и обновлению, поскольку в ходе гистогенеза стволовых клеток в ткани не остаётся (нейроны и кардиомиоциты млекопитающих).

Во взрослом организме протекают процессы, направленные на поддержание постоянства структурно-функциональной организации ткани – тканевой гомеостаз. Эти процессы включают поддержание необходимых нормального количества клеток и объёма межклеточного вещества, поддержание дифференцировки клеток, оптимального обмена веществ и энергии, поддержание нормального уровня физиологической регенерации, как на клеточном, так и на внутриклеточном уровне.

Регенерация– это способность клеток, тканей, органов восстанавливать погибшие или утраченные части.

Физиологическая регенерация протекает в условиях нормы. В организме постоянно происходит старение и смерть клеток, и при помощи физиологической регенерации ткани поддерживают своё постоянство.

Репаративная регенерация – это возникновение новых или гипертрофия оставшихся компонентов ткани, её восстановление в ответ на повреждение.

В основе физиологической и репаративной регенерации лежат одни и те же механизмы, при этом репаративная регенерация отличается большей интенсивностью проявлений. Регенерация происходит как на внутриклеточном, так и на клеточном уровне. При внутриклеточной регенерации восстановление строения клетки происходит за счёт увеличения числа (гиперплазии) и размеров (гипертрофии) сохранившихся органелл. Клеточная регенерация обеспечивается путём деления камбиальных или сохранившихся клеток, увеличения их числа, в результате чего происходит замещение погибших клеточных компонентов ткани.

В результате процессов клеточного деления, дифференцировки и специализации из одной клетки – зиготы - возникает пять основных типов тканей, различающихся по своему происхождению, строению и функциям:

· эпителий;

· кровь и лимфа;

· соединительные ткани;

· мышечные ткани;

· нервная ткань.