Mitose
Virchow war richtig, als er zu dem Schluss kam, dass Zellen aus anderen Zellen entstehen, dh neue Zellen werden durch die Teilung einer Zelle in zwei durch den Prozess der Mitose geboren. Der Bedarf an neuen Zellen setzt sich während unseres gesamten Lebens fort, ist aber im frühen Leben am größten. Ein befruchtetes Ei teilt sich in zwei Zellen auf, aus denen vier und aus denen acht und dann 16 und 32 und 64 usw. entstehen., Bei einem erwachsenen Erwachsenen ist die Zellproliferationsrate natürlich viel geringer, und unter normalen Umständen findet die Zellteilung bei einem Erwachsenen nur dann statt, wenn Signale auf die Notwendigkeit hinweisen, verlorene, beschädigte oder abgenutzte Zellen zu ersetzen.
Quelle: http://news.bbc.co.uk/2/hi/health/4902908.stm
Differenzierung
Ein weiterer großer Unterschied zwischen Zellen in einem wachsenden Embryo und Zellen in einem Erwachsenen besteht darin, dass die meisten Zellen eines Erwachsenen differenziert sind – sie haben sich auf struktur und Funktion., Muskelzellen sind länglich und enthalten und Fülle von kontraktilen Proteinen, während Pankreaszellen für die Sekretion von Verdauungsenzymen oder, im Fall von Pankreas-Beta-Zellen, für die Synthese von Insulin spezialisiert sind. Im Gegensatz dazu bestehen die Zellen im frühen Morula – Stadium eines Embryos (unten links gezeigt) aus Zellen, die totipotent sind – sie haben die Fähigkeit, sich zu teilen und zu einer der spezialisierten Zellen im Körper zu führen., Beim Erwachsenen erfolgt jedoch der Ersatz abgestorbener oder abgenutzter Zellen durch Teilung somatischer Stammzellen (auch adulte Stammzellen genannt), die nicht vollständig differenziert sind, aber nur eine begrenzte Anzahl von Zellen hervorrufen können.
Zum Beispiel können sich hämatopoetische Stammzellen im Knochenmark teilen und Vorläuferzellen bilden, die sich in zelluläre Elemente des Blutes und des Immunsystems differenzieren können, einschließlich roter Blutkörperchen, Lymphozyten, Neutrophilen, Eosinophilen, Basophilen, Monozyten und Blutplättchen., Knochenmarkstromale Stammzellen (auch Mesenchymstammzellen oder Skelettstammzellen genannt) können Knochen -, Knorpel-und Fettzellen erzeugen. Wann immer Stammzellen aufgerufen werden, einen bestimmten Zelltyp zu erzeugen, durchlaufen sie eine asymmetrische Zellteilung, bei der eine der Tochterzellen eine endliche Fähigkeit zur Zellteilung hat und zu differenzieren beginnt, während die andere Tochterzelle eine Stammzelle mit unbegrenzter Proliferationsfähigkeit bleibt.,
Sehen Sie sich das Video unten an, um eine kurze (2 min 18 sec) Erklärung der hämatopoetischen Stammzellen und somatischen Stammzellen im Darm zu sehen.
Regulierung von Differenzierung, Zellteilung und Apoptose
Virchow war richtig, als er zu dem Schluss kam, dass Zellen aus anderen Zellen entstehen, dh neue Zellen werden durch die Teilung einer Zelle in zwei durch den Prozess der Mitose geboren., Der Bedarf an neuen Zellen setzt sich während unseres gesamten Lebens fort, ist aber im frühen Leben am größten. Ein befruchtetes Ei teilt sich in zwei Zellen auf, aus denen vier und aus denen acht und dann 16 und 32 und 64 usw. entstehen. Bei einem erwachsenen Erwachsenen ist die Zellproliferationsrate natürlich viel geringer, und unter normalen Umständen findet die Zellteilung bei einem Erwachsenen nur dann statt, wenn Signale auf die Notwendigkeit hinweisen, verlorene, beschädigte oder abgenutzte Zellen zu wachsen oder zu ersetzen. Darüber hinaus werden die meisten Zellen eines Erwachsenen differenziert, um einem bestimmten Zweck zu dienen., Diese Prozesse – Zellteilung und – differenzierung-werden durch viele Signale und Signalwege streng reguliert.
Regulation der Zelldifferenzierung
Die Zelldifferenzierung ist unvollständig verstanden, beinhaltet jedoch die Aktivierung oder Inaktivierung bestimmter Gene als Reaktion auf die Wechselwirkungen der Zelle mit ihren Nachbarzellen und mit ihrer extrazellulären Matrix (ECM). Beispielsweise binden Rezeptoren auf der Zelle an bestimmte molekulare Elemente im ECM, und diese Bindung aktiviert intrazelluläre Signaltransduktionswege, die bestimmte Gene ein-oder ausschalten., Als Ergebnis dieser Wechselwirkungen können einige Gene in einer bestimmten Zelle exprimiert werden, andere jedoch nicht. Zum Beispiel werden in einer Muskelzelle die Gene aktiviert, die die kontraktilen Proteine Aktin und Myosin kodieren, aber das Gen, das für die Insulinsynthese kodiert, wird inaktiviert. Einige Zellen, z. B. Skelettmuskelzellen und Nervenzellen, werden terminaldifferenziert, was bedeutet, dass ihre Fähigkeit zur Proliferation dauerhaft verloren geht, obwohl sie ihre spezialisierten Funktionen noch lange ausüben. Terminal differenzierte Zellen wie diese (z.,, reife Muskel – oder Nervenzellen) bilden keine Tumore, obwohl weniger differenzierte myoblastische oder neuronale Stammzellen Tumore bilden können. Zell-Zell-und Zell-ECM-Interaktionen sind nicht nur für die Induktion der Differenzierung wichtig, sondern auch für die Aufrechterhaltung der Differenzierung bei einigen Zelltypen. Eines der Kennzeichen von Tumorzellen ist, dass sie ihre Fähigkeit verlieren, das ECM oder benachbarte Zellen zu spüren.
Regulierung der Zellteilung: Zellzyklus
Das Diagramm rechts fasst Ereignisse zusammen, die zur Zellteilung führen.,
Viele zellen in einem Erwachsenen sind nicht aktiv in den prozess der replikation; dies wird im diagramm als“ zellen, die aufhören division, „auch bekannt als die G0 phase oder die“ ruhephase.“Der Begriff“ Ruhephase “ ist jedoch eine falsche Bezeichnung, da die Zelle ihre normalen spezialisierten Funktionen aktiv ausführt und nur in dem Sinne ruht, dass sie sich nicht aktiv teilt. Wenn Bedingungen zusätzliche Zellen erfordern, empfängt die Zelle Signale, die die Zellteilung fördern., Diese Signale drücken die Zelle dazu, die G1-Phase (Zellvergrößerung) abzuschließen und mit der S-Phase fortzufahren, in der DNA repliziert wird. In der G2-Phase bereitet sich die Zelle auf die Teilung vor, indem sie an Größe zunimmt und intrazelluläre Organellen repliziert. Es teilt sich dann durch Mitose (die M-Phase). In gewissem Sinne ist der kritische Punkt der Übergang von G1 zur S-Phase. Dieser Übergang wird sorgfältig durch mehrere Faktoren reguliert, von denen einige den Übergang fördern. Gene, die als Proto-Onkogene bekannt sind, können eingeschaltet werden, um Proteine zu produzieren, die den Übergang in die S-Phase Protein., Diesem Reproduktionsschub wirken Gene entgegen, die als Anti-Onkogene (auch Tumorsuppressorgene genannt) bekannt sind und den Übergang in die S-Phase hemmen. Das folgende Video bietet eine kurze visuelle Zusammenfassung dieser Ereignisse, die als Zellzyklus bezeichnet werden.
Die beiden folgenden Videos fassen die Signalisierungsereignisse zusammen, die den Zellzyklus regulieren, und Ereignisse, die während des Zellzyklus auftreten.,
For more detail see Michael Andreeff, MD, PhD, David W Goodrich, MD, and Arthur B Pardee, MD. Chapter 2 – „Cell Proliferation, Differentiation, and Apoptosis“ in Cancer Medicine, 6th Edition“
Apoptosis
Apoptosis is also referred to as programmed cell death. It is an essential process for removing cells that are stressed, damaged, or worn out., Es wird geschätzt, dass bei Erwachsenen täglich über 50 Milliarden Zellen einer Apoptose unterzogen werden. Apoptose wird auch sorgfältig durch komplexe Mechanismen reguliert. Mutationen, die diese Regulationspfade beeinflussen, können zur Karzinogenese beitragen, indem sie abnormale neoplastische Zellen nicht eliminieren oder Zellen mit anderen Mutationen nicht eliminieren vormalig. Defekte in der Apoptose können auch Resistenz gegen Chemotherapie, Strahlung und immunvermittelte Zellzerstörung verleihen.,
Protoonkogene, Antionkogene (Tumorsuppressorgene) und Apoptosen spielen eine zentrale Rolle beim Verständnis der Pathogenese von Krebs. Kurz gesagt, Mutationen und vererbte Anomalien können dazu führen, dass diese regulatorischen Kontrollmechanismen dysfunktional werden., Wie Sie sehen werden, können Mutationen in einem dieser Mechanismen dazu führen, dass sich eine Zelle länger als normal teilt oder überlebt, und wenn sich mehrere Mutationen, die diese Regulationsmechanismen beeinflussen, in einer einzelnen Zelle ansammeln, hat die Zelle die Kontrolle über die Zellteilung verloren. Diese einzelne Zelle, die sich wiederholt und ohne Regulierung teilt, wird einen immer größer werdenden Klon von Zellen erzeugen, der auch einer ungeregelten Zellteilung unterzogen wird. Dies ist die Essenz von Krebs.
Normale Zellteilung
Die äußere Hautschicht (Epidermis) ist etwa 12 Zellen dick., Zellen in der Basalschicht (untere Reihe) teilen sich gerade schnell genug, um abgeworfene Zellen aufzufüllen. Wenn sich eine Basalzelle teilt, produziert sie zwei Zellen. Man bleibt in der Basalschicht und behält die Fähigkeit zu teilen. Der andere wandert aus der Basalschicht und verliert die Fähigkeit sich zu teilen. Die Anzahl der sich teilenden Zellen in der Basalschicht bleibt daher ungefähr gleich.
Abnormale Zellteilung
Der Übergang zu Hautkrebs beginnt, wenn das normale Gleichgewicht zwischen Zellteilung/Zellverlust gestört ist., Basalzellen teilen sich schneller als nötig, um die abgeworfenen Zellen wieder aufzufüllen, und mit jeder Teilung behalten beide der beiden neu gebildeten Zellen oft die Fähigkeit zur Teilung, was zu einer erhöhten Anzahl von teilenden Zellen führt.
Dadurch entsteht eine wachsende Gewebemasse, die als“ Tumor „oder“ Neoplasma “ bezeichnet wird.“Wenn sich immer mehr teilende Zellen ansammeln, wird die normale Organisation des Gewebes allmählich gestört.
Gutartige Tumoren (z., hautmale, Lipome): abnormale Wucherungen, die nicht mehr unter normaler Regulierung stehen, aber langsam wachsen, normalen Zellen ähneln und immer noch Oberflächenerkennungsproteine haben, die sie zusammenbinden und verhindern, dass sie eindringen oder metastasieren.
zurück nach oben | vorherige Seite / nächste Seite