Od momentu počatia prechádza telo mnohými zmenami. Vyvíja sa len z jednej bunky obsahujúcej dedičný materiál rodičov a rastie v dôsledku rozmnožovania a diferenciácie buniek. Ide o neustály proces udržiavania života mnohobunkového organizmu, ktorý je založený na mnohých medzibunkových interakciách. V každej fáze života sa špecializácia buniek mení a stáva sa čoraz užšou.
Bunky a tkanivá
Skupina buniek s rovnakými morfofyziologickými vlastnosťami, ktoré sa nachádzajú na rovnakom mieste a riešia rovnaké úlohy, sa nazýva tkanivo. Orgány sa skladajú z tkanív a organizmy sa skladajú z orgánových systémov. Ale na to, aby sme prešli zo zárodočnej bunky do organizmu, je potrebné prekonať mnohé štádiá bunkovej diferenciácie. Tento proces je prípravou buniek na vykonávanie funkcií, ktoré im boli pridelené, v dôsledku čoho na vysokej úrovnirozvoj, strácajú schopnosť zdieľať.
Regenerácia
Potreba dlhodobej diferenciácie vysvetľuje nemožnosť skutočnej regenerácie vysoko špecifických tkanív a orgánov, ktorých bunky sú na vysokom stupni vývoja. V týchto orgánoch sa mechanické poškodenie obnovuje fúziou živých oblastí s spojivovým tkanivom. To znamená, že k úplnému zotaveniu buniek, ktoré boli na tomto mieste predtým, ak boli vysoko diferencované, nikdy nedôjde.
Ako príklad je vhodné uviesť tvorbu jaziev pri poškodení svalov vrátane srdca. Taktiež v dôsledku poškodenia mozgu alebo nervov nedochádza k obnove neurónov. Po poškodení vysoko diferencovaného tkaniva je telo nútené zmieriť sa so stratou svojich funkcií. A len použitie kmeňových buniek, ktoré ešte neprešli fázou transformácie pod vplyvom lokálnych cytokínov a podmienok pobytu, dáva nádej na skutočnú regeneráciu. Ale zatiaľ je to technológia budúcnosti.
Rast tela
Diferenciácia buniek v tele prebieha postupne, v závislosti od mediátorov a signálov, ktoré dostávajú od regulátora. Bez vonkajšieho faktora je transformácia nemožná v smere, v ktorom je potrebná pre rozvoj. A keď sa dostane, proces má riadený prísne typizovaný charakter, kde v každej fáze existuje systém monitorovania a skríningu neúspešných cytologických populácií.
Pretože proces rastu od embrya po dospelosťorganizmus je naprogramovaný v prísnej sekvencii bunkovej diferenciácie. Toto poradie sa musí prísne dodržiavať a kým nenastane jedna dôležitá etapa, nemala by nastať ďalšia etapa separácie a cytologickej špecifikácie. V opačnom prípade bude vývoj a rast spočiatku prebiehať s chybou, čo vedie k tvorbe malformácií alebo vývojových anomálií.
Evolúcia mnohobunkovosti
V dospelom organizme je tento mechanizmus základom tvorby nádorových buniek. Je ťažké si predstaviť, ako sa pre správnu diferenciáciu buniek a tkanív musí navzájom nahradiť obrovské množstvo štádií v najprísnejšom slede. Toto je neuveriteľný mechanizmus, ktorým funguje mnohobunkový organizmus. Je to tiež jasná demonštrácia tézy, že ontogenéza je krátkym opakovaním fylogenézy. To znamená, že diferenciácia buniek prebieha v poradí, v akom sa evolúcia pohybovala.
Hematopoetická diferenciácia
Diferenciácia krviniek je jasným príkladom štádia tohto procesu vo vysoko vyvinutom organizme. U ľudí pochádza zo spoločného prekurzora nazývaného hematopoetické kmeňové bunky. Je pluripotentný, to znamená, že sa z neho môže vytvoriť akákoľvek krvná bunka pod vplyvom rôznych typov cytokínov. Čo je dôležitejšie, je tiež produktom dlhého vývoja a prípravy stať sa predchodcom krvotvorby. Prešla fázou diferenciácie kmeňových buniek, pripravovala sa len najeden cieľ – stať sa počiatkom krvotvorných zárodkov. Nebude z neho vyrobené žiadne iné tkanivo, čo ho odlišuje od nediferencovaných kmeňových buniek.
Počiatočná krvotvorba
V prvej fáze sa z kmeňových buniek pod vplyvom dvoch zásadne odlišných faktorov vyvinú dve populácie. Pod vplyvom trombopoetínu a faktora stimulujúceho kolónie (CSF) sa vytvára veľká bunková skupina prekurzorov myelopoézy. Z tejto skupiny sa vyvinú všetky monocyty, granulované leukocyty, krvné doštičky a erytrocyty. Práve vznik primitívnej prekurzorovej bunky je štartovacím štádiom rozdelenia krvotvorby do dvoch prúdov. Prvý prúd je myelopoéza a druhý prúd je leukopoéza.
Počas nej sa z tej istej pluripotentnej prekurzorovej bunky, ale už pod vplyvom interleukínu, vytvorí bunková populácia leukopoézy. Vyvinie T a B lymfocyty s prirodzenými zabíjačskými bunkami. Rozdelenie do dvoch prúdov je príkladom počiatočnej diferenciácie buniek. To znamená, že pred vytvorením fungujúcich krviniek prejde niekoľko štádií, v každom z nich sa zmení fenotyp a súbor receptorov. Mnohí zmenia miesta, kde bude separácia a cytologická špecifikácia ovplyvnená cytokínmi a antigénmi s protilátkami.
Myelopoéza
Hlavnou deliacou bunkou, z ktorej vznikajú všetky myelocyty, je myeloidný zárodok. Jeho vývoj prebieha v dvoch prúdoch: prvým je tvorba prekurzora spoločného s krvnými doštičkami a erytrocytmi a druhýmtvorba protoleukocytu, z ktorého budú pochádzať monocyty a granulocyty. Prvým prúdom diferenciácie buniek je proces ich vývoja pod vplyvom faktora stimulujúceho kolónie, trombopoetínu a interleukínu typu 3.
Prekurzory leukocytov a monocytov sa tvoria pôsobením faktora stimulujúceho hematopoetické kolónie. Zo spoločného prekurzora krvných doštičiek a erytrocytov sa pôsobením trombopoetínu a erytropoetínu vyvíjajú intermediárne formy buniek. Z nich sa takzvaným starnutím a ďalším vývojom vytvoria dospelé bunky erytrocytov a krvných doštičiek.
Je pozoruhodné, že krvné doštičky sú skôr fragmentmi bunky, ktorá im predchádzala, pretože v štádiu diferenciácie stratili nepotrebné organely a jadro. V erytrocytoch bolo tiež eliminované jadro a cytoplazma bola naplnená hemoglobínom. Leukocyty, ako bunky vyvíjajúce sa v druhom prúde myelopoézy, majú jadro, hoci ich stupeň diferenciácie je tiež veľmi vysoký.
Leukopoéza
Diferenciácia lymfocytových buniek je proces tvorby lymfocytov a prirodzených zabíjačských buniek zo spoločného prekurzora lymfopoézy. Uskutočňuje sa najmä pod vplyvom interleukínov a tiež sa spočiatku delí na dva prúdy – B-lymfopoézu a T-lymfopoézu. Toto štádium kontrolovaného vývoja vedie k dvom populáciám unipotentných buniek, ktoré sú určené len na to, aby sa stali prechodnou formou na vytvorenie jednej lymfocytovej línie.
Prekurzor T-killerov a T-lymfocytov sa tvorí z T-rastovej zóny a z B-bunkového prekurzora vplyvom interleukínu-4 vzniká zárodočná zóna B-lymfocytov. T-killery sa tvoria pod vplyvom interleukínu-15, expresného faktora zodpovedajúcich receptorov - zhlukov diferenciácie (CD). Na ich základe bude celá populácia lymfocytov rozdelená do skupín v závislosti od typu ich CD antigénu. V súlade s tým budú imunitné bunky vykonávať rôzne funkcie.
