Обновление клеток в клеточных популяциях

Клеточные популяции организма можно разделить на 3 группы:

1) растущие клеточные популяции характеризуются непрерывным новообразованием клеток, которое обеспечивает не только обновление клеточной популяции, но и рост, увеличение массы ткани. Долгоживущие клетки этой популяции, выполняя специализированные функции, сохраняют способность при стимуляции вступать вновь в клеточный цикл. Такие клеточные популяции находятся в печени, почках, щитовидной железе и др. органах;

2) стабильные клеточные популяции образованы клетками, полностью утратившими способность к делению (нервные клетки, кардиомиоциты). По мере старения организма количество этих клеток уменьшается, т.к. естественная убыль клеток не восполняется;

3) обновляющиеся клеточные популяции характеризуются тем, что убыль дифференцированных (выполняющих специализированные функции) и неспособных к делению клеток восполняется за счёт деления недифференцированных (камбиальных) клеток и их последующей дифференцировки.

Регуляция клеточного цикла осуществляется сложной системой механизмов, обеспечивающих стимуляцию или ингибирование митотического деления клеток. Эта система основана на двух видах сигналов (информации):

- о воздействии внешних стимулирующих (ингибирующих) факторов;

- об интактности (неповреждённости) генома; в случае повреждения генома включается система репарации (восстановления структуры) ДНК, а прохождение клеткой соответствующего периода (этапа) жизненного цикла приостанавливается.

Наряду с уже упоминавшимися внутриклеточными регуляторами деления клетки и её подготовки к делению (активаторы S-периода,
М-задерживающий фактор, М-стимулирующий фактор, циклины) существуют два вида полипептидов и гликопротеинов, обладающих клеточной и тканевой специфичностью - кейлоны и антикейлоны.

Кейлоны образуются всеми дифференцированными клетками ивоздействуют на незрелые клетки этой же ткани, угнетая их пролиферацию. Выделение кейлонов основано на механизме отрицательной обратной связи: уменьшение численности зрелых клеток в популяции вызывает уменьшение количества выделяемых ими кейлонов; снижение ингибирующего воздействия кейлонов, в свою очередь, ведёт к активации митотической активности клеток ткани в целом.

Антикейлоны отличаются прямо противоположным эффектом: они стимулируют пролиферативные процессы в ткани.

Реакция клеток на неблагоприятные воздействия.При повреждении окислителями и другими химическими препаратами, тяжёлыми металлами, нехватке кислорода или глюкозы, повышении температуры, заражении вирусами, а также при других неблагоприятных воздействиях все клетки отвечают сходной реакцией. В её основе лежит изменение характера экспрессии генов: усиливается синтез особой группы защитных стрессорных белков и подавляется продукция остальных видов белка. Стрессорные белки впервые обнаружены в клетках, подвергавшихся воздействию повышенной температуры. В связи с этим они получили название «белки теплового шока» (HSP). Различные белки этой группы обеспечивают сборку, поддержание нативной конформации (развёртывание, упаковку) других белков и их взаимодействие между собой. Тем самым они предотвращают агрегацию белков и их дальнейшее повреждение при нарушении метаболизма клетки. Усиление синтеза стрессорных белков защищает клетки от повреждений и препятствует их гибели.