Клетка является основной составляющей всех живых организмов. Без клеток невозможно существование всего живого на Земле. Клетка размножается путем деления исходных клеток. При делении клетки воспроизводится передача генетического материала от клетки-предшественницы на другие клеточные структуры. Основной составляющей деления является пролиферация. Регуляция пролиферации осуществляется посредством эндогенных и экзогенных факторов. Пролиферация представляет собой размножение клеток путем митоза. При этом увеличивается количество клеток в тканях организма. Период существования клетки от одного деления до другого носит название клеточного цикла.
В различных клетках организма регуляция пролиферации осуществляется по-разному. Все это приводит к неодинаковой способности к делению. У пожилых людей интенсивность пролиферации уменьшается. Таким образом, у них время между делениями клеток удлиняется. Кроме того, пролиферация не происходит в зрелых клетках на терминальной стадии дифференцировки, таких как нейроны в ЦНС, клетки сердечной мышцы и зрелые лейкоциты. В этой ситуации исключением являются Т и В лимфоциты, которые отвечают за иммунную память. Они находятся на последней стадии дифференцировки, но при этом данные клетки начинают пролиферировать при наличии известного чужеродного антигена. В организме присутствуют клетки, которые отличаются активной пролиферацией. К этой категории относится эпителиальная ткань, клетки крови и так далее.
Регуляция пролиферации клеток этого типа осуществляется таким образом, что у них всегда присутствует делящийся пул клеток, которые приходят на смену погибшим. Например, это могут быть клетки кишечных крипт, базальный слой слизистых оболочек, полипотентные стволовые клетки в костном мозге. Кроме того, в организме присутствуют клетки, в которых не происходит размножение в обычной ситуации. Однако они могут получать способность к пролиферации при наступлении определенных условий. Например, это происходит в том случае, когда необходимо обеспечить репарацию тканей. Регуляция пролиферации обеспечивается как непосредственно клеткой, так и окружающими ее тканями. Регуляция пролиферации клеток осуществляется таким образом:
- Регуляция клеточного цикла;
- Торможение или активация продукции ростовых факторов;
- Отсутствие активирующего взаимодействия с внеклеточным матриксом;
- Регуляция паракринными ростовыми факторами.
Нарушение этих механизмов может привести к развитию злокачественной опухоли.
Активация процессов пролиферации
Регуляция пролиферации и ее активация осуществляется плазматической клеточной мембраной. На этой мембране происходят процессы, при которых осуществляется переход клетки из состояния покоя в активное состояние для деления. В плазматической мембране имеются рецепторы, которые принимают сигналы к митотическому делению и способствуют транспорту в клетку необходимых компонентов для запуска процессов пролиферации. В качестве митогенных сигналов могут выступать взаимодействия клеток между собой, а также контакт клетки с матриксом или с разными соединениями, способствующим вступлению в митоз (факторы роста). Клетка, которая получила сигнал к делению, запускает клеточный цикл.
Регуляция цикла на клеточном уровне
Регуляция пролиферации клеток обеспечивает не просто контроль над клеточным циклом, а выход клетки с нормальным геномом. При регуляции клеточного цикла обеспечивается чередование фаз выраженной пролиферации и относительного покоя. Все факторы, которые участвуют в регуляции и пролиферации, разделяются на экзогенные или эндогенные. Внешние факторы находятся во внешней среде и влияют на клетку через плазматическую мембрану. Факторы, которые находятся внутри клетки, относятся к эндогенным. Это довольно условное разделение, поскольку часть внутренних факторов могут поступать во внеклеточное пространство и действовать на другие клетки извне. Если эти факторы влияют на клетки, которые их продуцируют, то говорят о аутокринном механизме регуляции. Паракринный механизм регуляции пролиферации предусматривает влияние на клетку факторов, выделившихся другими клетками.
