Od okamžiku početí prochází tělo mnoha změnami. Vyvíjí se pouze z jedné buňky obsahující dědičný materiál rodičů a roste díky reprodukci a diferenciaci buněk. Jedná se o neustálý proces udržování života mnohobuněčného organismu, který je založen na mnoha mezibuněčných interakcích. V každé fázi života se specializace buněk mění a stává se stále užší.
Buňky a tkáně
Skupina buněk se stejnými morfofyziologickými vlastnostmi, které se nacházejí na stejném místě a řeší stejné úkoly, se nazývá tkáň. Orgány se skládají z tkání a organismy z orgánových systémů. Ale abychom mohli přejít ze zárodečné buňky do organismu, je nutné překonat mnoho fází buněčné diferenciace. Tento proces je přípravou buněk k provádění funkcí, které jim byly přiděleny, v důsledku čehož na vysoké úrovnirozvoj, ztrácejí schopnost sdílet.
Regenerace
Potřeba dlouhodobé diferenciace vysvětluje nemožnost skutečné regenerace vysoce specifických tkání a orgánů, jejichž buňky jsou na vysokém stupni svého vývoje. V těchto orgánech se mechanické poškození obnovuje splynutím živých oblastí s pojivovou tkání. To znamená, že k úplné obnově buněk, které byly na tomto místě dříve, pokud byly vysoce diferencované, nikdy nedojde.
Jako příklad je vhodné uvést tvorbu jizev při poškození svalů, včetně srdce. Také v důsledku poškození mozku nebo nervů nedochází k obnově neuronů. Po poškození vysoce diferencované tkáně je tělo nuceno smířit se se ztrátou svých funkcí. A pouze použití kmenových buněk, které ještě neprošly fází transformace pod vlivem místních cytokinů a podmínek pobytu, dává naději na skutečnou regeneraci. Ale prozatím je to technologie budoucnosti.
Růst těla
Diferenciace buněk v těle probíhá ve fázích v závislosti na mediátorech a signálech, které dostávají od regulátoru. Bez vnějšího faktoru je transformace nemožná ve směru, ve kterém je pro vývoj zapotřebí. A když je přijat, má proces řízený přísně typizovaný charakter, kde v každé fázi existuje systém pro monitorování a screening neúspěšných cytologických populací.
Protože proces růstu od embrya ke zráníorganismus je naprogramován v přísné sekvenci buněčné diferenciace. Toto pořadí je nutné přísně dodržovat a dokud nenastane jedna důležitá fáze, neměla by nastat další fáze separace a cytologické specifikace. V opačném případě bude vývoj a růst zpočátku probíhat s chybou, která vede ke vzniku malformací nebo vývojových anomálií.
Evoluce mnohobuněčnosti
V dospělém organismu je tento mechanismus základem tvorby nádorových buněk. Je těžké si představit, jak se pro správnou diferenciaci buněk a tkání musí v nejpřísnějším sledu vzájemně nahradit obrovské množství stádií. To je neuvěřitelný mechanismus, kterým funguje mnohobuněčný organismus. Je to také názorná ukázka teze, že ontogeneze je stručné opakování fylogeneze. To znamená, že k diferenciaci buněk dochází v pořadí, ve kterém se evoluce pohybovala.
Hematopoetická diferenciace
Diferenciace krvinek je jasným příkladem stadia tohoto procesu ve vysoce vyvinutém organismu. U lidí pochází z běžného prekurzoru zvaného hematopoetické kmenové buňky. Je pluripotentní, to znamená, že z něj může vzniknout jakákoliv krvinka pod vlivem různých typů cytokinů. Důležitější je, že je také produktem dlouhého vývoje a přípravy stát se předchůdcem krvetvorby. Prošla fází diferenciace kmenových buněk, připravovala se pouze najeden cíl – stát se počátkem hematopoetických zárodků. Nebude z ní vyrobena žádná jiná tkáň, což ji odlišuje od nediferencovaných kmenových buněk.
Počáteční hematopoéza
V první fázi se z kmenové buňky vyvinou dvě populace pod vlivem dvou zásadně odlišných faktorů. Pod vlivem trombopoetinu a faktoru stimulujícího kolonie (CSF) vzniká velká buněčná skupina prekurzorů myelopoézy. Z této skupiny se vyvinou všechny monocyty, granulární leukocyty, krevní destičky a erytrocyty. Právě vznik primitivní prekurzorové buňky je výchozí fází dělení krvetvorby do dvou proudů. První proud je myelopoéza a druhý proud je leukopoéza.
Při něm se ze stejné pluripotentní prekurzorové buňky, ale již pod vlivem interleukinu, vytvoří buněčná populace leukopoézy. Vyvine T a B lymfocyty s přirozenými zabijáckými buňkami. Rozdělení do dvou proudů je příkladem počáteční buněčné diferenciace. To znamená, že než se vytvoří fungující krvinky, projde několik fází, z nichž se v každém změní fenotyp a soubor receptorů. Mnoho z nich změní místa, kde bude separace a cytologická specifikace ovlivněna cytokiny a antigeny s protilátkami.
Myelopoiesis
Hlavní dělicí buňkou, která dává vzniknout všem myelocytům, je myeloidní zárodek. Jeho vývoj probíhá ve dvou proudech: prvním je tvorba prekurzoru společného s krevními destičkami a erytrocyty a druhýmvytvoření protoleukocytu, ze kterého budou pocházet monocyty a granulocyty. Prvním proudem diferenciace buněk je proces jejich vývoje pod vlivem faktoru stimulujícího kolonie, trombopoetinu a interleukinu typu 3.
Prekurzory leukocytů a monocytů se tvoří působením faktoru stimulujícího hematopoetické kolonie. Ze společného prekurzoru krevních destiček a erytrocytů se působením trombopoetinu, respektive erytropoetinu, vyvíjejí intermediární formy buněk. Z nich se takzvaným stárnutím a dalším vývojem vytvoří dospělé buňky erytrocytů a krevních destiček.
Je pozoruhodné, že krevní destičky jsou spíše fragmenty buňky, která jim předcházela, protože ve fázi diferenciace ztratily nepotřebné organely a jádro. U erytrocytů bylo také eliminováno jádro a cytoplazma byla naplněna hemoglobinem. Leukocyty, jako buňky vyvíjející se ve druhém proudu myelopoézy, mají jádro, i když jejich stupeň diferenciace je také velmi vysoký.
Leukopoiesis
Diferenciace lymfocytárních buněk je proces tvorby lymfocytů a přirozených zabíječských buněk ze společného prekurzoru lymfopoézy. Provádí se především vlivem interleukinů a také se zpočátku dělí na dva proudy – B-lymfopoézu a T-lymfopoézu. Tato fáze řízeného vývoje dává vzniknout dvěma populacím unipotentních buněk, předurčených pouze k tomu, aby se staly přechodnou formou pro vytvoření jedné lymfocytární linie.
Prekurzor T-killerů a T-lymfocytů je tvořen z T-růstové zóny a z B-buněčného prekurzoru vlivem interleukinu-4 vzniká zárodečná zóna B-lymfocytů. T-killery se tvoří pod vlivem interleukinu-15, expresního faktoru odpovídajících receptorů – shluků diferenciace (CD). Na jejich základě bude celá populace lymfocytů rozdělena do skupin podle typu jejich CD antigenu. V souladu s tím budou imunitní buňky vykonávat různé funkce.
