diferenţiere

diferenţiere în biologie marchează trecerea de la o stare slab diferențiată la o stare extrem de diferențiată. Acest proces are o importanță deosebită în timpul dezvoltării celulelor de ou fertilizate într-un organism complet. Tulburările în procesul de diferențiere pot duce la boli grave, precum cancerul sau malformații.

Care este diferențierea?

Diferențierea biologică se referă la specializarea celulelor stem nediferențiate în celule ale corpului diferențiate. Aceste procese joacă un rol deosebit de important în timpul embriogenezei și creșterii ulterioare. Procesele de diferențiere sunt importante și pentru menținerea funcțiilor corpului în organismele adulte.

Inițial, celulele stem nediferențiate au încă capacitatea de a se transforma în toate celelalte celule ale corpului. În cadrul procesului, celulele corpului specializate apar prin mai multe procese de diferențiere, care formează diferitele organe și pierd în final capacitatea de a se diviza.

Există mai multe tipuri de celule stem. Așa-numitele celule stem totipotente sunt încă capabile să se transforme într-un organism complet. Celulele stem pluripotente se pot diferenția în toate celulele corpului. Cu toate acestea, nu mai este posibil ca aceștia să se dezvolte în organisme individuale. Celulele stem multipotente au dezvoltat deja o anumită diferențiere într-o anumită linie celulară. Cu toate acestea, ele se pot diferenția în toate celelalte celule ale acestei linii celulare.

Funcție și sarcină

Diferențierea biologică este unul dintre cele mai importante procese în dezvoltarea organismelor vegetale, animale sau umane. În timpul acestui proces, se dezvoltă, printre altele celule ale corpului care se diferențiază din ce în ce mai mult de o celulă de ou fertilizată în mai multe etape.

Celula de ou fecundată este prima celulă stem totipotentă care este inițial supusă diviziunii celulare în patru celule egale. Fiecare dintre aceste patru celule se poate transforma într-un organism complet identic genetic. Când se ajunge la stadiul cu patru celule, se formează blastocistul, care constă din celule stem embrionare pluripotente. Aceste celule stem pluripotente se pot dezvolta în cele trei straturi germinale ectoderm, endoderm și mezoderm prin următoarea etapă de diferențiere și reprezintă astfel punctul de plecare pentru toate celelalte corpuri.

Spre deosebire de celulele stem totipotente, acestea au pierdut deja capacitatea de a se dezvolta în organisme independente genetic identice.

Mai multe linii celulare apar din cele trei cotiledoane, care constau inițial din celule stem multipotente. Celulele stem multipotente se pot dezvolta în toate tipurile de celule ale liniei celulare respective. Aceste celule nu mai au capacitatea de a se transforma în toate celelalte corpuri, deoarece au ajuns deja la un grad de diferențiere mai mare decât celulele stem pluripotente.

În organismele animale și umane, procesul de diferențiere este asociat cu o determinare. Determinarea descrie stabilirea unei specializări odată luată, prin care dezvoltarea ulterioară a liniilor celulare este transmisă prin mijloace epigenetice. Desigur, celulele care au fost deja diferențiate se vor diferenția în continuare de celulele liniei celulare corespunzătoare ca parte a determinării lor.

Deși întreaga informație genetică a fiecărei celule este identică, aceasta este apelată diferit în funcție de tipul de celulă prin expresia genelor. Acest lucru înseamnă, printre altele, că într-o celulă hepatică, de exemplu, numai informațiile genetice pentru funcția hepatică sunt decodificate, în timp ce toate celelalte informații rămân necitite.

Diferențiarea este influențată de diverși factori externi sau interni. Hormonii și factorii de creștere joacă un rol important. Contactele celulare cu celulele vecine determină, de asemenea, direcția de diferențiere.

O transdeterminare poate să apară în anumite condiții. Determinarea celulei este modificată. Acest lucru este deosebit de important în vindecarea rănilor. Dacă celulele sunt deja diferențiate, își pierd diferențierea în aceste cazuri și se diferențiază din nou. Dacă acest proces este perturbat, cu toate acestea, poate apărea cancer.

Diferențierea este esențială pentru ca organismul să funcționeze deloc ca un sistem biologic uniform.

Boli și afecțiuni

În contextul diferențierii celulare, pot apărea tulburări, ceea ce poate duce la malformații ale organelor în timpul embriogenezei. Există unele boli genetice cu o varietate de displazii de organe. În plus față de malformațiile organelor interne, aspectul extern este adesea lipsit de armonie.

Cu toate acestea, există și cauze non-genetice ale malformațiilor organice. Un exemplu este ageneza renală în absența lichidului amniotic. Deoarece embrionul uman se poate dezvolta doar în interiorul lichidului amniotic, lipsa de spațiu duce aici la o diferențiere defectuoasă a organelor, prin care sunt afectate și alte organe și țesuturi.

De asemenea, medicamentele pot perturba procesul de diferențiere în timpul embriogenezei. Un exemplu bine cunoscut este Conterganul sedativ, care a dus la deteriorarea dezvoltării de creștere a fătului în timpul sarcinii timpurii. Acest lucru a devenit public în 1961 cu așa-numitul Contergansandal.

Cu toate acestea, se poate întâmpla ca celulele care sunt deja diferențiate să se diferențieze și apoi să se înmulțească într-un mod necontrolat. Aceasta este situația cu cancerul. Cu cât celulele s-au diferențiat, cu atât tumorile sunt mai maligne. Așa cum am menționat deja, dediferențierea este necesară în unele cazuri când există o nevoie mai mare de creștere a celulelor. Acesta este cazul vindecării rănilor, printre altele. În aceste procese, însă, dediferențierea este urmată de o diferențiere a celulelor. Dacă diferențierea nu reușește, totuși, cancerul se dezvoltă.

Mutațiile somatice din celule pot afecta, de asemenea, gene care influențează diferențierea. Prin urmare, probabilitatea de a dezvolta cancer crește de-a lungul vieții.