DIFERENIREA I MBTRNIREA CELULEI

Organismul uman este alctuit din mai multe tipuri celulare, distincte ca form, structur, volum, compoziie chimic, Toate celulele iau natere dintr-o singur celul: celula ou, celula care se formeaz dup unirea pronucleilor celor doi gamei (masculinspermatozoid, i femininovul) proces numit fecundaie.Procesul prin care celula iniial nedifereniat, capat proprieti morfofuncionale particulare diferite se numete DIFERENIRE CELULAR (citodifereniere). Diferenierea este un proces esenial n biologie fiind fenomenul cheie al apariiei i existenei individului, presupunnd implicarea ei n reproducere, creterea i dezvoltarea organismului, regenerarea celulelor lizate sau uzate n cursul vieii precum i evoluia speciilor i adaptarea organismului la mediu. Acesta este un proces lent care se manifest n cursul dezvoltrii embrionare, dar l regsim i la adult unde este mult mai redus i se manifest numai n anumite sectoare n care pierderile permanate de celule implic nlocuirea lor cu alte celule noi. Este cazul esuturilor labile ntlnite n cazul celulelor sangvine, celulelor epiteliale ale mucoasei intestinale, ale epidermului pielii .a.

Gradul de difereniere celular va influena rata multiplicrii acestora. Cu ct celulele sunt mai puin difereniate, cu att tendina lor de proliferare este mai accentuat. Pe msur ce gradul de specializare funcional a celulei se definete, att metabolismul ct i structura sa va deveni diferit de a celorlalte celule. Modificrile care apar sunt mai nti de ordin biochimic, sistemele enzimatice aprute la un moment dat orientnd activitatea metabolic ntr-o anumit direcie determinat.Exist trei perioade biologice importante n viaa oricrui individ:- ontogeneza,- creterea, dezvoltarea i maturarea,- mbtrnirea i moartea.Intensitatea i amploarea fenomenelor diferenierii sunt variabile n cursul acestor etape ale vieii, maxima de intensitate fiind nregistrat n timpul embriogenezei .

Celulele care au un potenial maxim de difereniere sunt denumite celule pluripotente. Soarta acestora se hotarte n cursul embriogenezei, cnd fiecare celul este obligat s evolueze spre un anumit tip de celul specializat n urma interveniei unor factori extrinseci. Celulele care au suferit influena acestor factori se numesc celule determinate. n cursul embriogenezei, asupra celulei acioneaz mai muli factori determinani. Determinarea micoreaz progresiv numrul de celule specializate; starea de celule deteminat este la mamifere ireversibil. Factorii care impun celulelor alegerea unui anumit parcurs evolutiv sunt cunoscuti sub numele de inductori. Pentru ca aciunea lor asupra celulelor s fie posibil, celulele int trebuie s primeasc anumite mesaje pentru a deveni celule permisive (permeabile la inductori). Permisivitatea apare astfel ca urmare a unor modificri genetice i structurale la nivelul membranei celulare, determinate de aciunea unui alt inductor anterior.

Din acest motiv, inductorii pot aciona numai secvenial ntr-o ordine precis. Permisivitatea pentru un anumit inductor este limitat n timp. Momentul primei determinri (aciunea primului inductor), este momentul cheie n care ncepe constituirea individului. n funcie de specie, acest moment este diferit ca timp. Diferenierea celular se realizeaz prin intervenia unui grup heterogen de factori inductori care acioneaz iniial asupra unei populaii de celule pluripotente, apoi asupra unor celule determinate (direcionate).n ontogenez numrul determinrilor succesive coincide cu numrul inductorilor. n final, inductorii i deteminarea formeaz CELULELE STEM (celulele de origine), din care vor lua natere anumite tipuri de celule specializate. Astfel, celulele stem din mduva roie sunt cap de serie pentru hematii, leucocite i trombocite, iar celulele nedifereniate din epiderm sunt cap de serie pentru tipurile de epitelii.

Prin continuarea programului de difereniere, din celulele stem se pot reface celulele adulte specializate. Din punct de vedere genetic, starea de celul difereniat se poate aprecia la unele specii prin scderea sau prin amplificarea cantitii de ADN din nucleu. La mamifere, starea de celul difereniat este caracterizat prin pstrarea aceleiai cantitti de ADN ca i n celulele pluripotente. Diferenierea se produce n dou etape: diferenierea intracelular i diferenierea intercelular Diferenierea intracelular - const n apariia ntr-un anumit moment n interiorul celulei a unor modificri structurale succesive care sunt responsabile de apariia formei i structurii specifice celulei difereniate. Aceasta face posibil diferenierea intercelular.Diferenierea intercelular (ntre caracterele celulelor iniiale i a celor provenite din celulele iniiale) coincide cu acumularea unei substane specifice, cum ar fi o protein cu funcie enzimatic, ce va avea ca rezultat funcional al diferenierii apariia unor funcii specifice fiecrui tip celular constituit. De exemplu, hematia se ncarc cu hemoglobin i face posibil legarea i transportul gazelor n snge.

INDUCIA I INDUCTORIIInducia este fenomenul care presupune o interaciune intim ntre anumii factori (inductori) i o populaie de celule (celule induse). Fenomenul de inducie este reciproc dar nu este egal. nteruperea sau modificarea aciunii inductoare a unei componente are rsunet i n partea indus. n cadrul acestei interdependene se stabilesc corelaii funcionale reciproce foarte puternice, interrelaii care sunt n primul rnd de ordin metabolic. Fenomenul de inducie explic un mare numr de fapte embriologice iar natura inductorilor poate varia, ei putnd aciona ca activatori ai genelor, ca depresori la nivelul transcripiei ARN mesager etc. Elementul indus nu joac n acest timp doar un rol pasiv. Inductia necesit n acelai timp pentru a se produce, att puterea de inducere a unui element ct i capacitatea reacional a celuilalt. Aceasta din urm se numete competen i depinde nu numai de gradul reacional dar i de momentul n care se exercit inducia.

Inductorii pot aciona fie local n celula gazd, fie la distan dup ce difuzeaz n umorile organismului cum ar fi n cazul factorilor de cretere i n cazul hormonilor morfogeni.n acest fel, inductorii controleaz :- morfogeneza,- diferenierea i - proliferarea celular. Fiecare inductor acioneaz n mod specific numai asupra unui grup de celule (celulele int) i numai cnd ele sunt permisive. Att celulele difereniate ct i cele nedifereniate prezint anumite caractere generale specifice.

Astfel, pentru celulele DIFERENIATE, caracterele generale sunt:1. Funcia specific;2. Structura specific;3. Compoziia chimica specific;4. Adezivitatea de suport - ce duce la formarea de esuturi sau organe atunci cnd mai multe pturi celulare vin n contact;5. Joncionarea;6. Inhibiia capacitii de diviziune i 7. Inhibiia de contact.n cazul celulelor NEDIFERENIATE, se ntlnesc urmtoarele caractere generale:1. Lipsa funciei specifice;2. Lipsa unei structuri specifice;3. Lipsa unei compoziii chimice specifice; 4. Adezivitatea de suport datorit creia atunci cnd vin n contact se recunosc, ader i se pot forma esuturi i organe; 5. Joncionarea cu alte celule; 6. Capacitatea mare de diviziune i 7. Inhibiia de contact.

SCOTT F. GILBERT a mprit componentele induciei n:competena, evocaia iindividualizarea.Competena este abilitatea de a rspunde la un semnal inductor;Evocaia reprezint semnalul general ce comand unui esut tipul de celule din care urmeaz a fi alctuit;Individualizarea este procesul prin care celulele esutului capat propria lor identitate.Teoria sistemului competen, este superioar teoriei simple a induciei. S-a observat c multe substane pot aciona ca i inductori dar numai anumite tipuri de esuturi pot rspunde la aciunea factorilor inductori. Explicaia acestui fenomen este capacitatea de competen de a rspunde doar la anumii evocatori i este regsit n aciunea modelatoare a genelor asupra procesului diferenierii i dezvoltrii.

Mecanismul de inducie celular are loc astfel: 1. Celula inductoare secret semnalul difuzabil;2. Acest semnal va interaciona cu receptorul de pe suprafaa celeilalte celule;3. Activarea receptorului va duce la mobilizarea unor ci de conducere intracelulare;4. Rezultatul va consta n activarea unor gene int, specifice, cu schimbarea cii de evoluie a celulei.Semnalele pot fi controlate de ctre capacitatea de competen a celulei int.