No ieņemšanas brīža ķermenis piedzīvo daudzas izmaiņas. Attīstoties tikai no vienas šūnas, kurā ir vecāku iedzimtais materiāls, tas aug, pateicoties šūnu reprodukcijai un diferenciācijai. Tas ir pastāvīgs daudzšūnu organisma dzīvības uzturēšanas process, kura pamatā ir daudzas starpšūnu mijiedarbības. Katrā dzīves posmā šūnu specializācija mainās un kļūst arvien šaurāka.
Šūnas un audi
Šūnu grupu ar vienādām morfofizioloģiskajām īpašībām, kas atrodas vienā vietā un risina vienus un tos pašus uzdevumus, sauc par audiem. Orgāni sastāv no audiem, un organismi sastāv no orgānu sistēmām. Bet, lai no dzimumšūnas nonāktu organismā, ir jāpārvar daudzi šūnu diferenciācijas posmi. Šis process ir šūnu sagatavošana tām uzticēto funkciju veikšanai, kā rezultātā augstā līmenīattīstību, viņi zaudē spēju dalīties.
Reģenerācija
Ilgtermiņa diferenciācijas nepieciešamība izskaidro augsti specifisku audu un orgānu patiesas reģenerācijas neiespējamību, kuru šūnas atrodas augstā attīstības pakāpē. Šajos orgānos mehāniskie bojājumi tiek atjaunoti, saplūstot dzīvojamās zonas ar saistaudiem. Tas nozīmē, ka šūnu, kas bija šajā vietā iepriekš, pilnīga atgūšana, ja tās bija ļoti diferencētas, nekad nenotiks.
Kā piemēru der minēt rētu veidošanos, kad ir bojāti muskuļi, arī sirdī. Tāpat smadzeņu vai nervu bojājumu rezultātā nenotiek neironu atjaunošanās. Pēc ļoti diferencētu audu bojājuma organisms ir spiests samierināties ar savu funkciju zaudēšanu. Un tikai tādu cilmes šūnu izmantošana, kuras vēl nav izturējušas transformācijas stadiju vietējo citokīnu un uzturēšanās apstākļu ietekmē, atstāj cerību uz patiesu atjaunošanos. Bet pagaidām šī ir nākotnes tehnoloģija.
Ķermeņa augšana
Šūnu diferenciācija organismā notiek pakāpeniski, atkarībā no mediatoriem un signāliem, ko tie saņem no regulatora. Bez ārēja faktora transformācija nav iespējama tajā virzienā, kurā tā nepieciešama attīstībai. Un, kad tas tiek saņemts, procesam ir virzīts stingri tipizēts raksturs, kur katrā posmā ir sistēma neveiksmīgu citoloģisko populāciju uzraudzībai un skrīningam.
Jo augšanas process no embrija līdz nobriedumamorganisms ir ieprogrammēts stingrā šūnu diferenciācijas secībā. Šī kārtība ir stingri jāievēro, un, kamēr nav noticis viens svarīgs posms, citam atdalīšanas un citoloģiskās specifikācijas posmam nevajadzētu notikt. Pretējā gadījumā attīstība un izaugsme sākotnēji notiks ar kļūdu, kas noved pie anomāliju vai attīstības anomāliju veidošanās.
Daudzšūnu evolūcija
Pieauguša organismā šis mehānisms ir audzēja šūnu veidošanās pamatā. Ir grūti iedomāties, kā pareizai šūnu un audu diferenciācijai milzīgam skaitam posmu ir jāaizstāj vienam otru visstingrākajā secībā. Tas ir neticams mehānisms, ar kura palīdzību darbojas daudzšūnu organisms. Tas arī skaidri parāda tēzi, ka ontoģenēze ir īss filoģenēzes atkārtojums. Tas nozīmē, ka šūnu diferenciācija notiek tādā secībā, kādā virzās evolūcija.
Hematopoētiskā diferenciācija
Asins šūnu diferenciācija ir spilgts piemērs šī procesa inscenēšanai augsti attīstītā organismā. Cilvēkiem tas nāk no parasta prekursora, ko sauc par hematopoētisko cilmes šūnu. Tas ir pluripotents, tas ir, no tā dažādu citokīnu ietekmē var izveidoties jebkura asins šūna. Vēl svarīgāk ir tas, ka tas ir arī ilgstošas attīstības un sagatavošanās rezultāts, lai kļūtu par hematopoēzes priekšteci. Viņa izgāja cauri cilmes šūnu diferenciācijas stadijai, gatavojoties tikaiviens mērķis - kļūt par hematopoētisko mikrobu sākumu. No tā netiks izgatavoti citi audi, kas to atšķir no nediferencētām cilmes šūnām.
Sākotnējā hematopoēze
Pirmajā posmā no cilmes šūnas veidojas divas populācijas divu principiāli atšķirīgu faktoru ietekmē. Trombopoetīna un koloniju stimulējošā faktora (CSF) ietekmē veidojas liela mielopoēzes prekursoru šūnu grupa. No šīs grupas attīstīsies visi monocīti, granulētie leikocīti, trombocīti un eritrocīti. Tikai primitīvas prekursoru šūnas veidošanās ir hematopoēzes sadalīšanās sākuma stadija divās plūsmās. Pirmā plūsma ir mielopoēze, bet otrā plūsma ir leikopoēze.
Tās laikā no tās pašas pluripotentās prekursoršūnas, bet jau interleikīna ietekmē veidojas leikopoēzes šūnu populācija. Tas attīstīs T un B limfocītus ar dabīgām killer šūnām. Sadalīšana divās plūsmās ir sākotnējās šūnu diferenciācijas piemērs. Tas nozīmē, ka pirms funkcionējošu asins šūnu veidošanās paies vairāki posmi, kuros katrā mainīsies fenotips un receptoru kopa. Daudzi mainīs vietas, kur atdalīšanu un citoloģisko specifikāciju ietekmēs citokīni un antigēni ar antivielām.
Mielopoēze
Galvenā dalīšanās šūna, kas rada visus mielocītus, ir mieloīdā dīgļa. Tās attīstība notiek divās plūsmās: pirmā ir trombocītu un eritrocītu kopīgā prekursora veidošanās, bet otrā irprotoleikocītu veidošanās, no kuras radīsies monocīts un granulocīts. Pirmā šūnu diferenciācijas plūsma ir to attīstības process koloniju stimulējošā faktora, trombopoetīna un 3. tipa interleikīna ietekmē.
Leikocītu un monocītu prekursori veidojas asinsrades koloniju stimulējošā faktora iedarbībā. No kopējā trombocītu un eritrocītu prekursora attiecīgi trombopoetīna un eritropoetīna iedarbībā attīstās šūnu starpformas. No tiem tā sauktās novecošanas un papildu attīstības rezultātā veidosies pieaugušas eritrocītu un trombocītu šūnas.
Ievērības cienīgs ir fakts, ka trombocīti drīzāk ir tās šūnas fragmenti, kas bija pirms tiem, jo diferenciācijas stadijā tie zaudēja nevajadzīgās organellas un kodolu. Eritrocītos tika izvadīts arī kodols, un citoplazma tika piepildīta ar hemoglobīnu. Leikocītiem kā šūnām, kas attīstās otrajā mielopoēzes plūsmā, ir kodols, lai gan arī to diferenciācijas pakāpe ir ļoti augsta.
Leikopoēze
Limfocītu šūnu diferenciācija ir limfocītu un dabisko killer šūnu veidošanās process no kopējā limfopoēzes prekursora. To veic galvenokārt interleikīnu ietekmē, un arī sākotnēji tiek sadalīts divās plūsmās - B-limfopoēzē un T-limfopoēzē. Šis kontrolētās attīstības posms rada divas unipotentu šūnu populācijas, kurām ir tikai jākļūst par starpformu vienas limfocītu līnijas veidošanai.
T-killeru un T-limfocītu prekursors veidojas no T-augšanas zonas, un no B-šūnu prekursora interleikīna-4 ietekme veido B-limfocītu dīgļu zonu. T-killers veidojas interleikīna-15 ietekmē, kas ir atbilstošo receptoru ekspresijas faktors - diferenciācijas kopas (CD). Pamatojoties uz tiem, visa limfocītu populācija tiks sadalīta grupās atkarībā no to CD antigēna veida. Attiecīgi imūnās šūnas pildīs dažādas funkcijas.
