Тело человека №42, страница 15

ЭНЦИКЛОПЕДИЯ МЕДИЦИНЫ РАЗДЕЛ

ФИЗИОЛОГИЯ'

Как делятся клетки

ЛИСТ 40

Подавляющее большинство клеток тела человека способно делиться. Деление клеток наблюдается не только в период роста человека, их постоянное обновление происходит на протяжении всей жизни.

Все ткани организма человека состоят из клеток - микроскопических, окруженных мембраной структур. Новые клетки образуются путем деления, во время которого клетка удваивает свой генетический материал, после чего разделяется на две дочерние клетки. Процесс клеточного деления безостановочно протекает во всем организме как во время развития плода, так и во взрослом состоянии.

КАК ДЕЛИТСЯ КЛЕТКА Деление происходит при развитии тканей либо при изнашивании клеток и необходимости их замещения новыми. Клеточное деление подчиняется тонкой регуляции. Процесс запускается в связи с потребностями окружающей ткани, а также в соответствии с внутренним клеточным циклом развития.

Клетки, деление которых выходит из-под контроля организма, могут стать злокачественными. Действие противоопухолевых препаратов основано на уничтожении быстро делящихся клеток,

Клеточный цикл

Деление клетки представляет собой процесс, в течение которого клетка удваивает свой генетический материал и затем разделяется на две идентичные дочерние клетки. Весь цикл деления включает две основные стадии: интерфаза, во время которой происходит репликация (удвоение) компонентов клетки, и митоз, когда клетка разделяется с образованием двух новых клеток.

Интерфаза включает два промежуточных периода (G1 и G2) и синтетический период (S).

Во время G1-периода клетка продуцирует белки, жиры и углеводы. Медленно растущие клетки, такие как клетки печени, могут пребывать в этой фазе на протяжении нескольких лет, в то время как другие, например клетки костного мозга, проводят в G1-периоде около 16-24 часов.

Если клетка активно не делится, она переходит из G1-периода в состояние, известное как GO-период. У взрослого человека многие высокоспециализированные клетки, такие как нейроны (нервные клетки) или клетки сердечной мышцы, не делятся и всегда находятся в GO-периоде. Это обусловливает низкую способность этих тканей к регенерации.

РЕПЛИКАЦИЯ ХРОМОСОМ Следующий период интерфазы -S-период - включает процесс репликации (удвоения) хромосом, в результате чего клетка временно содержит 92 хромосомы вместо обычных 46. В эту фазу также продолжается синтез белков, в том числе тех, которые формируют веретенообразные структуры, разделяющие хромосомы. В большинстве клеток организма человека S-период длится от 8 до 10 часов.

Дополнительные белки синтезируются в С2-периоде.

Непосредственно разделение клетки на две дочерние называется митозом. Этот процесс подразделяется на 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Длительность полного клеточного цикла варьирует от одного дня до года в зависимости от типа клетки. Вот некоторые примеры продолжительности жизни разных клеток:

■ клетки печени -12 месяцев;

■ эритроциты - 80-120 дней;

■ клетки кожи -14-28 дней;

■ клетки слизистой оболочки кишечника - 3-5 дней.

по этой причине они обладают меньшим эффектом в отношении неделящихся клеток.

ЭМБРИОНАЛЬНЫЕ КЛЕТКИ Наиболее интенсивное деление клеток наблюдается во время раннего эмбрионального периода. В течение 9 месяцев из одной оплодотворенной яйцеклетки формируется сначала эмбрион, а затем плод, состоящий примерно из 10 тысяч миллионов клеток.

На определенном этапе развития организма многие клетки «переключаются» с процесса размножения на выполнение специфических функций (например, становятся водителями ритма в сердце). Этот механизм называется дифференцировкой.

Практически во всех тканях имеются так называемые стволовые клетки (клетки-предшественники) - недифференцированные клетки, которые под влиянием различных факторов активизируются и включаются в процесс деления и дифференцировки.

Во время деления клетки хромосомы, несущие генетический материал, разделяются между двумя дочерними клетками.

А После оплодотворения яйцеклетка начинает интенсивно делиться; здесь показан человеческий зародыш на стадии четырех клеток.

► Процесс деления клетки включает две стадии: интерфазу (показана фиолетовым), в которую происходит удвоение клеточных элементов, и митоз (обозначен оранжевым), когда имеет место собственно разделение клетки. Интерфаза подразделяется на Gi-, S-и Ьг-периоды. Митоз состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы.

Go-период

Деление клетки