Диференциация, увреждане, стареене и смърт на клетките

В процеса на специализирането си клетките претърпяват различни промени, свързани с производството на специфични белтъци, промяна на химичния състав на клетката и други. Тези процеси се наричат диференциация.

Процесът на диференциране на клетката е паралелен с растежа й. Диференцирането на дадената клетка е заложено в генома, но влияние оказват и съседно разположените клетки.

Новодиференцирани клетки при израстналия организъм могат да се получат при пролиферация (бързо нарастване) - от съществуващи диференцирани клетки или от стволови клетки - от недиференцирани клетки се получават диференцирани, които са с променен фенотип.

Стволовите клетки, от които се диференцират всички видове кръвни клетки, се намират в костния мозък. Стволовите клетки се делят непрекъснато. Получените от тях стволови клетки могат да се превърнат в стволови клетки или да се диференцират. Тези от тях, които стават стволови клетки, също могат да поемат по два пътя - да станат стволови клетки с ограничен потенциал или прогениторни клетки. При деленето на прогениторните клетки се получават крайнодиференцирани клетки. Когато стволова клетка се развие до крайнодиференцирана, явлението се означава като клетъчна линия. Стволови клетки, от които се получава само един вид крайнодиференцирани клетки, се означават като унипотентни, a ако дават началото на няколко клетъчни вида - мултипотентни.

Увреждане на клетките може да се предизвика от различни фактори. Някои от тях са: липса на кислород, токсични за клетката вещества, вируси и други. При наличие на увреждане клетката може да се възстанови или да загине. При често дразнене или процес на възпаление се наблюдава процес на дисплазия - промяна на формата, размерите и организацията на клетката.

Животът на различните клетъчни видове е с различна продължителност. Независимо от това всички клетки остаряват и умират. Процесът на клетъчно остаряване се дължи на метаболитни, хормонални, имунологични, генетични и други въздействия. Редица вещества могат да ускорят процеса на стареене (UV-лъчи, токсини).

Дегенеративните промени в ядрото на клетката водят до смърт. Клетъчната смърт бива апоптоза и некроза.

Некроза се наблюдава, когато има токсично, химично, механично увреждане, липса на кислород или други сходни вещества и просеци. Нервните клетки са много чувствителни при липса на кислород.

Когато една клетка умира, нейната мембрана е с променен химичен състав, което подпомага разпознаването й от макрофагите. Характерно за мембраните на умиращите клетки е, че в тях навлиза вода, при което те се подуват и разкъсват. Това от своя страна се явява своеобразен сигнал за фагоцитиращите клетки. В клетъчното ядро се наблюдават няколко процеса, които са налични при клетъчна некроза - пикноза (сбръчкване на ядрото), кариорексис (дезинтеграция на ядрото) и кариолиза (постепенно изчезване на ядрото).

Апоптозата е програмираната клетъчна смърт. Тя не е резултат от въздействия извън клетката. Клетките, които се включват в процеса на апоптоза, са тези, които имат увредена ДНК, клетки с дефектни рецептори, инфектираните с вируси или вътреклетъчни микроорганизми клетки и други.

Ензимите, наречени каспази, са активни участници в апоптозата. Те се активират от липса на трофични фактори.

Информация за програмираната клетъчна смърт се локализира в определени гени, кодиращи протеини с определени функции: протеини убийци започват процеса на апоптоза; деструктивните протеини участват в разграждането на ДНК; поглъщащите притеини подпомагат фагоцитирането на клетките.

В клетъчната мембрана има редица рецептори, които са свързани с апоптозата. Апоптозата се изявява с: агрегация на ядрения хроматин и нагъване на ядрената обвивка (кариорексис и пикноза), намален обем на клетката, кондензация на цитоплазмата, промени в цитоскелета и структурата на митохондриите и други.

След фагоцитоза на загиналите клетки, от тях не се наблюдават следи в тъканта, в която са били.

С процесите на апоптоза се контролира клетъчния брой. При определени патологични въздействия също се осъществяват процеси на апоптоза.

Редица клетки умират след изпълнение на функциите си. Типичен пример за такива клетки са еритроцитите.

Заглавно изображение: freepik.com