Sejtes proliferáció- a sejtek számának növekedése mitózis révén,

szövetnövekedéshez vezet, szemben a növekedés egy másik módszerével

tömegek (pl. ödéma). Az idegsejtek nem proliferálnak.

A felnőtt szervezetben a fejlődési folyamatok folytatódnak, társulnak

sejtosztódással és specializációval. Ezek a folyamatok lehetnek normálisak is

minimális fiziológiai, és célja a helyreállítása a

ganizmus integritásának megsértése miatt.

A proliferáció jelentőségét az orvostudományban a sejt képessége határozza meg

a különböző szövetek osztódási árama. A gyógyulási folyamat a sejtosztódáshoz kapcsolódik

sebek és szövetek helyreállítása műtétek után.

A sejtburjánzás a regeneráció (helyreállítás) alapja

elveszett részek. A regeneráció problémája érdekes

dicina, a helyreállító műtéthez. Különbséget kell tenni a fiziológiai,

reparatív és patológiás regeneráció.

Fiziológiai- a sejtek és szövetek természetes regenerációja

ontogenezis. Például az eritrociták, a bőr hámsejtek változása.

Reparatív- felépülés a sejtek károsodása vagy elhalása után;

áram és szövetek.

Kóros- az egészséges szövetekkel nem azonos szövetek elszaporodása;

nam. Például a hegszövet növekedése az égés helyén, a porcok - tovább

a törés helye, a kötőszöveti sejtek szaporodása a helyén

a szív nyaki szövete, rák.

Az utóbbi időben szokás az állati szövetek sejtjeit a módszer szerint elkülöníteni

3 csoportra osztható: labilis, stabil és statikus.

NAK NEK labilis gyorsan és könnyen megújuló sejteket tartalmaznak

a test élete során (vérsejtek, hám, nyálkahártya

álljon gyomor-bél traktus, epidermisz stb.).

NAK NEK stabil olyan szervek sejtjei, mint a máj, hasnyálmirigy

csatornamirigy, nyálmirigy stb., amelyek korlátozottan mutatnak

új megosztási képesség.

NAK NEK statikus ide tartoznak a szívizom és az idegszövet sejtjei, amelyek

a rozs a legtöbb kutató szerint nem osztódik.

A sejtélettan tanulmányozása elengedhetetlen a megértéséhez

az élőlények szerveződésének genetikai szintje és az önszabályozás mechanizmusai

az egész szervezet integrált működését biztosító sejtek.

6. fejezet

GENETIKA HOGYAN A TUDOMÁNY. SZABÁLYOZÁSOK

ÖRÖKLÉS JELEK

6.1 A genetika tárgya, feladatai és módszerei

Az öröklődés és a változékonyság alapvető

az élők tulajdonságai, mivel ezek a szerv bármely szintjén lévő élőlényekre jellemzőek.

nizálás. Az öröklődés és változékonyság törvényeit vizsgáló tudomány

hírt hívják genetika.

A genetika mint tudomány az öröklődést és az öröklődést vizsgálja

ingatagság, nevezetesen foglalkozik val vel következő problémákat:

1) genetikai információ tárolása;

2) genetikai információ átadása;

3) a genetikai információ megvalósítása (használata egy adott

fejlődő szervezet jelei a külső környezet hatására);

4) a genetikai információ változása (a változások típusai és okai,

mechanizmusok).

A genetika fejlődésének első szakasza - 1900-1912. 1900 óta - újra

G. Mendel törvényeinek ismertetése H. De Vries, K. Correns, E. Cher tudósok által.

mák. G. Mendel törvényeinek felismerése.

A második szakasz 1912-1925 - a kromoszóma elmélet megalkotása, T. Mor-

Ghána. A harmadik szakasz 1925-1940 - a mesterséges mutagenezis felfedezése és

az evolúció genetikai folyamatai.

A negyedik szakasz 1940–1953 - génszabályozás kutatása

élettani és biokémiai folyamatok.

Az ötödik szakasz 1953-tól napjainkig a molekuláris fejlődés

biológia.

Ismertek bizonyos információkat a tulajdonságok öröklődéséről

nagyon régen azonban a jelek átvitelének tudományos alapja volt az első

G. Mendel vázolja fel 1865-ben a következő művében: „Kísérletek a növényen

hibridek". Ezek progresszív elképzelések voltak, de a kortársak nem adták

felfedezésének értelme. A „gén” fogalma akkoriban még nem létezett, és G. Men-

del a szaporítósejtekben rejlő "örökletes hajlamokról" beszélt

kah, de természetük ismeretlen volt.

1900-ban egymástól függetlenül H. De Vries, E. Cermak és K. Cor-

rens újra felfedezte G. Mendel törvényeit. Ez az év a születés évének számít

denya a genetikát mint tudományt. 1902-ben T. Boveri, E. Wilson és D. Setton de-

Feltételezést tettek az örökletes tényezők és a kromoszómák kapcsolatáról.

1906-ban W. Betson bevezette a "genetika" kifejezést, 1909-ben pedig W. Johansen -

"gén". 1911-ben T. Morgan és munkatársai megfogalmazták a fő

az öröklődés kromoszómaelméletének zsenialitása. Bebizonyították, hogy a gének

a kromoszómák bizonyos lokuszaiban lineáris sorrendben találhatók,

egy bizonyos tulajdonság kialakulása.

A genetika főbb módszerei: hibridológiai, citológiai és

matematikai. A genetika más kapcsolódó módszereket is aktívan alkalmaz

tudományok: kémia, biokémia, immunológia, fizika, mikrobiológia stb.

Endokrin, parakrin és autokrin szabályozás. Normális esetben a sejtek kizárólag a test belső környezetének (és külső - a sejthez képest) különböző tényezőinek hatására osztódnak. Ez alapvető különbségük az endogén ingerek hatására osztódó transzformált sejtektől. Kétféle élettani szabályozás létezik - endokrin és parakrin. Az endokrin szabályozást speciális szervek (endokrin mirigyek) végzik, beleértve az agyalapi mirigyet, a mellékveséket, a pajzsmirigyet, a mellékpajzsmirigyet, a hasnyálmirigyet és az ivarmirigyeket. Tevékenységük termékeit a vérbe választják ki, és általános hatást gyakorolnak az egész szervezetre.
A parakrin szabályozásra az jellemző, hogy ugyanabban a szövetben a szomszédos sejtek a szekretált és szétszóródott hatóanyagokon keresztül hatnak egymásra. Ezek a mitogén stimulánsok (polipeptid növekedési faktorok) közé tartozik az epidermális növekedési faktor, a vérlemezke növekedési faktor, az interleukin-2 (T-sejt növekedési faktor), az idegi növekedési faktor és sok más.
A tumorsejtekre jellemző autokrin szabályozás abban különbözik a parakrin szabályozástól, hogy egy és ugyanaz a sejt a növekedési faktor forrása és célpontja is. Az eredmény a sejt szüntelen, önfenntartó mitogén "gerjesztése", amely szabályozatlan szaporodáshoz vezet. Ebben az esetben a sejtnek nincs szüksége külső mitogén ingerekre, és teljesen autonóm lesz.
A mitogén jel átvitele többlépcsős folyamat. A sejt típusától és a specifikus mitogén ingertől függően a számos jelátviteli útvonal egyike valósul meg. Az úgynevezett MAP kináz kaszkádot az alábbiakban „prototípusként” írjuk le.
A növekedési faktorokat (a proliferáció szabályozóit) egyes sejtek választják ki, másokra parakrin módon hatnak. Ezek kisméretű fehérjék. Az EGF (epidermális növekedési faktor) polipeptidlánc például 53 aminosavból áll. A növekedési faktoroknak számos családja létezik, amelyek mindegyikének egy-egy képviselőjét szerkezeti és funkcionális hasonlóságok egyesítik. Egy részük serkenti a proliferációt (például EGF és PDGF, thrombocyta eredetű növekedési faktor, thrombocyta növekedési faktor), míg mások (TGF-p, TNF, interferonok) elnyomják azt.
A receptorok a sejtfelszínen helyezkednek el. Minden sejtnek megvan a maga receptorrepertoárja, és ennek megfelelően saját speciális válaszkészlete. Funkcionálisan nagyon fontos családot alkotnak az úgynevezett tirozin kináz receptorok (TCR), amelyek enzimatikus (protein kinase) aktivitással rendelkeznek. Több doménből (strukturális és funkcionális blokkokból) állnak: extracelluláris (kölcsönhatásba lép a ligandummal - jelen esetben a növekedési faktorral), transzmembránból és szubmembránból, amelyek tirozin protein kináz aktivitással rendelkeznek. A felépítéstől függően a TCR-eket több alosztályra osztják.
Növekedési faktorokhoz (például EGF) kötődve a receptormolekulák dimerizálódnak, intracelluláris doménjeik közelednek egymáshoz, és intermolekuláris autofoszforilációt indukálnak a tirozinnál. Ez a transzmembrán jelátvitel egy „gerjesztési” hullám kezdete, amely aztán foszforilációs reakciók kaszkádjaként terjed a sejtbe, és végül eléri a sejtmag kromoszómális apparátusát. A TCR-ek tirozin kináz aktivitással rendelkeznek, de ahogy a jel bejut a sejtbe, a foszforiláció típusa szerinre/treoninra változik.
Ras fehérjék. Az egyik legfontosabb a Ras fehérjéket érintő jelátviteli útvonal (ez az ún. G-fehérjék egy alcsaládja, amelyek guanil nukleotidokkal komplexeket képeznek; a Ras-GTP az aktív forma, a Ras-GDP inaktív). Ez az útvonal - a magasabb rendű eukarióták sejtosztódásának szabályozásának egyik fő útvonala - annyira konzervatív, hogy komponensei képesek helyettesíteni a megfelelő homológokat a Drosophila, az élesztő és a fonálférgek sejtjeiben. Számos, a környezetből kiinduló jelet közvetít, és úgy tűnik, a test minden sejtjében működik. A Ras egyfajta forgóajtóként működik, amelyen keresztül szinte minden cellába belépő jelnek át kell haladnia. Ennek a fehérjének a sejtosztódás szabályozásában betöltött kritikus szerepe az 1980-as évek közepe óta ismert, amikor is számos humán daganatban megtalálták a megfelelő gén aktivált formáját (Ras onkogén). Az onkogén aktiválása (az onkogének olyan gének, amelyek szabályozatlan sejtosztódást okoznak) a karcinogenezis egyik fő eseménye. Ez a sejtszaporodás szabályozásában részt vevő normál gén (protoonkogén – normális sejtgén, amely a szerkezet megsértése esetén képes tumornövekedést indukálni) olyan károsodása, amely tartósan működőképessé (aktívvá) teszi, és ezzel egyformán indukál. folyamatos (szabályozatlan) sejtosztódás. Mivel a sejtszaporodás szabályozásában számos sejtgén (protoonkogén) vesz részt, amelyek károsodása potenciálisan daganatnövekedést okozhat, ezért számos (több tíz, esetleg több száz) onkogén is létezik.
A Ras-közvetített jelátviteli útvonal egy speciális helyzetében (például amikor az EGF kölcsönhatásba lép a receptorral) az utóbbi dimerizációja a szubmembrán doménjében lévő tirozin-maradékok egyikének autofoszforilációjához vezet. Ennek eredményeként lehetővé válik számos, a jelátviteli útvonaltól lefelé elhelyezkedő fehérje (Grb2 adapter fehérje, Sos1 fehérje) önszerveződése (egy komplexbe való „toborzás”). Ez a multiprotein komplex a plazmamembránban lokalizálódik.
MAP kináz kaszkád. MAP-kinázok (mitogén által aktivált protein kinázok) - szerin / treonin protein kinázok, amelyek a sejt mitogén stimulációja következtében aktiválódnak. A kináz kaszkád az egyik enzim szekvenciális aktiválása eredményeként jön létre, amely a jelátviteli útvonalon "magasabban" helyezkedik el. A Ras fehérje stimulálása és a szubmembrán komplex képződése következtében megnő a citoplazmatikus szerin/treonin két MAP kináz (más néven ERK1 és ERK2, az extracelluláris szignál által szabályozott protein kinázok 1 és 2) aktivitása, amelyek mozognak. a citoplazmából a sejtmagba, ahol foszforilálják a kulcsfontosságú transzkripciós faktorokat - a különféle gének aktivitását szabályozó fehérjéket.
Átírás aktiválása. A sejt S-fázisba való bejutását meghatározó gének csoportját az AP-1 transzkripciós faktor - a Jun és Fos fehérjék komplexe - aktiválja (az ezeket kódoló gének - c-Jun és c-Fos, a c - sejtből származó, sejtes eredetüket jelöli, ellentétben a v-Jun és v-Fos vírus onkogénekkel). Ezek a transzkripciós faktorok kölcsönhatásba léphetnek egymással, és sok homo- és heterodimert képezhetnek, amelyek a DNS bizonyos régióihoz kötődnek, és stimulálják az RNS-szintézist az ezekkel a régiókkal szomszédos géneken. A MAP kinázok kétféle módon növelik az AP-1 aktivitást:
közvetített, aktiváló gének, amelyek ezeket a transzkripciós faktorokat kódolják, és ezáltal növelik tartalmukat a sejtben;
direkt, foszforilezik az alkotó szerin- és treoninmaradékaikat.
A génaktiválás eredményeként olyan fehérjék keletkeznek, amelyek a DNS-szintézishez és az azt követő mitózishoz szükségesek. Az újonnan képződött fehérjék egy része (Fos, Jun, Myc), amelyeket azonnali fehérjékként ismerünk, szabályozó funkciókat látnak el; a DNS meghatározott régióihoz kötődve aktiválják a szomszédos géneket. Egy másik csoport olyan enzimekből áll, mint a timidin-kináz, ribonukleotid-reduktáz, dihidrofolát-reduktáz, timidilát-szintáz, ornitin-dekarboxiláz, DNS-polimeráz, topoizomerázok és a DNS-szintézishez közvetlenül kapcsolódó enzimek. Ezenkívül az általános fehérjeszintézis fokozódik, mivel minden sejtszerkezet reprodukálódik minden megkettőződési ciklusban.
A mitogén jel megvalósítása. A mitogén jel átvitelének eredménye egy komplex sejtosztódási program megvalósítása.
Sejtciklus. A sejtek három állapot egyikében lehetnek - osztódási ciklusban, nyugalmi szakaszban a ciklusba való visszatérés lehetőségének megőrzésével, és végül a terminális differenciálódás szakaszában, amelyben az osztódási képesség teljesen elveszett. . Csak azok a sejtek képezhetnek daganatot, amelyek megőrizték osztódási képességüket.
A különböző emberi sejtek megkettőződési ciklusa 18 órától (csontvelősejtek) 450 óráig (vastagbélkripta sejtek) terjed, átlagosan 24 óra. Mitózis (M) és DNS-szintézis (S fázis), amelyek között két köztes (rés) található. megkülönböztetett időszak - G1 és G2, a legszembetűnőbb; az interfázis (két osztódás közötti időszak) során a sejt növekszik és felkészül a mitózisra. A G1 fázisban van egy pillanat (az ún. R korlátozási pont), amikor a következő osztási ciklusba való belépés vagy a G0 nyugalmi szakaszba lépés között kell választani. A sejt bejutása az osztódási ciklusba egy valószínűségi folyamat, amelyet számos (belső és külső) feltétel kombinációja határoz meg; azonban a kiválasztás után a további lépések automatikusan zajlanak. Bár egy sejt blokkolódhat az osztódási ciklus egyik vagy másik szakaszában, ez általában valamilyen különleges körülménynek köszönhető.
A ciklusban különösen fontosak azok a pillanatok, amikor a sejt belép a DNS szintézis fázisába (G/S fázishatár) és a mitózisba (G2/M fázishatár), ahol egyfajta „ellenőrző pontok” működnek, amelyek első esetben az integritást ellenőrzik. a DNS (replikációs készenléte), a másodikban pedig a replikáció teljessége. A sérült vagy alulreplikált DNS-sel rendelkező sejtek a megfelelő fázisok határán blokkolva vannak, ami megakadályozza, hogy szerkezeti hibái mutációk, deléciók és egyéb rendellenességek formájában az utódokra kerüljenek. Egy bizonyos felügyeleti rendszer, amely látszólag a sejtben létezik, egy DNS-javító rendszert indukál, aminek a befejezése után a sejt mozgása a ciklus mentén folytatható. A javítás alternatívája az apoptózis, amely radikálisan megszünteti a hibás (potenciálisan daganatos) sejtek klónjának kockázatát a szervezetben. A konkrét választás számos körülménytől függ, beleértve a sejt egyedi jellemzőit is.
A DNS-replikáció folyamata bonyolult és időigényes (több órát vesz igénybe), mivel a sejt minden genetikai anyagát teljesen pontosan kell reprodukálni. Ha bármilyen eltérés lép fel benne, a sejt blokkolva van a mitózis felé közeledve (a G2/M fázishatáron), és apoptózison is áteshet. Az ellenőrző pontok védőértékét aligha lehet túlbecsülni, hiszen funkcionális hibáik végső soron a sejt tumoros átalakulását és egy már kialakult daganat progresszióját is eredményezik.
Ciklikus reakciók. A sejtciklust "mozgató" fehérjéknek két családja létezik: a ciklin (ciklin)-függő szerin/treonin protein kinázok (Cdk, ciklin-dependens kinázok) és maguk a ciklinek. A ciklinek szabályozzák a Cdk aktivitását, és így azt a képességüket, hogy módosítsák a ciklus metamorfózisában közvetlenül részt vevő célstruktúrákat. Részvételükkel a ciklus olyan fontos szakaszait hajtják végre, mint a magmembrán szétesése, a kromatin kondenzációja, az orsó kialakulása és számos más. A Cdk csak az egyik ciklinnel együtt aktív. Ebben a tekintetben számos Cdkciklin komplex összeállítása és aktiválása, valamint disszociációjuk a sejtciklus kulcsfontosságú mozzanatai.
Ahogy a nevük is sugallja, a ciklinek a ciklus szigorúan meghatározott pontjain szintetizálódnak és szétesnek, amelyek a különböző ciklinek esetében eltérőek. Három fő osztályuk van: a dL ciklinek, amelyek a GyS átjutásához, az S-ciklinek - az S-fázis átjutásához és a G2 (vagy mitotikus) - ciklinek a mitózisba való belépéshez. Az emlőssejtekben több Cdk család is található, amelyek különböző szabályozó hatásokban vesznek részt. Egyik vagy másik ciklin eltávolítása az intracelluláris környezetből szigorúan egy adott pillanatban éppolyan fontos, mint megjelenése (a ciklinek eltávolítása az intracelluláris környezetből mind lebomlásukkal, mind szintézis blokkolással történik), például mitózisban (pl. a meta- és anafázis határa) proteolízis eredményeként az egyik ciklin gyorsan lebomlik; ha ez nem történik meg, akkor a mitózis nem fejeződhet be, és a leánysejtek szétválása sem történik meg.
Az S-fázisban való előrehaladás megköveteli a Cdk2, Cdk4 és Cdk6 kinázok aktiválását, amelyek kölcsönhatásba lépnek a H-fázisú ciklinekkel (különösen a ciklin D-vel). A Cdc2 komplex az első dLfázisú ciklinnel a következő ciklin gén transzkripcióját indukálja stb., ami a sejteket egyre tovább mozgatja a ciklus mentén. Kezdetben a Cdc2-ciklin D helyébe Cdc2-ciklin E kerül, amelyet viszont a Cdc2-ciklin A helyettesít, amely aktiválja a DNS-szintézis apparátust. Amikor a sejt az S-fázisba lép, a dL ciklinek lebomlanak, és csak a következő ciklus G1 fázisában jelennek meg újra.
Ellenőrző pontok (angol). Bármilyen stresszes hatás (például tápanyaghiány, hipoxia, különösen DNS-károsodás) blokkolja a mozgást a cikluson keresztül a fent említett két ellenőrzőpont egyikén. Ezen leállások során olyan felügyeleti mechanizmusok aktiválódnak, amelyek:
DNS-károsodás kimutatása;
a DNS-szintézist blokkoló vészjelet továbbítani, vagy
mitózis;
aktiválja a DNS-javítás mechanizmusait.
Ez biztosítja a genom stabilitását. Mint fentebb említettük, a G / S szabályozó mechanizmus blokkolja a DNS replikációját és aktiválja a javítási folyamatokat (vagy indukálja az apoptózist), míg a G2 / M szabályozó mechanizmus gátolja a mitózist, amíg a replikáció be nem fejeződik. sérült genom.
Az ellenőrzőpont mechanizmus magában foglalja a Cdk-ciklin komplexeket és számos további fehérjét - Rb, p53 és mások. Kombinációjuk „fékek” rendszerét alkotja, amely megfelelő inger hiányában megakadályozza a sejt osztódását. Az ezeket a fehérjéket kódoló géneket szupresszor géneknek nevezzük. Ennek a rendszernek a különleges jelentősége abban rejlik, hogy a sejt rákos átalakulása csak inaktiválása után válik lehetővé. Egy szomatikus sejtben minden génnek két allélja van, beleértve a szupresszor géneket is, ezért inaktiválásukhoz két független eseményre van szükség (például az egyik allél törlése és egy másik mutációja). Emiatt a "sporadikus" daganatok viszonylag ritkán jelennek meg (viszonylag kicsi annak a valószínűsége, hogy egy sejtben több független mutáció fordul elő, amelyek mindkét kromoszóma ugyanazt a lokuszát érintik), és rendkívül gyakoriak a "családi" daganatok ("rákban"). "családok közül az egyik egy adott szupresszorgén öröklött allélje kezdetben hibás). Az utóbbi esetben egy adott szervezet összes sejtjében a "fékek" rendszere csak egy normál alléllel van ellátva, ami élesen csökkenti annak megbízhatóságát és növeli a daganat kockázatát. Pontosan ez történik az örökletes retinoblasztómában (egy Rb allél törlése) és más örökletes szindrómákban (egy allél, p53 vagy más szuppresszor gének deléciója vagy károsodása).
A hibás vagy hiányzó p53 szupresszor fehérjével rendelkező sejtekben a GyS ellenőrzőpont hibás. Ez abban nyilvánul meg, hogy az ionizáló sugárzással vagy más módon kiváltott DNS-károsodás nem vezet sejtretencióhoz a G 1 / S fázishatáron vagy capoptózishoz. Ennek eredményeként a populáció olyan sejteket halmoz fel, amelyek többszörösen megsértik a DNS-szerkezetet; a genom instabilitása megjelenik és idővel növekszik, ami hozzájárul új sejtklónok megjelenéséhez. Természetes szelekciójuk áll a tumor progressziójának hátterében – a daganat állandó „sodródásában” az egyre nagyobb autonómia és rosszindulatú daganatok felé.
Az apoptózis (vagy programozott sejthalál) a sejtes „öngyilkosság” széles körben elterjedt biológiai jelensége, amelyet vagy különféle külső ingerek, vagy feloldhatatlan „belső” konfliktusok (például a DNS-károsodás helyreállításának képtelensége) idéznek elő. Az apoptózis szerepe nemcsak az embriogenezis során végbemenő morfogenetikai folyamatokban (szervképződés, egyes szövetek másokkal való helyettesítése, ideiglenes szervek felszívódása stb.) nagy, hanem felnőtt szervezetben a szöveti homeosztázis fenntartásában is.
A szöveti homeosztázis szabályozásában a sejthalál a mitózist kiegészítő funkciót tölt be. A daganatsejtekben a sejthalál program a legtöbb esetben blokkolva van, ami jelentősen hozzájárul a tumortömeg növekedéséhez.
Apoptózis mechanizmusai. Alapvető fontosságú az a tény, hogy az apoptózis mechanizmusai rendkívül konzervatívak, és megőrzik alapvető törvényszerűségeiket az evolúciós szempontból nagyon távoli élőlényekben. Ez a körülmény lehetővé tette emlősökben (különösen emberben) olyan gének azonosítását, amelyek homológok a fonálférgek apoptózisát okozó génekkel, egy olyan szervezetben, amelyben először fedezték fel és tanulmányozták ezt a folyamatot irányító genetikai rendszert.
Ennek eredményeként a Bcl-2 család génjeit azonosították emlősökben. Magának a Bc1-2-nek és egyes homológjainak szerepe anti-apoptotikus (megelőzi a sejthalált), míg más családtagoknál, például Baxnál, pro-apoptotikus. A Bax és a Bc1-2 fehérjék képesek egymással komplexet képezni. Egy adott sejt sorsa a pro- és anti-apoptotikus fehérjék relatív intracelluláris tartalmától függően dől el. A Bcl-2 családba tartozó fehérjék hatásmechanizmusa nem teljesen világos.
Nagy funkcionális jelentőségű a specifikus receptorokon keresztül kiváltott apoptózis mechanizmusa a CD95 (egy 45 kDa-os transzmembrán receptor fehérje, amely specifikus ligandumhoz vagy antitestekhez kötődve jelet ad át az apoptózisnak) és a TNF-R (tumor nekrózis faktor receptor, tumor). nekrózis faktor receptor). Ezek a receptorok, amelyeket az extracelluláris domének hasonlósága egyesít, egy nagy család részét képezik. A ligandumok (a TNF-R és CD95 receptorokkal specifikusan kölcsönhatásba lépő molekulák) a TNF, illetve CD95-L, amelyek transzmembrán fehérjék, de működhetnek oldható, "szabad" formában is. Onkológiai szempontból különösen érdekes a TNF, egy citokin, amelyet számos sejt (makrofágok, monociták, limfoid sejtek, fibroblasztok) termel gyulladásra, fertőzésre és egyéb stresszes hatásokra válaszul. Sokféle olykor ellentétes reakciót vált ki, beleértve a lázat, sokkot, tumornekrózist, anorexiát; valamint immunregulációs eltolódások, sejtproliferáció, differenciálódás és apoptózis. Ebben az esetben az apoptózist a specifikus cisztein-proteáz ICE közvetíti, amely sok intracelluláris célfehérjét elpusztít. Az ICE túlzott expressziója a sejtben apoptózist indukál. méret = 5 arc = "Times New Roman">

1. Növekedési tényezők(makrofágok, limfociták, fibroblasztok, vérlemezkék stb.) - a proliferáció stimulálása és az apoptózis korlátozása.

2. Keylons- glikoprotein szövetspecifikus növekedésgátlók.

3. Fibronektin fibroblaszt kemoattraktáns.

4. Laminin- a bazális membránok fő tapadó fehérje.

5. Sindekan-a sejtmembránok szerves proteoglikánja, megköti a kollagént, a fibronektint és a trombospondint.

6. Trombospondin- glikoprotein, komplexeket képez szindekánnal, kollagénnel és heparinnal, alapvető szerepet játszik a csontszövet felépítésében.

A biológiailag aktív anyagok (BAS) kialakulása és hatásának érvényesülése a gyulladás egyik kulcsfontosságú láncszeme. A BAS biztosítja a gyulladás kialakulásának szabályszerűségét, általános és helyi megnyilvánulásainak kialakulását, valamint a gyulladás kimenetelét. Ezért szokták a biológiailag aktív anyagokat ún "Gyulladásközvetítők".

Gyulladásközvetítők- Ezek olyan lokális kémiai jelek, amelyek a gyulladás fókuszában keletkeznek, felszabadulnak vagy aktiválódnak, és a fókuszon belül is hatnak és megsemmisülnek. A gyulladás mediátorai (mediátorai) olyan biológiailag aktív anyagok, amelyek felelősek bizonyos gyulladásos jelenségek előfordulásáért vagy fenntartásáért, például fokozott érpermeabilitás, kivándorlás stb.

Ugyanazok az anyagok, amelyek a szervezet normális élettevékenységének körülményei között, különböző szervekben és szövetekben fiziológiás koncentrációban képződnek, felelősek a sejtek, szövetek szintjén a funkciók szabályozásáért. Gyulladás esetén nagy mennyiségben (a sejtek és a folyékony táptalaj aktiválódása miatt) lokálisan felszabadulva új minőséget - gyulladásos mediátorokat - sajátítanak el. Szinte minden mediátor a gyulladás modulátora is, vagyis képes fokozni vagy gyengíteni a gyulladásos jelenségek súlyosságát. Ez befolyásuk összetettségéből és kölcsönhatásukból adódik mind az anyagok termelő sejtjeivel, mind egymás között. Ennek megfelelően egy mediátor hatása lehet additív (additív), potencírozó (szinergikus) és gyengítő (antagonista), a mediátorok kölcsönhatása lehetséges szintézisük, szekréciójuk vagy hatásuk szintjén.

A mediátor láncszem a fő a gyulladás patogenezisében. Koordinálja számos sejt kölcsönhatását - a gyulladás effektorait, a sejtfázisok változását a gyulladás fókuszában. Ennek megfelelően a gyulladás patogenezise felfogható több intercelluláris kölcsönhatás láncolatának, amelyet a gyulladás mediátorai-modulátorai szabályoznak.

A gyulladásos mediátorok meghatározzák a változási folyamatok kialakulását és szabályozását (beleértve az anyagcsere, a fizikai-kémiai paraméterek, a szerkezet és a funkció változásait), az érrendszeri reakciók kialakulását, a vérsejtek folyadékkiválasztását és emigrációját, a fagocitózist, a proliferációt és a reparatív folyamatokat a gyulladás fókuszában.

A legtöbb mediátor úgy látja el biológiai funkcióját, hogy specifikusan a célsejtek receptoraira hat. Néhányuknak azonban közvetlen enzimatikus vagy toxikus aktivitása van (például lizoszómális hidrolázok és aktív oxigéngyökök). Az egyes mediátorok funkcióit a megfelelő inhibitorok szabályozzák.

A gyulladásos mediátorok forrásai lehetnek a vérplazma és a gyulladásban részt vevő sejtek. Ennek megfelelően a gyulladásos mediátorok 2 nagy csoportját különböztetjük meg: humorális és sejtes. Humorális

A mediátorokat főként olyan polipeptidek képviselik, amelyek inaktív állapotban folyamatosan keringenek a vérben, és főként a májban szintetizálódnak. Ezek a közvetítők alkotják az ún "A vérplazma őrkutya polirendszere". Sejtközvetítők de novo szintetizálható (például arachidonsav metabolitjai), vagy felszabadulhat a sejtraktárakból (például hisztamin). A gyulladás fókuszában lévő sejtes mediátorok forrásai főként a makrofágok, neutrofilek és bazofilek.

A gyulladás humorális mediátorai közül a legfontosabbak komplement származékai. A komplement aktiválása során képződő közel 20 különböző fehérje közül a C5a, C3a, C3b fragmensek és a C5b-C9 komplex közvetlen kapcsolatban állnak a gyulladással. Ezenkívül a C5a és kisebb mértékben a C3a az akut gyulladás közvetítői. A C3b opszonizálja a kórokozót, és ennek megfelelően elősegíti az immunadhéziót és a fagocitózist. A C5b-C9 komplex felelős a mikroorganizmusok és a kórosan megváltozott sejtek líziséért. A komplement forrása a vérplazma és kisebb mértékben az intersticiális folyadék. A plazmakomplement fokozott eljuttatása a szövetekbe a váladékozás egyik fontos felhasználási módja. A belőle karboxipeptidáz N hatására a plazmában és szövetfolyadékban képződő C5a, C5a des Arg és C3a növeli a posztkapilláris venulák permeabilitását. Ugyanakkor a C5a és C3a, mivel anafilatoxinok (azaz a hízósejtekből felszabadító hisztamin), a hisztaminon keresztül közvetlenül és közvetve is növelik a permeabilitást. A C5a des Arg hatása nem kapcsolódik a hisztaminhoz, hanem neutrofil-függő, azaz permeabilitás polimorfonukleáris granulocitákból felszabaduló faktorok - lizoszómális enzimek és nem enzimatikus kationos fehérjék, aktív oxigén metabolitok. Ezenkívül a C5a és a C5a des Arg vonzza a neutrofileket. Ezzel szemben a C3a gyakorlatilag nem rendelkezik kemotaktikus tulajdonságokkal. A komplement aktív komponensei nemcsak hisztamint és granulocita termékeket szabadítanak fel, hanem interaeukin-1-et, prosztaglandinokat, leukotriéneket, a vérlemezkék aktiváló faktorát, és szinergikus kölcsönhatásba lépnek a prosztaglandinokkal és a P anyaggal.

Kinin- vazoaktív peptidek, amelyek kininogénekből (alfa2-globulinok) képződnek kallikreinek hatására a plazmában (nonapeptid bradikinin) és a szövetfolyadékban (dekapeptid lizilbradikinin vagy kallidin). A kallikrein-kinin rendszer aktiválásának kiváltó tényezője a Hageman faktor (a véralvadás XII faktora) aktiválása szövetkárosodásban, amely a prekallikreineket kallikreinekké alakítja.

A kininek közvetítik az arteriolák tágulását és a venula permeabilitás növekedését az endothel sejtek összehúzódása révén. Összehúzzák a vénák simaizmát, és növelik az intrakapilláris és vénás nyomást. A kininek gátolják a neutrofilek emigrációját, modulálják a makrofágok eloszlását, serkentik a T-limfociták migrációját és mitogenezisét, valamint a limfokinek szekrécióját. Ezenkívül fokozzák a fibroblasztok proliferációját és a kollagén szintézist, ezért fontosak lehetnek a reparatív jelenségekben és a krónikus gyulladások patogenezisében.

A kininek egyik legjelentősebb hatása a reflexek aktiválása az érzőidegvégződések irritációja révén, és ezáltal gyulladásos fájdalom közvetítésével. A kininek előidézik vagy fokozzák a hízósejtekből a hisztamin felszabadulását, a prosztaglandinok szintézisét számos sejttípusban, ezért néhány fő hatásuk - értágulat, simaizom-összehúzódás, fájdalom - más mediátorok, különösen a prosztaglandinok felszabadulásával függ össze.

A Hageman-faktor aktiválása nemcsak a kininképződés folyamatát, hanem a véralvadást és a fibrinolízist is beindítja. Ebben az esetben olyan mediátorok képződnek, mint a fibrinopeptidek és a fibrin bomlástermékei, amelyek erős hematraktánsok. Mindemellett a fibrinolízis és a vérrögképződés a fókusz ereiben elengedhetetlen mind a kóros, mind a védő jelenségekben.

A sejtes mediátorok közül az elsődlegesek eikozanoidok mivel nagy valószínűséggel a gyulladásos válasz központi mediátorai. Ezt bizonyítja az eikozanoidok termelésének hosszú távú fenntartása a fókuszban, szoros kapcsolatuk a gyulladásos folyamat kulcsfontosságú eseményével - a leukocita infiltrációval, valamint a szintézisüket gátló anyagok erős gyulladáscsökkentő hatása.

A gyulladás fókuszában lévő eikozanoidok előállításában a fő szerepet a leukociták, különösen a monociták és a makrofágok játsszák, jóllehet ez utóbbiak stimulálásakor szinte minden sejtmagtípus képződik. A gyulladás fókuszában a domináns eikozanoidok szinte mindig a prosztaglandin (PG) E2, a leukotrién (LT) B4 és az 5-hidroxieikozatetraénsav (5-HETE). Tromboxán (Tx) A2, PGF2alfa, PGD2, prosztaciklin (PG12), LTS4, LTD4, LTE4 és egyéb GETE is képződik, bár kisebb mennyiségben.

Az eikozanoidok fő hatása a gyulladásban a leukocitákra vonatkozik. A PG, a TCS és különösen az LT erős hematraktánsok, így fontos szerepet játszanak a leukocita-infiltráció önfenntartásának mechanizmusában. A PG-k önmagukban nem növelik a vaszkuláris permeabilitást, de erős értágítókként fokozzák a hiperémiát és ennek következtében a váladékozást. Az LTV4, JITD4, LTE4 növeli a vaszkuláris permeabilitást az endothelsejtek közvetlen összehúzódásával, az LTV4 pedig - mint neutrofil-függő mediátor. A PH és LT fontosak a gyulladásos fájdalom kialakulásában. Ugyanakkor a PGE2 anélkül, hogy közvetlen fájdalmas aktivitást mutatna, növeli az afferens fájdalom idegvégződéseinek receptorainak érzékenységét a bradikininre és a hisztaminra. A PGE2 egy erős lázcsillapító szer, és a gyulladásos láz részben annak felszabadulásának tudható be. A PG-k kulcsszerepet játszanak a gyulladásos folyamat modulálásában, a leukociták exudációjának, emigrációjának és degranulációjának, fagocitózisának kétirányú szabályozásában. Például a PGE képes fokozni a hisztamin vagy a bradikinin által okozott ödéma kialakulását, míg a PGF2alfa ezzel szemben gyengítheti. Hasonló kapcsolat a PGE és a PGF2alfa között a leukocita kivándorlásra is vonatkozik.

Az egyéb gyulladásos mediátorokkal való interakciók különösen széles skálája jellemző az RT-re. Szinergikus kölcsönhatásba lépnek a hörgőgörcs kapcsán a hisztaminnal, acetilkolinnal, PG-vel és TCS-sel, serkentik a PG és a TCS felszabadulását. Az eikozanoidok moduláló funkciója a sejtekben a ciklikus nukleotidok arányának változásán keresztül valósul meg.

Források hisztamin bazofilek és hízósejtek. szerotonin(neurotranszmitter) emberben, a hízósejtekben kis mennyiségen kívül a vérlemezkékben és az enterokromaffin sejtekben is megtalálható. A hízósejtek degranulációja során bekövetkező gyors felszabadulása miatt , a mikroerek lumenének megváltoztatásának és a venulák endothel sejtjeinek közvetlen összehúzódásának képessége, a hisztamin és a szerotonin a kezdeti mikrokeringési rendellenességek fő közvetítőinek tekinthetők az akut gyulladás fókuszában és az érrendszeri permeabilitás növekedésének közvetlen fázisában. A hisztamin dualista szerepet játszik mind az erekben, mind a sejtekben. A H2 receptorokon keresztül tágítja az arteriolákat, a H1 receptorokon keresztül pedig szűkíti a venulákat, ezáltal növeli az intrakapilláris nyomást. A Hi-receptorokon keresztül a hisztamin serkenti, a H1-receptorokon keresztül pedig gátolja a leukociták kivándorlását és degranulációját. A gyulladás normál lefolyása során a hisztamin elsősorban a neutrofilek H1 receptorain keresztül hat, korlátozva funkcionális aktivitásukat, a monocitákon pedig a H1 receptorokon keresztül serkenti azokat. Így a gyulladást elősegítő érrendszeri hatásokkal együtt gyulladáscsökkentő sejtszintű hatása is van. A szerotonin stimulálja a monocitákat is a gyulladás helyén. A hisztamin a fibroblasztok proliferációjának, differenciálódásának és funkcionális aktivitásának kétirányú szabályozását végzi, ezért fontos lehet a reparatív jelenségekben. A hisztamin moduláló hatásait szintén ciklikus nukleotidok közvetítik.

Ami a biogén aminok kölcsönhatásait illeti a gyulladás fókuszában, ismert, hogy a hisztamin a Hi-receptorokon keresztül kiválthatja vagy fokozhatja a prosztaglandinok szintézisét, és a H-receptorokon keresztül - gátolhatja. A biogén aminok kölcsönhatásba lépnek egymással és a bradikininnel, nukleotidokkal és nukleozidokkal, a P anyaggal az érpermeabilitás növelésében. A hisztamin értágító hatása fokozódik acetilkolinnal, szerotoninnal, bradikininnel kombinálva.

A fő forrás lizoszómális enzimek a gyulladás fókuszában fagociták - granulociták és monociták-makrofágok. Annak ellenére, hogy a fagocitózis nagy jelentősége van a gyulladás patogenezisében, a fagociták elsősorban az extracellulárisan szekretált mediátor-modulátorok mobil hordozói. A lizoszómális tartalom felszabadulása kemotaktikus stimulációjuk, migrációjuk, fagocitózisuk, károsodásuk, haláluk során történik. Az emberben a lizoszómák fő összetevői a semleges proteinázok - elasztáz, katepszin G és a primer, azurofil, neutrofil granulátumokban található kollagenázok. Az antimikrobiális védekezési folyamatokban, beleértve a gyulladást is, a proteinázok a „másodrendű” faktorok közé tartoznak az oxigénfüggő (mieloperoxidáz - hidrogén-peroxid) és az oxigéntől független mechanizmusok, például a laktoferrin és a lizozim után. Főleg a már elpusztult mikroorganizmusok lízisét biztosítják. A proteinázok fő hatása a gyulladásos jelenségek közvetítése és modulálása, beleértve a saját szövetek károsodását is. A proteinázok mediátor és moduláló hatása az erek permeabilitásával, emigrációjával, fagocitózisával összefüggésben történik.

A vaszkuláris permeabilitás növekedése a lizoszómális enzimek hatására a szubendoteliális mátrix lízise, ​​az endoteliális sejtek elvékonyodása és fragmentációja miatt következik be, és vérzés és trombózis kíséri. A legfontosabb kemotaktikus anyagokat képező vagy hasító lizoszómális enzimek a leukocita infiltráció modulátorai. Ez mindenekelőtt a komplementrendszer és a kallikrein-kinin összetevőire vonatkozik.

A lizoszómális enzimek a koncentrációtól függően maguk is fokozhatják vagy gátolhatják a neutrofilek migrációját. A fagocitózissal kapcsolatban a semleges proteinázoknak is számos hatása van. Közelebbről, az elasztáz C3b opszonint képezhet; A C3b a részecskék neutrofil felületéhez való tapadásához is fontos. Következésképpen a neutrofil egy mechanizmust biztosít a fagocitózis fokozására. Mind a katepszin G, mind az elasztáz növeli a neutrofil membrán Fc receptorának affinitását az immunglobulin komplexekhez, és ennek megfelelően fokozza a részecske abszorpció hatékonyságát.

A lizoszómális enzimek komplementrendszert, kallikrein-kinint, koagulációt és fibrinolízist aktiváló, citokinek és limfokinek felszabadító képessége miatt gyulladások alakulnak ki és hosszú ideig önfenntartók.

A legfontosabb tulajdonság nem enzimatikus kationos fehérjék, A neutrofilek azurofil és specifikus granulátumaiban egyaránt megtalálható nagy mikrobicid hatásuk. Ebből a szempontból szinergikus kölcsönhatásban állnak a mieloperoxidáz-hidrogén-peroxid rendszerrel. A kationos fehérjék elektrosztatikus kölcsönhatás révén adszorbeálódnak a baktériumsejt negatív töltésű membránján. Ennek eredményeként a membrán permeabilitása és szerkezete megzavarodik, és a mikroorganizmus elpusztul, ami előfeltétele a későbbi hatékony lizoszómális proteinázok általi lízisének. Az extracellulárisan felszabaduló kationos fehérjék közvetítik a vaszkuláris permeabilitás növekedését (főleg a hízósejtek degranulációjának és a hisztamin felszabadulásának indukálásával), a leukociták adhézióját és emigrációját.

A fő forrás citokinek(monokinek) a gyulladásban stimulált monociták és makrofágok. Ezenkívül ezeket a polipeptideket neutrofilek, limfociták, endoteliális és más sejtek termelik. A legjobban vizsgált citokinek az interleukin-1 (IL-1) és a tumor nekrózis faktor (TNF). A citokinek növelik a vaszkuláris permeabilitást (nem nitrofil-függő módon), a leukociták adhézióját és emigrációját. A gyulladást elősegítő tulajdonságok mellett a citokinek a szervezet közvetlen védelmében is szerepet játszhatnak, serkentik a neutrofilek és monociták elpusztítását, a behatoló mikroorganizmusok felszívódását és emésztését, valamint fokozzák a fagocitózist a kórokozó opszonizálásával.

A sebtisztítás, sejtproliferáció és differenciálódás serkentésével a citokinek fokozzák a reparatív folyamatokat. Ezzel együtt közvetíthetik a szövetpusztulást (a porcmátrix degradációját és a csontreszorpciót), így szerepet játszhatnak a kötőszöveti betegségek, különösen a rheumatoid arthritis patogenezisében.

A citokinek hatása számos metabolikus hatást is okoz, amelyek a gyulladás általános megnyilvánulásainak hátterében állnak - láz, álmosság, étvágytalanság, metabolikus változások, a hepatociták stimulálása az akut fázis fehérjék szintézisének fokozása érdekében, a vérrendszer aktiválása stb.

A citokinek kölcsönhatásba lépnek egymással, prosztaglandinokkal, neuropeptidekkel és más mediátorokkal.

Számos gyulladásos mediátor is szerepel limfokinek- stimulált limfociták által termelt polipeptidek. A legtöbbet vizsgált limfokinek, amelyek a gyulladásos választ modulálják, a makrofág-gátló faktor, a makrofágokat aktiváló faktor, az interleukin-2. A limfokinek koordinálják a neutrofilek, makrofágok és limfociták kölcsönhatását, így általában szabályozzák a gyulladásos választ.

Aktív oxigén metabolitok, mindenekelőtt a szabad gyökök - szuperoxid anion gyök, hidroxil gyök HO, perhidroxil egy vagy több párosítatlan elektron jelenléte miatt a külső pályájukon megnövekedett reaktivitást mutatnak más molekulákkal, és ezért jelentős romboló potenciállal rendelkeznek, ami fontos a gyulladás patogenezisében. A szabad gyökök, valamint a gyulladás egyéb, oxigénből származó közvetítői és modulátorai - hidrogén-peroxid (H 2 0 2), szingulett oxigén (f0 2), hipoklorit (HOC1) - forrásai: a fagociták légúti felrobbanása stimulációjuk során, arachidonos savkaszkád az eikozanoidok képződése során, enzimatikus folyamatok az endoplazmatikus retikulumban és a peroxiszómákban, mitokondriumokban, citoszolban, valamint olyan kis molekulák önoxidációja, mint a hidrokinonok, leukoflavinok, katekolaminok stb.

Az aktív oxigén metabolitok szerepe a gyulladásban egyrészt a fagociták baktericid képességének növelésében, másrészt közvetítő és moduláló funkciójukban rejlik. Az aktív oxigén metabolitok közvetítő szerepe annak köszönhető, hogy képesek lipidperoxidációt, fehérjék, szénhidrátok oxidációját és nukleinsavak károsodását okozni. Ezek a molekuláris változások állnak az aktív oxigén metabolitok által a gyulladásra jellemző jelenségek hátterében - az érpermeabilitás növekedése (az endothelsejtek károsodása miatt), a fagociták stimulálása.

Modulátor szerep , Az aktív oxigén metabolitok egyaránt szerepet játszhatnak a gyulladásos jelenségek fokozásában (enzimek felszabadulásának indukálásával és a velük való kölcsönhatásban a szövetkárosodásban; nemcsak az arachidonsav-kaszkád beindításában, hanem modulálásában is), valamint gyulladáscsökkentő hatásban (a a lizoszómális hidrolázok és más gyulladásközvetítők inaktiválása).

Az aktív oxigén metabolitok fontosak a krónikus gyulladás fenntartásában.

A gyulladásos mediátorok és modulátorok is magukban foglalják neuropeptidek- a C-rostok által a polimodális nociceptorok gyulladásos ágense általi aktiválódás eredményeként felszabaduló anyagok, amelyek fontos szerepet játszanak az axonreflexek kialakulásában az elsődleges afferens (szenzoros) neuronok terminális ágaiban. A legtöbbet vizsgált anyag P, kalcitonin-génhez kötött peptid, neurokinin A. A neuropeptidek növelik az érpermeabilitást, és ezt a képességet nagyrészt hízósejtekből származó mediátorok közvetítik. A nem myelinizált idegek és a hízósejtek között membránkontaktusok vannak, amelyek kommunikációt biztosítanak a központi idegrendszer és a gyulladás fókusza között.

A neuropeptidek szinergikus kölcsönhatásban növelik az érpermeabilitást egymás között és a hisztaminnal, bradikininnel, C5a-val, a vérlemezkék számát aktiváló faktorral, a leukotrién B4-gyel; antagonista az ATP-vel és az adenozinnal. Potencírozzák a neutrofilek toborzását és citotoxikus funkcióját is, fokozzák a neutrofilek adhézióját a venula endotéliumhoz. Ezenkívül a neuropeptidek növelik a nociceptorok érzékenységét a különféle mediátorok, különösen a prosztaglandin E2 és a prosztaciklin hatására, így részt vesznek a gyulladásos fájdalom helyreállításában.

A fenti anyagokon kívül a gyulladásos mediátorok közé tartoznak még acetilkoliv és katekolaminok, kolin és adrenerg struktúrák gerjesztésekor szabadul fel. Az acetilkolin értágulatot okoz, és szerepet játszik az artériás hiperémia axon-reflex mechanizmusában a gyulladás során. A noradrenalin és az adrenalin gátolja a vaszkuláris permeabilitás növekedését, elsősorban a gyulladás modulátoraként működik.

. fejezet II
Sejtszaporodás. A sejtproliferáció problémái az orvostudományban.
2.1. A sejt életciklusa.
A sejtelmélet azt mondja, hogy a sejtek az eredeti osztódásával jönnek ki a sejtekből. Ez a pozíció kizárja a sejtek képződését nem sejtes anyagból. A sejtosztódást kromoszóma-apparátusuk reduplikációja, DNS-szintézis előzi meg mind eukarióta, mind prokarióta szervezetekben.

A sejt élettartamát az osztódástól az osztódásig sejtnek vagy életciklusnak nevezzük. Értéke igen változó: baktériumoknál 20-30 perc, cipőnél napi 1-2 alkalommal, amőbánál kb 1,5 nap. A többsejtű sejtek osztódási képessége is eltérő. A korai embriogenezis során gyakran osztódnak, és egy felnőtt szervezetben többnyire elvesztik ezt a képességüket, mivel specializálódnak. De még a teljes kifejlődést elért szervezetben is sok sejtnek osztódnia kell, hogy pótolja az elhasználódott sejteket, amelyek folyamatosan hullanak, és végül új sejtekre van szükség a sebek begyógyulásához.

Következésképpen egyes sejtpopulációkban az osztódásnak az élet során meg kell történnie. Ezt szem előtt tartva az összes sejt három kategóriába sorolható:

1. A gyermek születésére az idegsejtek erősen specializált állapotba kerülnek, elveszítik szaporodási képességüket, az ontogenezis folyamatában számuk folyamatosan csökken. Ennek a körülménynek van egy jó oldala is; ha az idegsejtek osztódnának, akkor a magasabb idegi funkciók (memória, gondolkodás) zavarnának.

2. A sejtek egy másik kategóriája szintén erősen specializálódott, de folyamatos hámlásuk miatt újak váltják fel őket, és ezt a funkciót az azonos vonalú, de még nem specializálódott, osztódási képességüket nem veszített sejtek látják el. Ezeket a sejteket megújuló sejteknek nevezzük. Ilyen például a bélhám folyamatosan megújuló sejtjei, a vérképző sejtek. A nem specializált sejtekből még csontsejtek is képesek kialakulni (ez a csonttörések reparatív regenerációja során figyelhető meg). A nem specializálódott sejtpopulációkat, amelyek megtartják az osztódási képességet, általában őssejteknek nevezik.

3. Kivételt képez a sejtek harmadik kategóriája, amikor a magasan specializálódott sejtek bizonyos körülmények között beléphetnek a mitotikus ciklusba. Ezek olyan sejtek, amelyek élettartama hosszú, és ahol a növekedés teljes befejeződése után ritkán következik be sejtosztódás. Ilyen például a hepatociták. De ha a máj 2/3-át eltávolítják egy kísérleti állatból, akkor kevesebb mint két hét alatt visszaáll a korábbi méretére. Ugyanezek a mirigyek hormonokat termelő sejtjei is: normál körülmények között csak kevesen képesek szaporodni, megváltozott körülmények között a legtöbbjük osztódásba kezd.

A sejtciklus az egymást követő események ismétlődését jelenti, amelyek bizonyos ideig tartanak. A ciklikus folyamatokat általában grafikusan, körök formájában ábrázolják.

A sejtciklus két részre oszlik: mitózisra és az egyik mitózis vége és a következő interfázis kezdete közötti intervallumra. Az autoradiográfiás módszer lehetővé tette annak megállapítását, hogy az interfázis során a sejt nem csak speciális funkcióit látja el, hanem DNS-szintetizálja is. Az interfázis ezen időszakát szintetikusnak (S) nevezték. Körülbelül 8 órával a mitózis után kezdődik és 7-8 óra múlva ér véget. Az S-periódus és a mitózis közötti intervallumot preszintetikusnak (G1 - 4 óra) a szintetikus után, maga a mitózis előtt posztszintetikusnak (G2) nevezték. körülbelül egy órán keresztül történik.

Így a sejtciklusban négy szakaszt különböztetnek meg; mitózis, G1-periódus, S-periódus, G2-periódus.

A DNS interfázisában a megkettőződés tényének megállapítása azt jelenti, hogy ideje alatt a sejt nem tud speciális funkciókat ellátni, a sejtszerkezetek felépítésével, a leánysejtek növekedését biztosító építőanyagok szintézisével, a sejtfelhalmozódással van elfoglalva. maga a mitózis során felhasznált energia, a DNS-replikációhoz szükséges specifikus enzimek szintézise... Ezért az interfázisú sejteknek a genetikai program által előre meghatározott funkcióik ellátásához (nagyon specializálódottá kell válniuk) átmenetileg vagy véglegesen ki kell lépniük a ciklusból a G0 periódus alatt, vagy a kiterjesztett G1-ben kell maradniuk (nincs szignifikáns különbség a sejtek állapotában). A G0 és G1 periódusokat feljegyeztük, mivel ciklusonként sejt). Külön meg kell jegyezni, hogy az érett többsejtű szervezetekben a legtöbb sejt a G0 periódusban van.

Mint már említettük, a sejtek számának növekedése csak az eredeti sejt osztódása miatt következik be, amelyet a genetikai anyag, a DNS-molekulák, a kromoszómák pontos reprodukálásának fázisa előz meg.

A mitotikus osztódás a sejtek új állapotait foglalja magában: az interfázisú, dekondenzált és már reduplikált kromoszómák a mitotikus kromoszómák kompakt formájába alakulnak át, egy akromatin mitotikus apparátus jön létre, amely részt vesz a kromoszómák átvitelében, a kromoszómák ellentétes pólusokra térnek el, és citokinézis következik be. A közvetett felosztás folyamata általában a következő fő fázisokra oszlik: profázis, metafázis, anafázis és telofázis. Az osztódás feltételes, mivel a mitózis egy folyamatos folyamat, és a fázisváltás fokozatosan megy végbe. Az egyetlen fázis, amelynek valódi kezdete van, az anafázis, amelyben

megindul a kromoszómák divergenciája. Az egyes fázisok időtartama eltérő (átlagosan profázis és telofázis - 30-40 ", anafázis és metafázis - 7-15"). A mitózis kezdetére egy emberi sejt 46 kromoszómát tartalmaz, amelyek mindegyike 2 azonos félből áll - kromatidákból (a kromatidokat S-kromoszómának is nevezik, és egy kromoszómát, amely 2 kromatidból áll - d-kromoszóma).

A mitózisban megfigyelhető egyik legfigyelemreméltóbb jelenség a hasadási orsó kialakulása. Gondoskodik a d-kromoszómák egy síkban, a sejt közepén történő összehangolásáról, illetve az S-kromoszómák pólusokhoz való mozgásáról. Az osztódás orsóját a sejtközpont centrioljai alkotják. A tubulin fehérjéből mikrotubulusok képződnek a citoplazmában.

A G1-periódusban minden sejtben két centriól van, a G2-periódusba való átmenet idejére minden centriól közelében egy-egy leánycentriol képződik, és összesen két pár alakul ki.

Profázisban az egyik centriolpár az egyik pólusra, a másik a másikra kezd mozogni.

Interpoláris és kromoszómális mikrotubulusok halmaza kezd kialakulni az egymás felé eső centriolpárok között.

A profázis végén a magburok felbomlik, a sejtmag megszűnik, a kromoszómák (d) spiralizálódnak, az osztódási orsó a sejt közepére költözik, és a d-kromoszómák az orsó mikrotubulusai közötti terekben találják magukat.

A profázis során a D kromoszómák kondenzációs úton mennek keresztül a fonalasból a rúdszerű struktúrákba. Rövidülés és megvastagodás (a d-kromoszómák egy ideig metafázisban folytatódnak, aminek következtében a metofázis d-kromoszómák megfelelő sűrűségűek. A kromoszómákban jól látható a centromer, egyenlő vagy egyenlőtlen karokra osztva, 2 szomszédos S-ből áll - Az anafázis kezdetén az S kromoszómák (kromatidák) az egyenlítői síkról a pólusok felé kezdenek mozogni Az anafázis az egyes kromoszómák centromer régióinak felhasadásával kezdődik, melynek eredményeként minden d kromoszómából két S kromoszóma keletkezik. Ezért minden leánysejt azonos 46 S-kromoszómát kap A centromer szétválás után a 92-es kromoszómák egyik fele az egyik pólusra, a másik fele a másikra kezd mozogni.

A mai napig nem sikerült pontosan megállapítani, hogy milyen erők hatására történik a kromoszómák pólusokhoz való mozgása. Több verzió is létezik:

1. Az osztódási orsóban aktin tartalmú filamentumok (valamint egyéb izomfehérjék) vannak, lehetséges, hogy ez az erő ugyanúgy keletkezik, mint az izomsejtekben.

2. A kromoszómák mozgása a kromoszómális mikrotubulusok folytonos (interpoláris) ellentétes polaritású mikrotubulusok mentén történő csúszásának köszönhető (McItosh, 1969, Margolis, 1978).

3. A kromoszómák mozgási sebességét kinetochore mikrotubulusok szabályozzák a kromatidák rendezett elválasztásának biztosítása érdekében. Valószínűleg a fenti mechanizmusok mindegyike együttműködik az örökletes anyag leánysejtek közötti matematikailag pontos eloszlásának megvalósításában.

Az anafázis vége és a telofázis eleje felé, a megnyúlt sejt közepén megindul a szűkület kialakulása, ez alakítja ki az úgynevezett hasadási barázdát, amely elmélyülve két leánysejtre osztja a sejtet. Az aktin filamentumok részt vesznek a barázda kialakításában. De ahogy a barázdák mélyülnek, a sejteket egy mikrotubulus köteg köti össze, amelyet medián testnek neveznek, a többi része pedig egy ideig az interfázisban van jelen. A citokinézissel párhuzamosan minden póluson a kromoszómák fordított sorrendben despirálódnak a kromoszómális szinttől a nukleoszómális szintig. Végül az örökletes anyag kromatincsomók formáját ölti, szorosan összetömörítve vagy dekondenzálva. A nucleolus, a kromatint és a karioplazmát körülvevő magburok újraképződik. Így a mitotikus sejtosztódás eredményeként az újonnan képződött leánysejtek egymással azonosak és az anyasejt másolatai, ami fontos a sejtek és szövetek későbbi növekedéséhez, fejlődéséhez, differenciálódásához.
2.2. A mitotikus aktivitás szabályozásának mechanizmusa
A sejtek számának egy bizonyos, állandó szinten tartása biztosítja az általános homeosztázist. Például az eritrociták és a leukociták száma egy egészséges szervezetben viszonylag stabil, annak ellenére, hogy ezek a sejtek elpusztulnak, folyamatosan pótolódnak. Ezért az új sejtek képződésének sebességét úgy kell szabályozni, hogy az megfeleljen a sejthalál arányának.

A homeosztázis fenntartásához szükséges, hogy a szervezetben a különféle speciális sejtek száma és az általuk ellátandó funkciók különböző szabályozó mechanizmusok irányítása alatt legyenek, amelyek mindezt stabil állapotban tartják.

Sok esetben a sejtek kapnak jelzést, hogy növelniük kell funkcionális aktivitásukat, ehhez pedig szükség lehet a sejtek számának növelésére. Például, ha a vér Ca-tartalma csökken, akkor a mellékpajzsmirigy sejtjei fokozzák a hormon szekrécióját, a kalciumszint eléri a normális értéket. De ha az állat étrendjéből hiányzik a kalcium, akkor a hormon további termelése nem fogja növelni ennek az elemnek a tartalmát a vérben.Ebben az esetben a pajzsmirigy sejtjei gyorsan osztódnak, így számuk növekedni fog. a hormon szintézisének további növekedéséhez vezet. Így az egyik vagy másik funkció csökkenése az ezeket a funkciókat ellátó sejtek populációjának növekedéséhez vezethet.

A hegyvidékre belépő emberekben a vörösvértestek száma meredeken megemelkedik (02-nél kisebb magasságban), hogy a szervezetet megkapja a szükséges mennyiségű oxigént. A vesesejtek reagálnak az oxigén csökkenésére, és fokozzák az eritropoetin szekrécióját, ami fokozza a vérképzést. Megfelelő számú további eritrocita képződése után a hipoxia megszűnik, és a hormont termelő sejtek a szokásos szintre csökkentik a szekrécióját.

A teljesen differenciált sejtek nem tudnak osztódni, de számuk növekedhet az őssejtek miatt, amelyekből származtak. Az idegsejtek semmilyen körülmények között nem tudnak osztódni, de funkciójukat növelhetik, ha fokozzák folyamataikat és megsokszorozzák a köztük lévő kapcsolatokat.

Meg kell jegyezni, hogy felnőtteknél a különböző szervek teljes méretének aránya többé-kevésbé állandó marad. A szerv méretének meglévő arányának mesterséges megsértésével a normára hajlamos (az egyik vese eltávolítása a másik növekedéséhez vezet).

Ennek a jelenségnek az egyik magyarázata, hogy a sejtburjánzást speciális anyagok - keylonok - szabályozzák. Feltételezhető, hogy specifikusak a különböző típusú sejtekre, szervszövetekre. Úgy gondolják, hogy a keylonok számának csökkenése stimulálja a sejtburjánzást, például a regeneráció során. Jelenleg ezt a problémát különféle szakemberek alaposan tanulmányozzák. Adatok szerint a keylonok 30 000-50 000 molekulatömegű glikoproteinek.

2.3. Szabálytalan típusú sejtszaporodás
Amitózis... A közvetlen osztódást vagy amitózist korábban írják le, mint a mitotikus osztódást, de sokkal kevésbé gyakori. Az amitózis olyan sejtosztódás, amelyben a sejtmag interfázisos állapotban van. Ebben az esetben nem következik be a kromoszómák kondenzációja és a hasadási orsó kialakulása. Formálisan az amitózisnak két sejt megjelenéséhez kell vezetnie, de leggyakrabban a sejtmag osztódásához és két- vagy többmagvú sejtek megjelenéséhez vezet.

Az amitotikus osztódás a nucleolusok feldarabolásával kezdődik, majd a sejtmag kettéválását követi a szűkület (vagy invagináció). A sejtmag többszörös osztódása is előfordulhat, általában egyenlőtlen méretű (kóros folyamatokban). Számos megfigyelés kimutatta, hogy az amitózis szinte mindig olyan sejtekben fordul elő, amelyek elhalnak, degenerálódnak, és nem képesek a jövőben teljes értékű elemek előállítására. Tehát általában az amitotikus osztódás az állatok embrionális membránjaiban, a petefészek tüszősejtjeiben, a trofoblasztok óriás sejtjeiben megy végbe. Az amitózis pozitív értékű a szövetek vagy szervek regenerációjának folyamatában (regeneratív amitózis). Az öregedő sejtekben az amitózist a bioszintetikus folyamatok zavarai kísérik, beleértve a replikációt, a DNS-javítást, valamint a transzkripciót és transzlációt. A sejtmagok kromatinjának fehérjéinek fiziko-kémiai tulajdonságai, a citoplazma összetétele, az organellumok szerkezete és funkciói megváltoznak, ami működési zavarokat von maga után minden további szinten - sejtben, szövetben, szervben és szervezetben. A pusztulás növekedésével és a helyreállítás megszűnésével természetes sejthalál következik be. Az amitózis gyakran gyulladásos folyamatokban és rosszindulatú daganatokban (indukált amitózis) fordul elő.

Endomitózis. Amikor a sejtek olyan anyagoknak vannak kitéve, amelyek elpusztítják az orsó mikrotubulusait, az osztódás leáll, és a kromoszómák folytatják átalakulásuk ciklusát: replikálódnak, ami a poliploid sejtek fokozatos kialakulásához vezet - 4 p. 8 p. stb. Ezt az átalakulási folyamatot más néven endoreprodukciónak nevezik. A sejtek endomitózisos képességét a növénynemesítésben használják több kromoszómakészlettel rendelkező sejtek előállítására. Ehhez kolchicint, vinblasztint használnak, tönkretéve az akromatin orsó fonalát. A poliploid sejtek (majd a kifejlett növények) nagy méretűek, az ilyen sejtek vegetatív szervei nagyok, nagy tápanyagellátással. Emberben az endoreprodukció bizonyos hepatocitákban és szívizomsejtekben megy végbe.

Az endomitózis másik, ritkább eredménye a politén sejtek. Az S-periódusban a polytenium során a kromoszóma filamentumok replikációja és nem diszjunkciója következtében többszálas, politén szerkezet jön létre. A mitotikus kromoszómáktól nagy méretükben különböznek (200-szor hosszabbak). Ilyen sejtek találhatók a kétszárnyúak nyálmirigyében, a csillósállatok makronukleuszaiban. A politén kromoszómákon dudorok láthatók, puffadások (transzkripciós helyek) - a génaktivitás kifejeződése. Ezek a kromoszómák a genetikai kutatás legfontosabb tárgyai.
2.4. A sejtproliferáció problémái az orvostudományban.
Ismeretes, hogy a nagy sejtmegújulási ütemű szövetek érzékenyebbek a különféle mutagének hatásaira, mint azok a szövetek, amelyekben a sejtek lassan megújulnak. Előfordulhat azonban például, hogy a sugárkárosodás nem jelentkezik azonnal, és nem feltétlenül gyengül a mélységgel, néha még a mélyen fekvő szöveteket is sokkal jobban károsítja, mint a felületeseket. Ha a sejteket röntgen- vagy gamma-sugárzással sugározzák be, a sejtek életciklusában durva megsértések lépnek fel: a mitotikus kromoszómák alakja megváltozik, törések következnek be, majd a töredékek helytelen összekapcsolódása következik be, néha a kromoszómák egyes részei teljesen eltűnnek. Orsó-anomáliák fordulhatnak elő (nem két pólus van a cellában, hanem három), ami a kromatidák egyenetlen elválasztásához vezet. Néha a sejt károsodása (nagy dózisú sugárzás) olyan jelentős, hogy a sejt minden kísérlete a mitózis elindítására sikertelen, és az osztódás leáll.

A sugárzás hasonló hatását részben a daganatterápiában való alkalmazása magyarázza. A besugárzás célja nem az interfázisban lévő daganatsejtek elpusztítása, hanem az, hogy elveszítsék mitózisos képességüket, ami lelassítja vagy leállítja a daganat növekedését. A sejtre nem halálos dózisú sugárzás olyan mutációkat okozhat, amelyek a megváltozott sejtek fokozott proliferációjához és rosszindulatú növekedéshez vezetnek, ahogy ez gyakran megtörtént azoknál, akik röntgensugárzással dolgoztak anélkül, hogy tudtak volna annak veszélyeiről.

Számos vegyi anyag, köztük a gyógyszerek is befolyásolják a sejtburjánzást. Például az alkaloid, a kolhicin (amelyet a colchicum gumók tartalmaznak) volt az első olyan gyógyszer, amely enyhítette az ízületi fájdalmakat köszvényben. Kiderült, hogy van egy másik hatása is - az osztódás megállítása azáltal, hogy tubulinokkal kötődik a fehérjékhez, amelyekből mikrotubulusok képződnek. Így a kolhicin, mint sok más gyógyszer, gátolja a hasadási orsó kialakulását.

Ennek alapján alkaloidokat, például vinblasztint és vinkrisztint alkalmaznak bizonyos típusú rosszindulatú daganatok kezelésére, amelyek a modern kemoterápiás rákellenes gyógyszerek fegyvertárának részét képezik. Meg kell jegyezni, hogy az olyan anyagok, mint a kolchicin, a mitózis megállítására való képességét a kromoszómák későbbi azonosításának módszereként használják az orvosi genetikában.

Az orvostudomány számára nagy jelentőséggel bír a differenciálódott (és nemi) sejtek azon képessége, hogy fenntartsák proliferációs képességüket, ami esetenként daganatok kialakulásához vezet a petefészekben, amelyek metszetén sejtlapok, szövetek, szervek láthatók, amelyek egy "zavarás". Bőrtörmelékek, szőrtüszők, haj, csúnya fogak, csontdarabok, porcok, idegszövetek, szemtöredékek, stb. derülnek ki, ami sürgős műtéti beavatkozást igényel.

2.5. A sejtszaporodás patológiája
Mitotikus ciklus anomáliák.. A mitotikus ritmus, amely általában megfelel az öregedő, elhalt sejtek helyreállításának szükségességéhez, patológiás körülmények között változtatható. A ritmus lassulása figyelhető meg az öregedő vagy alacsony érrendszerű szövetekben, a ritmus növekedése a különféle gyulladásos szövetekben, hormonális hatások, daganatok stb.

A sejt minden élőlény elemi egysége. A sejten kívül nincs élet. A sejtek szaporodása csak az eredeti sejt osztódásával megy végbe, amelyet megelőz a genetikai anyagának reprodukciója. A sejtosztódás a külső vagy belső tényezők hatására aktiválódik. A sejtosztódás folyamatát az aktiválás pillanatától kezdve proliferációnak nevezik. Más szóval a proliferáció sejtszaporodás, azaz a sejtszaporodás. a sejtek számának növekedése (a tenyészetben vagy a szövetben), amely mitotikus osztódással fordul elő. A sejt élettartamát, az osztódástól az osztódásig, általában sejtciklusnak nevezik.

BEVEZETÉS 3
FEJEZET I. Terjeszkedés 4
Sejtciklus 5
Sejtciklus szabályozás 6
A proliferáció exogén szabályozói 7
A proliferáció endogén szabályozói 7
A CDK 8 szabályozási útvonalai
előírás G1 10. fázis
S fázis 11 szabályozás
előírás G2 fázis 12
A mitózis szabályozása 12
DNS-károsodás 13
1.10.1 A kettős szálú DNS-törések kijavításának módjai 13
1.10.2 Sejtválasz a DNS-károsodásra és szabályozása 14
1.11. A szövetek regenerációja 15
1.11.1 A regeneráció formái 16
1.11.2. A szövetek regenerációjának szabályozása 17
FEJEZET II. APOPTOZIS 18
2.1. Az apoptózis jellegzetes jelei 19
2.2. Apoptózis mechanizmusa 19
2.3. Az apoptózis szerepe a rák elleni védelemben 20
2.4. Az apoptózis szabályozása 21
IRODALOM 24

A mű 1 fájlt tartalmaz

Az A. I. Herzenről elnevezett Orosz Állami Pedagógiai Egyetem

Biológiai Kar

TANFOLYAM MUNKA

Sejtburjánzás

SPb 2010
TARTALOMJEGYZÉK

BEVEZETÉS 3

I. FEJEZET A terjedés 4

1. Sejtciklus 5
2. Sejtciklus szabályozás 6
3. A proliferáció exogén szabályozói 7
4. A proliferáció endogén szabályozói 7
5. A CDK szabályozási útjai 8
6. G1 fázisszabályozás 10
7. S fázis szabályozás 11
8. G2 fázisszabályozás 12
9. A mitózis szabályozása 12
10. DNS károsodás 13

1.10.1 A kettős szálú DNS-törések javításának módjai 13

1.10.2 Sejtválasz a DNS-károsodásra és szabályozása 14

1.11. A szövetek regenerációja 15

1.11.1 A regeneráció formái 16

1.11.2. A szövetek regenerációjának szabályozása 17

FEJEZET II. APOPTOSIS 18

2.1. Az apoptózis jellegzetes jelei 19

2.2. Apoptózis mechanizmusa 19

2.3. Az apoptózis szerepe a rák elleni védekezésben 20

2.4. Az apoptózis szabályozása 21

BIBLIOGRÁFIA 24

Bevezetés

A sejt minden élőlény elemi egysége. A sejten kívül nincs élet. A sejtek szaporodása csak az eredeti sejt osztódásával megy végbe, amelyet megelőz a genetikai anyagának reprodukciója. A sejtosztódás a külső vagy belső tényezők hatására aktiválódik. A sejtosztódás folyamatát az aktiválódás pillanatától ún proliferáció. Más szóval a burjánzás A sejtek szaporodása, i.e. a sejtek számának növekedése (a tenyészetben vagy a szövetben), amely mitotikus osztódással fordul elő. A sejt élettartamát, mint olyant, osztódástól osztódásig szokták únsejtciklus.

A felnőtt emberi testben a különböző szövetek és szervek sejtjei egyenlőtlen osztódási képességgel rendelkeznek. Ráadásul az öregedéssel csökken a sejtproliferáció intenzitása (azaz a mitózis ). Vannak olyan sejtpopulációk, amelyek teljesen elvesztették osztódási képességüket. Ezek általában olyan cellák, amelyek a terminális szakaszban vannak.különbségtételpl érett neuronok, szemcsés vér leukociták, szívizomsejtek ... Ebből a szempontból az immunrendszer kivétel.A memória B- és T-sejtjei, amely a differenciálódás végső szakaszában lévén, amikor egy bizonyos inger megjelenik a szervezetben egy korábban tapasztalt formában. antigén képesek elszaporodni. A szervezet folyamatosan megújuló szövetekkel rendelkezik - különféle típusú hám, vérképző szövetek. Az ilyen szövetekben olyan sejtkészlet található, amelyek folyamatosan osztódnak, helyettesítik az elhasználódott vagy elhaló sejttípusokat (pl.bélkripta sejtek, az integumentary epithelium bazális rétegének sejtjei, hematopoietikus sejtek csontvelő ). Vannak olyan sejtek is a szervezetben, amelyek normál körülmények között nem szaporodnak, hanem bizonyos körülmények között, különösen szükség esetén visszaszerzik ezt a tulajdonságot. regeneráció szövetek és szervek.

A sejtszaporodás folyamatát a sejt szigorúan szabályozza (a sejtciklus szabályozása, a szintézis leállása vagy lelassulása autokrin növekedési faktorok és receptoraik) és mikrokörnyezete (a szomszédos sejtekkel és mátrixszal való stimuláló érintkezés hiánya, a szekréció és/vagy szintézis megszűnése parakrin növekedési faktorok). A proliferáció szabályozásának megsértése korlátlan sejtosztódáshoz vezet, ami viszont beindítja az onkológiai folyamat kialakulását a szervezetben.

Proliferáció

A burjánzás megindításával kapcsolatos fő funkciót azplazma membránsejteket. Felületén történnek olyan események, amelyek a nyugvó sejtek osztódást megelőző aktivált állapotba való átmenetéhez kapcsolódnak. A sejtek plazmamembránja a benne elhelyezkedő receptormolekuláknak köszönhetően érzékeli a különböző extracelluláris mitogén jeleket, és biztosítja a szükséges anyagok sejtbe történő szállítását, amelyek részt vesznek a proliferatív válasz megindításában. A mitogén jelek lehetnek sejtek közötti, sejt és mátrix közötti érintkezések, valamint a sejtek kölcsönhatása különféle vegyületekkel, amelyek stimulálják a sejtbe való bejutást. sejtciklus , amelyeket növekedési faktoroknak nevezünk. Az a sejt, amely mitogén jelet kapott a proliferációra, elindítja az osztódási folyamatot.

Sejtciklus

A teljes sejtciklus 4 szakaszból áll: preszintetikus (G1),
szintetikus (S), poszt-szintetikus (G2) és mitózisos (M).
Ezen kívül van egy úgynevezett G0-periódus jellemzi
a sejt nyugalmi állapota. A G1 periódusban a sejteknek van diploid
DNS-tartalom magonként. Ebben az időszakban megindul a sejtnövekedés,
főként a sejtfehérjék felhalmozódása miatt, ami annak köszönhető
a sejtenkénti RNS mennyiségének növekedése. Emellett megkezdődnek a DNS-szintézis előkészületei. A következő S-periódusban a szám megduplázódik DNS és ennek megfelelően a kromoszómák száma megkétszereződik. A posztszintetikus G2 fázist premitotikusnak is nevezik. Ebben a fázisban aktív szintézis megy végbe mRNS (hírvivő RNS). Ezt a szakaszt a tényleges sejtosztódás vagy mitózis követi.

Az összes felosztása eukarióta sejtekduplázott (replikált) kromoszómák. A felosztás eredményeként ezek kromoszómák átkerült a leánysejtekbe. Ez a fajta eukarióta sejtosztódás - mitózis (a görög mitos szóból - szálak) az egyetlen teljes módja a sejtek számának növelésének. A mitotikus osztódás folyamata több szakaszra oszlik: profázis, prometafázis, metafázis, anafázis, telofázis.

Sejtciklus szabályozás

A sejtciklus szabályozási mechanizmusainak célja nem a sejtciklus áthaladásának szabályozása, hanem végső soron az örökítőanyag eloszlásának tévedhetetlenségének biztosítása a sejtszaporodás folyamatában. A sejtszaporodás szabályozása az aktív proliferáció állapotainak változásán ésproliferatív nyugalmi állapot... A sejtszaporodást szabályozó szabályozó tényezők nagyjából két csoportra oszthatók: extracelluláris (vagy exogén) vagy intracelluláris (vagy endogén) csoportra.Exogén tényezőka sejt mikrokörnyezetében vannak, és kölcsönhatásba lépnek a sejtfelszínnel. Azok a tényezők, amelyeket maga a sejt szintetizál, és benne hatnak
endogén tényezők... Ez a felosztás meglehetősen önkényes, mivel egyes faktorok, amelyek az őket termelő sejthez képest endogének, elhagyhatják azt, és külső szabályozóként működhetnek más sejteken. Ha a szabályozó tényezők kölcsönhatásba lépnek ugyanazokkal a sejtekkel, amelyek termelik őket, akkor ezt a fajta szabályozást autokrin kontrollnak nevezik. Parakrin kontroll alatt a szabályozók szintézisét más sejtek végzik.

A proliferáció exogén szabályozói

A többsejtű élőlényekben a különböző típusú sejtek szaporodásának szabályozása nem egy növekedési faktor, hanem azok összessége hatására megy végbe. Ezen kívül néhánynövekedési tényezőkegyes sejttípusok stimulánsai, másokkal szemben inhibitorként viselkednek. Klasszikusnövekedési tényezőkképviselni polipeptidek 7-70 kDa molekulatömegű. A mai napig több mint száz ilyen növekedési tényező ismert.

PDGF vérlemezkék. Az érfal pusztulása után felszabaduló PDGF részt vesz a trombusképződésben és a sebgyógyulásban. A PDGF egy erős növekedési faktor a pihenéshez fibroblasztok ... A PDGF mellett az epidermális növekedési faktor ( EGF ), amely a fibroblasztok szaporodását is képes serkenteni. De ezen túlmenően más típusú sejtekre is stimuláló hatással van, különösen kondrociták.

A növekedési tényezők nagy csoportja citokinek (interleukinok, tumor nekrózis faktorok, telep-stimuláló tényezőkstb.). Minden citokin többfunkciós. Mind fokozhatják, mind gátolhatják a proliferatív válaszokat. Így például a CD4 + T-limfociták különböző alpopulációi, Th1 és Th2 A citokinek eltérő spektrumát termelő sejtek egymáshoz képest antagonisták. Vagyis a Th1 citokinek serkentik az őket termelő sejtek szaporodását, ugyanakkor elnyomják a Th2 sejtosztódást, és fordítva. Így a szervezet normálisan fenntartja e két típusú T-limfocita állandó egyensúlyát. A növekedési faktorok kölcsönhatása receptoraikkal a sejtfelszínen a sejten belüli események egész kaszkádjának elindításához vezet. Ennek eredményeként a transzkripciós faktorok aktiválódnak, és a proliferatív válasz génjei expresszálódnak, ami végső soron elindítja a DNS-replikációt és a sejt mitózisba lépését.

A sejtciklus endogén szabályozói

Normál eukarióta sejtekben a sejtciklus áthaladása szigorúan szabályozott. Az OKonkológiai betegségek a sejtek átalakulása, amely általában a sejtciklus szabályozó mechanizmusainak megsértésével jár. A sejtciklus hiányosságainak egyik fő eredménye a genetikai instabilitás, mivel a sejtciklus szabályozásának megsértésével rendelkező sejtek elveszítik azt a képességüket, hogy megfelelően megkettőzzék és elosztják őket.genom ... A genetikai instabilitás olyan új tulajdonságok megszerzéséhez vezet, amelyek felelősek a tumor progressziójáért.