Виды клеток в организме: Клетка — все статьи и новости

Неизученные и загадочные. Открыты новые типы клеток в организме человека

Источник: ria.ru

В аутоиммунных заболеваниях, в том числе диабете первого типа и рассеянном склерозе, могут быть виноваты особые иммунные клетки, о которых ученые узнали лишь в этом году. Также среди недавних открытий — новые типы нейронов и необычные стволовые клетки, обнаруженные в органах взрослых людей. Благодаря современным технологиям исследователи разглядели невидимые прежде «кирпичики» человеческого организма.

Опасные гибриды

В начале этого года в одной из лабораторий Университета Джонса Хопкинса (США) биологи изучали работу человеческого иммунитета. Они отталкивались от предположения, что диабет первого типа возникает из-за того, что иммунная система начинает атаковать здоровые бета-клетки поджелудочной железы, вырабатывающие инсулин.

В норме антигены — чужеродные вещества — распознаются благодаря особому белковому комплексу, расположенному на поверхности клеток.

Он связывается с антигенами и в таком виде презентует их клеткам иммунитета. В результате Т-лимфоциты начинают уничтожать зараженные клетки и стимулировать В-лимфоциты на борьбу с врагом.

В случае с диабетом первого типа иммунитет по непонятным пока причинам считает инсулин чужеродным веществом. Но даже в этом случае реакция иммунной системы не должна быть настолько сильной, как это характерно для организма диабетиков: сразу в нескольких экспериментах ученые показали, что белковый комплекс с поверхности клеток плохо связывается с инсулином.

Иммунные гибридные клетки, которые одновременно действуют как Т- и В-лимфоциты, ученые назвали Х-лимфоцитами

Оказалось, что дело в особых клетках иммунитета, которые раньше не замечали, — гибридных лимфоцитах, сочетающих в себе свойства Т- и В-клеток. Иными словами, они могут как уничтожать источник производства инсулина в организме, так и вырабатывать антитела к ферментам поджелудочной железы. Именно эта особенность обостряет иммунный ответ, предполагают авторы исследования.

Ведь один лимфоцит одновременно выполняет работу, которая обычно требует согласованных действий двух клеток.

Как показали дальнейшие исследования, пептиды, производимые гибридами, усиливают атаку Т-лимфоцитов на бета-клетки, вырабатывающие инсулин. В результате и развивается диабет первого типа. У пациентов с таким диагнозом концентрация гибридных клеток в крови значительно выше, чем у здоровых людей.

Ученые раскрыли происхождение клеток-убийц
Иммунные клетки — Т-лимфоциты — уничтожают инфицированные и раковые клетки. Современная наука уже знает, какой ген ответственен за созревание лимфоцитов в человеческом организме, однако до последнего времени было не понятно, какой механизм его активирует.

Новая форма — новое содержание

Американские и испанские ученые, исследовавшие механизм образования внутренних органов и кожного покрова у человеческого зародыша, обнаружили клетки неизвестной ранее геометрической формы. Они представляют собой многоугольники с восемью гранями, одна из которых треугольная.

Речь идет об эпителиальных клетках, участвующих в формировании слизистых оболочек, легких, желез и капилляров. В ходе развития эмбриона, прежде чем превратиться в органы, структуры, состоящие из этих клеток, изгибаются и перекручиваются. При этом сами клетки или их группы должны принимать такие формы, чтобы минимизировать расход энергии и обеспечить стабильность всей конструкции.

Клетки эпителия при изгибе принимают форму скутоида — многоугольника с восемью гранями

Ученые уже наблюдали, что по мере роста тканей эпителиальные клетки становятся похожи либо на призму, либо на усеченную пирамиду. Однако когда они попытались смоделировать весь процесс в компьютерной программе, оказалось, что при закручивании клеточных структур они должны принимать еще одну геометрическую форму, для которой даже не существует названия. Одно из оснований получившейся фигуры имело шесть вершин, другое — пять. Исследователи окрестили ее скутоидом в честь щитка жуков Heteroptera — скутеллума (scutellum).

Скутоиды уже удалось обнаружить в слюнных железах мушек-дрозофил и эмбриональных тканях рыб данио-рерио. Авторы работы предполагают, что и клетки человеческих зародышей должны принимать форму новой геометрической фигуры.

Ученые получили новую информацию о раннем развитии эмбриона человека
Ученым удалось поддерживать жизнь человеческого эмбриона в течение рекордных 13 дней, в ходе которых удалось получить дополнительную информацию о раннем периоде развития человека.

Шиповник в голове

Нейробиологи из Алленовского института мозга (США) описали новый тип нервных клеток — так называемые нейроны шиповника. Они сосредоточены в верхних слоях коры головного мозга и внешне похожи на розу с опавшими лепестками: вокруг каждой клетки образован плотный пучок из отростков, через которые проходят нервные импульсы.

Исследователи обнаружили эти нейроны, когда изучали срезы мозговой ткани двух 50-летних мужчин, завещавших свои тела науке после смерти. При анализе белков, встроенных в клеточную мембрану нейронов, выяснилось, что некоторые из них имеют собственную генную подпись. Иными словами, набор генов, производящих белки, характерен только для этих клеток.

Дальнейшие исследования показали, что нейроны шиповника относятся к тормозящим, но их конкретная функция пока неясна. Авторы работы предполагают, что они могут каким-то образом управлять сигналами, которые передают клетки, находящиеся в более глубоких слоях коры головного мозга. У остальных животных, в том числе и приматов, ученые пока не обнаружили нейроны шиповника.

Новый тип нервных клеток назвали нейронами шиповника, так как внешне они похожи на розу с опавшими лепестками

Сюрприз в печени

Печень — один из немногих внутренних органов, способный восстановить первоначальный объем, даже если осталось не более 25 процентов нормальной ткани. Возвращение к прежним размерам главным образом возможно из-за увеличения объема уцелевших клеток. Но и регенерация пусть медленно, но происходит.

Один из вероятных ее механизмов — действие клеток, которые по своим свойствам напоминают стволовые. Речь о гепатобилиарных гибридных клетках-предшественницах (hepatobiliary hybrid progenitor cell, HHyP), описанных учеными полгода назад. Исследователи обнаружили их в печени как эмбрионов, так и взрослых людей.

В процессе развития зародыша HHyP превращаются в гепатоциты — клетки паренхимы печени — и холангиоциты — клетки эпителия желчных протоков. В клетках взрослых они, как правило, неактивны. Авторы работы намерены найти способ искусственно воздействовать на них, чтобы орган мог восстанавливаться даже при очень серьезных поражениях — циррозе и гепатитах.

Что такое клетка организма? Какое строение клетки? Какие виды клеток существуют?

На нашей планете существует огромное количество организмов: грибы, растения, животные, люди. И всех объединяет одно свойство — тело каждого их них состоит из клеток.

У некоторых, например, зеленой водоросли хлореллы, одна клетка – это уже целое тело. Такие организмы называются одноклеточными. Одноклеточными бывают бактерии, некоторые грибы и протисты.

У человека организм состоит приблизительно из 30 трлн клеток. Если клеток больше одной, то такой организм называется многоклеточным.

Клетки считаются самыми маленькими частицами нашего тела.

Существует целая наука, изучающая клетки – цитология.

История открытия клетки

Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук в 1665 году. Сделать открытие ему помог улучшенный микроскоп, который Гук усовершенствовал сам. Учёный отрезал тонкий кусочек пробкового дерева и рассмотрел его под микроскопом. Результат удивил – при увеличении Гук увидел ячейки, похожие на пчелиные соты. Эти «соты» он и назвал клетками.

Позже в 1674 году голландский ученый Антони ван Левенгук проводил эксперименты. Он рассматривал под микроскопом образцы слюны, крови, кожи и дождевой воды. Левенгук был поражен, когда обнаружил маленьких подвижных «зверьков» в капле воды. Со временем стало понятно, что этими одноклеточными организмами были бактерии, амёбы и инфузории.

Структура клетки

Клетки имеют большое разнообразие по размерам и форме. Самые большие клетки достигают размеров до 15 см, а самые маленькие невозможно увидеть без большого увеличения микроскопа.

По форме клетки могут вытягиваться, выглядеть как шарик, прямоугольник, звезда и так далее.

Строение клетки

Клетки всех организмов делят на животные и растительные. Они немного различаются своим внутренним строением. У человека, животных, птиц, грибов тела состоят из животных клеток. Растения же являются обладателями растительных.

Как у человека в теле находятся органы, так у каждой клетки внутри находятся органеллы или органоиды. Они обеспечивают все потребности клетки: защищают, поставляют питательные вещества, удаляют ненужные, помогают ей расти и размножаться.

Растительные клетки

Растительная клетка снаружи покрыта клеточной стенкой, которая помогает держать форму.

За стенкой клетка покрыта специальной плёнкой – цитоплазматической мембраной (ЦПМ). Через нее питательные вещества поступают в клетку, а ненужные – выводятся.

Внутри вся клетка заполнена вязким бесцветным веществом — цитоплазмой. В ней находится большое число разных органоидов.

Самый главный клеточный органоид – ядро. Этот центр управления хранит в себе генетическую информацию клетки и регулирует все её функции.

Вакуоль – органоид, занимающий 70-90% от общего объема клетки. Этот пузырек заполнен клеточным соком, который определяет вкус плодов. Сладкий арбуз или кислый лимон – это работа вакуолей.

Митохондрии – маленькие энергетические станции, выделяют энергию на нужды клетки.

Пластиды – органоиды, которые делят на три группы:

1. хлоропласты – маленькие контейнеры зеленого цвета, заполненные специальным пигментом хлорофиллом. Главная их роль заключается в фотосинтезе. Фотосинтез – это процесс образования кислорода и сахара из углекислого газа и воды;

2. хромопласты определяют цвет плодов, цветков, листьев. Содержат красные, жёлтые, оранжевые пигменты;

3. лейкопласты – хранилище питательных веществ. Эти бесцветные органоиды можно найти в больших количествах в луковице.

Аппарат Гольджи – фабрика по производству пузырьков лизосом, которые помогают клетке удалять ненужные вещества. Был назван так в честь итальянского ученого Камилло Гольджи, который впервые обнаружил его в 1898 году.

Эндоплазматическая сеть разделяет цитоплазму на небольшие отсеки и помогает в передвижении различных веществ.

Животные клетки

Животная клетка по своему строению сложнее, чем растительная. Отличаются они органоидами. Например, в животной клетке отсутствуют вакуоли и пластиды. Оболочки тоже нет, снаружи клетка покрыта сразу цитоплазматической мембраной.

Внутри клетка заполнена цитоплазмой. Ядро, митохондрии, аппарат Гольджи и эндоплазматическая сеть также находятся в животной клетке и выполняют свои функции.

В отличии от растительной клетки, в животной есть клеточный центр. По форме он похож на скопление небольших трубочек. Этот органоид участвует в делении клетки.

Таким образом растительные и животные клетки имеют сходства и различия, но в целом каждая клетка напоминает небольшой городок со своими «центрами».

Какие клетки не имеют ядер

Учёные делят все живые организмы на две группы: эукариоты и прокариоты. Эукариоты – это живые организмы, в клетках которых есть ядро.

Клетки прокариот не имеют ядер. К ним относится огромная группа организмов – бактерии. Их тела всегда состоят из одной клетки, и они сильно упрощены. На месте ядра у них находится мезосома – спираль, свернутая в кольцо. Она выполняет все функции ядра. Органоиды у бактерий отсутствуют.

Городская клиническая больница №31 — Пациентам в помощь. Гематологические заболевания. Часть V. Острый лейкоз

Страница 1 из 5

Острые лейкозы – это самые опасные и стремительные болезни крови. При острых лейкозах происходит поломка на уровне самых молодых клеток крови, клеток-предшественников, клеток-бластов, которые являются одним из подвидов белых кровных телец, лейкоцитов.

Слово бласт происходит от слова blastos, что по-гречески означает «росток, зародыш, побег». Бласты – это быстро растущие клетки. Здоровая бластная клетка со временем развивается в какую-либо полезную клетку крови. В норме  число бластов не превышает 1% от всех клеток костного мозга. В кровь они почти никогда не выходят. Если человеку срочно понадобилось большое число каких-нибудь клеток крови (например, лейкоцитов при тяжелой инфекции), то бластов организм может вырабатывать и больше, но все же их относительное число редко превышает 10%.

Бласты, которые размножаются при остром лейкозе, другие. Их можно сравнить с хулиганами-тунеядцами в человеческом обществе, потому что они не работают, питаются запасами организма и вместо собственного развития в полезные клетки быстро плодят себе подобных.

Лейкозные бласты вытесняют здоровые клетки крови из их дома внутри костей и поселяются там сами. Из-за этого нарушается процесс обновления нормальной крови, начинается ее дефицит: быстро снижается гемоглобин, тромбоциты, здоровые лейкоциты. Пациент начинает слабеть, могут появиться самопроизвольные кровотечения и высокая температура. В анализе крови врач видит снижение гемоглобина и тромбоцитов и резкое повышение лейкоцитов за счет опухолевых клеток-бластов. Больше всего опухолевых клеток в костном мозге.

Принципиально врачи выделяют два типа бластов: лимфобласты и миелобласты. В зависимости от типа бластов и лейкозы бывают лимфобластные и миелобластные (нелимфобластные). Это зависит от того, в начале какого из двух путей развития клетки крови произошла авария.

В норме из здоровых лимфобластов (клеток-предщественников) образуются высокоспециализированные клетки иммунной системы В- и Т- лимфоциты. Задачи В- и Т-клеток можно сравнить с задачами войск специального назначения, которые действуют точно и эффективно. Из миелобластов в дальнейшем получаются остальные виды клеток: красные кровяные тельца, тромбоциты, гранулоциты. Красные кровяные тельца (эритроциты) – переносят кислород, тромбоциты отвечают за свертывание крови, если мы, например, поранились.

Гранулоциты – «общевойсковая» часть иммунной системы, они действуют более массированными ударами.

Если произошла поломка, то нормальные клетки не созревают, а бласты остаются недоразвитыми. По внешнему виду бласта, а также с помощью проточной цитометрии можно определить, какая клетка могла бы из него получиться. Это важно для выбора лечения и понимания, насколько успешным будет лечение. Вид клеток-предшественников врачи обозначают в диагнозе, например: острый В-лимфобластный лейкоз (лейкоз из клеток-предшественников В-лимфоцитов), острый монобластный лейкоз (лейкоз из клеток-предшественников моноцитов) и т.д.

Диагноз «острый лейкоз» ставят, если выясняют, что бластов в костном мозге пациента более 20%. Чтобы понять, какой именно лейкоз у больного, делают проточную цитометрию бластов.

Острые лейкозы бывают очень разные. Лейкоз, например, может появиться «на ровном месте», то есть у человека, у которого никогда не было никаких болезней страшнее насморка. Такими лейкозами обычно болеют дети и молодые люди. У людей старшего возраста острые лейкозы, как правило, вторичны. Это значит, что в результате каких-то причин (химиотерапия по поводу других болезней, облучение или отравление некоторыми химическими веществами) может нарушиться кроветворение, то есть появляется так называемый миелодиспластический синдром (мы уже описывали его в других разделах нашего сайта). Последней ступенью миелодиспластического синдрома является вторичный острый лейкоз.  Первичные лейкозы более агрессивны, чем вторичные, но все лейкозы лечат по единым принципам. Чтобы полностью вылечить пациента, часто необходимо сделать пересадку донорских стволовых клеток крови.

О некоторых типах острых лейкозов мы расскажем в этой главе:

 

Иммунитет: защита и нападение

Воспаление представляет собой реакцию ткани на инфекцию или повреждение и имеет следующие симптомы:

• покраснение вследствие усиления кровотока;
• отек вследствие накопления жидкости и клеток в тканях;
• боль вследствие повреждения ткани и раздражения нервных волокон;
• повышение температуры — местное (вследствие усиления кровотока) и/или системное (повышение температуры тела).

В процесс воспаления включаются белки плазмы крови — комплемент и цитокины. Комплементом называется ряд белков плазмы, вступающих в серию каскадных химических реакций в ответ на инфекцию. Это своего рода многоступенчатая сигнальная система, которая маркирует чужеродные микроорганизмы и привлекает в очаг инфекции специальные клетки — «убийцы» патогенов.

В ответ на сигнал тревоги начинается контратака защитной системы организма — запускается клеточный иммунный ответ. В неспецифическом иммунном ответе принимают участие два типа клеток крови — фагоциты и NK-клетки (или натуральные киллеры).

Фагоциты представляют собой крупные лейкоциты, поглощающие и буквально переваривающие внутри себя микроорганизмы и другие чужеродные частицы. Этот процесс называется фагоцитозом. Фагоциты наиболее чувствительны к микроорганизмам, помеченным белком-комплементом или антителами (эти частицы — уже часть адаптивного или специфического иммунного ответа). Кроме клеток, которые атакуют нарушителя по тревоге, в кровотоке также циркулирует регулярный «патруль» или особый вид лейкоцитов — натуральные киллеры. Их мишенью являются злокачественные клетки и клетки, инфицированные вирусами. Врожденный иммунитет быстро активируется на ранних стадиях инфекции. Его механизмы защиты могут ограничивать распространение патогенов в организме, но возможности для устранения чужеродных частиц ограничены и остаются прежними при повторном заражении тем же патогеном. Поэтому для борьбы с инфекцией обычно требуется участие третьей линии защиты — адаптивной иммунной системы (приобретённый иммунитет).

Адаптивный (приобретенный) иммунитет развивается после первой встречи с чужеродным агентом. Основными его качествами являются специфичность и иммунологическая память.

У специфического иммунитета в ответ на попадание в организм «чужака» в запасе имеется целая стратегия, которой позавидовали бы многие полководцы. «Основные войска» специфического иммунитета — лимфоциты. Это — специализированные лейкоциты, находящиеся в лимфатической системе. Лимфоциты характеризуются очень длительным периодом жизни — от нескольких лет до десятилетий! Известны три типа лимфоцитов: B-клетки, Т-клетки и натуральные киллеры (о них мы уже рассказывали).

Для развития адаптивного иммунитета требуется специфическая мишень — антиген. Антиген представляет собой вещество (обычно крупную молекулу), которая активирует иммунный ответ. Один микроорганизм обычно имеет большое количество антигенов, например, поверхностные структуры,  такие как компоненты клеточной стенки, полисахариды капсулы, жгутики и т. д., или внеклеточные белки, такие как токсины или ферменты, вырабатываемые микроорганизмом.

Сначала происходит выработка В-клетками оружия против нарушителей — белка, который прореагирует с антигеном и сделает его безвредным. Эти белки носят название антител, называемых также иммуноглобулинами (Ig). Антитела очень специфичны и способны связываться только с антигеном той же структуры, что изначально стимулировал их образование. Когда антитело находит соответствующий ему антиген, они соединяются наподобие ключа, вставляемого в замочную скважину.

Затем приобретенный иммунитет начинает действовать сразу на два фронта: гуморальный иммунный ответ направлен на антигены, присутствующие в плазме крови, а клеточный иммунный ответ — на патогены, присутствующие внутри клеток.

В процессе гуморального иммунного ответа В-клетки, активированные специфическими антигенами, начинают усиленно делиться с образованием большого количества идентичных клеток-клонов, каждая из которых способна бороться с данным антигеном. Антитела B-клеток также привлекают фагоциты, уничтожающие и переваривающие антиген-мишень.

Клеточный иммунитет использует «специализированные силы» — T-хелперы и цитотоксические T-клетки, непосредственно атакующие и уничтожающие «войска противника» — инфицированные клетки.

После того, как война с инфекцией выиграна, В- и Т-клетки, активированные антигенами, переходят в состояние покоя и становятся лимфоцитами памяти, специфичными по отношению к данному антигену или патогену. При повторном заражении аналогичным или очень похожим (антигенно-аналогичным) микроорганизмом, они обеспечивают быстрый и мощный иммунный ответ. Высокие концентрации нужных антител достигаются уже через 1 — 2 дня после инфицирования.

Итак, приобретенный иммунитет характеризуется тремя основными особенностями:

• Специфичность: каждое антитело или активированная Т-клетка реагирует только со специфичным антигеном, вызвавшим ее образование. При этом они не реагируют с другими антигенами и защищают организм только от заболеваний, характеризующихся присутствием данного антигена.
• Память: после того, как в процессе адаптивного иммунного ответа произошло образование специфичного антитела или Т-клетки, производство антител или активация Т-клеток происходит быстрее и в больших количествах. Данная особенность является основой эффекта многих вакцин.
• Толерантность к собственным тканям: механизмы адаптивного иммунного ответа в норме способны отличать собственные структуры организма от чужеродных.

Виды клеток | Клеточные технологии

Стволовая клетка – это незрелая клетка, способная к самообновлению и развитию в любые специализированные клетки организма. По своему происхождению клетки разделяют на эмбриональные, фетальные, стволовые клетки пуповинной крови и мезенхимальные стволовые клетки.

Эмбриональные стволовые клетки

Источником эмбриональных стволовых клеток является бластоциста – зародыш, который формируется к пятому дню оплодотворения. Эти стволовые клетки способны дифференцироваться абсолютно во все типы клеток взрослого организма. Но у этого источника стволовых клеток есть недостатки. Во-первых, эти клетки способны спонтанно перерождаться в раковые клетки. Во-вторых, в мире пока не выделена безопасная линия истинно эмбриональных стволовых клеток, годных для клинического применения.

Фетальные стволовые клетки

Фетальные стволовые клетки получают из абортивного материала на 9 – 12 неделе беременности. Помимо этических и юридических проблем, использование непроверенного абортивного материала чревато осложнениями, такими, как заражение пациента вирусом герпеса, вирусными гепатитами, сифилисом и даже СПИДом. К сожалению, подобные примеры стали все чаще встречаться в столичных клиниках, где широко используются фетальные клетки в косметологических салонах.

Стволовые клетки из пуповинной крови

К сожалению, для вас – тех, кто читает этот текст, такой возможности – иметь свои собственные стволовые клетки из пуповинной крови – уже не будет. У каждого человека возможность собрать стволовые клетки пуповинной крови имеется только один раз в жизни – при рождении.

В зависимости от способа сбора пуповинной крови, от 3 до 12 % взятых образцов подвергаются бактериальному заражению до того как попадут на хранение.

Мезенхимальные стволовые клетки (МСК)

(постнатальные стволовые клетки)

Существуют данные о способности мезенхимальных стволовых клеток оказывать антипролиферативное, противовоспалительное и иммуномодулирующее действие.

Мезенхимальные стволовые клетки принимают непосредственное участие в регенеративных процессах организма и могут замедлять процесс старения.

К сожалению, с возрастом количество МСК уменьшается и регенеративные возможности организма снижаются. Для примера: когда мы рождаемся, у нас в костном мозге на 10 тыс. кроветворных клеток приходится одна стволовая клетка. У растущих подростков стволовых клеток уже в 10 раз меньше. К 50-ти годам на 0,5 млн обычных клеток приходится 1 стволовая, к 70-ти годам остаётся 1 стволовая клетка на миллион!

На сегодняшний день разработан метод получения, выращивания и введения в организм культур мезенхимальных стволовых клеток и кардиобластов из клеток костного мозга самого пациента либо донора (человека), а так же создания оптимальных условий для их приживления и роста в организме.

В отличии от иных видов стволовых клеток, мезенхимальные стволовые клетки не имеют отрицательных побочных действий.

Технологии с использованием мезенхимальных стволовых клеток не имеют отрицательных побочных действий. привлекают огромное внимание во всем мире. Это связано с уникальными способностями МСК, в зависимости от тканевого микроокружения, превращаться в клетки различных органов и тканей. Мезенхимальные стволовые клетки могут восстанавливать практически любое повреждение, превращаясь на месте в необходимые организму клетки (костные, гладкомышечные, печеночные, сердечной мышцы и даже нервные) и стимулируют внутренние резервы организма к регенерации (восстановлению) органа или ткани, замедляя процесс старения.

Скачать в PDF

Химиотерапия — Лечение | Хирсланден Швейцария

Химиотерапевтические препараты — это медикаментозные препараты, которые влияют на метаболизм раковых клеток. Они подавляют рост раковых клеток или убивают их. Отсюда другое их название — цитостатики. На сегодняшний день разработано более 100 различных цитостатиков, предназначенных для лечения различных видов рака.

При иммунотерапии рака в организм человека вводят искусственные антитела. Они либо напрямую стимулируют иммунную систему, либо связываются с раковыми клетками и таким образом помогают иммунной системе организма защищаться от раковых клеток. Помечая раковые клетки антителами, иммунная система может распознавать и уничтожать раковые клетки.

Действие антигормональной терапии направлено против определенных гормонов, которые способствуют росту раковых клеток в организме. Этот вид терапии применяется, например, при раке молочной железы или раке простаты. Препараты антигормональной терапии полностью ингибируют гормоны или препятствуют их действию на раковые клетки.

Как осуществляется подготовка к лечению?

Прежде чем будет подобрана эффективная медикаментозная терапия, больному раком необходимо пройти обследования для определения вида, типа и принципа действия раковых клеток. Например, при раке молочной железы определяют, стимулируется ли рост опухолевых клеток эстрогенами. В этом случае будет эффективной антигормональная терапия.

Другие исследования, такие как МРТ, компьютерная томография или сцинтиграфия костей скелета, проводятся для поиска и выявления в организме метастазов. Стадия распространения рака играет решающую роль в принятии решения о лечении. Лечение рака требует сотрудничества специалистов разных специализаций. План лечения составляется группой таких специалистов, называемой онкологическим консилиумом.

Как проводится лечение?

Медикаментозная терапия рака обычно проводится непрерывно в течение длительного периода времени или в виде нескольких циклов. При некоторых видах рака может потребоваться пожизненная терапия. Лекарства от рака зачастую вводят в виде инъекций или капельниц. Но есть также множество лекарственных препаратов, выпускающихся в форме таблеток или капсул.

Химиотерапия

Многие виды рака требуют проведения химиотерапии препаратами, которые убивают раковые клетки напрямую или препятствуют их росту. Некоторые виды рака, такие как лейкемия или лимфома, лечатся главным образом с применением химиотерапевтических препаратов. При других видах рака, таких как рак легких, рак молочной железы или рак толстой кишки, химиотерапия применяется после операции или облучения. Такая химиотерапия называется адъювантной. Препараты, применяемые для химиотерапии, могут вызывать тошноту или рвоту. Поэтому наряду с химиотерапией пациентам часто назначают противорвотные средства.

Иммунотерапия, терапия антителами

Для иммунотерапии или терапии антителами используются искусственно созданные антитела против рака. Они связываются с расположенными на поверхности раковых клеток структурами, называемыми рецепторами. В результате этого изменяются свойства раковой клетки. Она погибает или лучше распознается и уничтожается иммунной системой организма. Благодаря многочисленным разработкам в области иммунотерапии целенаправленное лечение онкологических заболеваний характеризуется высокой эффективностью. Такое лечение назначают, например, при определенных видах рака молочной железы, когда на поверхности опухолевых клеток наблюдается избыток так называемых рецепторов HER2. При определенных формах лейкемии, таких как хронический миелоидный лейкоз (ХМЛ), назначают другой тип иммунотерапии, а именно ингибиторы тирозинкиназы.

Антигормональная терапия

Некоторые виды рака, такие как рак молочной железы, рак матки или рак простаты, реагируют на гормоны. Их рост стимулируется половыми гормонами — эстрогеном или тестостероном. Поэтому при раке молочной железы и раке матки всегда выясняют, имеют ли раковые клетки гормональные рецепторы. В этом случае назначают гормонотерапию антиэстрогенными препаратами. Эти препараты подавляют выработку эстрогена в организме или тормозят стимулируемый эстрогенами рост опухоли.

При раке простаты определение наличия гормональных рецепторов не требуется. Рост опухоли у больных этим видом рака на ранних стадиях заболевания всегда характеризуется гормональной зависимостью. Антигормональное лечение в этом случае заключается в подавлении выработки мужских половых гормонов (андроген, тестостерон). Такая антиандрогенная терапия в основном используется при прогрессирующем раке простаты, который не поддается лечению хирургическим путем.

Медикаменты предлагаются в различных формах. В форме таблеток, которые нужно принимать ежедневно, или в форме длительного действия, которая вводится или имплантируется под кожу с более длительными интервалами.

Какова вероятность успешного лечения?

Успех медикаментозной терапии рака зависит от различных факторов. Решающую роль играют агрессивность рака и стадия распространения. При многих видах рака применение химиотерапии, иммунотерапии или антигормональной терапии позволяют хорошо контролировать рак в течение очень длительного времени, а в некоторых случаях даже излечивать его. При других видах рака рост опухоли можно сдерживать только в течение определенного времени.

С какими осложнениями или рисками связно лечение?

Лекарства от рака — это лекарства, которые оказывают сильное воздействие на организм. Такое воздействие необходимо для успешного лечения рака. Несмотря на то, что действие применяемых для лечения рака лекарственных препаратов становится все более целенаправленным, такое лечение не обходится без побочных эффектов. Препараты химиотерапии воздействуют в первую очередь на клетки, которые быстро делятся. Это клетки слизистой оболочки пищеварительного тракта, клетки волосяных фолликулов (корней волос) и клетки крови. Типичными побочными эффектами при применении противораковых средств являются выпадение волос, расстройство желудка, тошнота, повышенный риск инфицирования и нарушения свертываемости крови.

Антигормональная терапия может сопровождаться симптомами, напоминающими симптомы менопаузы. Применение антигормональных препаратов также может влиять на сексуальную функцию у мужчин.

В целом, эффективность медикаментозного лечения рака всегда должна быть сопоставима с его потенциальными побочными эффектами.

Что происходит после окончания лечения?

Для оценки течения заболевания и успешности терапии требуются регулярные обследования и проверки. Длительность медикаментозного лечения зависит от ситуации и вида рака. Иногда необходимо назначить другие препараты или изменить дозировку.

Эпителий — Словарь патологий — MyPathologyReport.ru

Что означает эпителий?

Эпителий — это тонкий слой специализированных клеток на поверхности ткани. Это может быть внешняя поверхность, такая как кожа, или внутренняя поверхность, такая как клетки, выстилающие внутреннюю поверхность толстой кишки. Клетки эпителия называются эпителиальные клетки. Эпителиальные клетки слипаются, образуя барьер.

Под эпителием находится специальный слой соединительной ткани, называемый собственной пластинкой. Эпителий и собственная пластинка разделены очень тонким слоем ткани, называемой базальной мембраной.

Типы эпителия

В организме существует множество различных типов эпителия, каждый из которых служит определенной цели. Наиболее распространенные типы эпителия — плоский, железистый и уротелиальный.

• чешуйчатый — Этот тип встречается на поверхности кожи и на внутренней поверхности рта, пищевода и анального канала. Плоские клетки сильные клетки, способные выдерживать физическую нагрузку.
  
• железистый — Этот тип обнаружен во всех органах нашего тела, включая желудок, толстую кишку, грудь и простату. Клетки железистого эпителия часто образуют круглые структуры, называемые железы которые выделяют разные типы веществ.
  
• Уротелиальный — Этот тип находится на внутренней поверхности мочевого пузыря. Эпителиальные клетки уротелия называются уротелиальными клетками, и они образуют защитный барьер внутри мочевого пузыря. Они также специально разработаны, чтобы растягиваться, когда мочевой пузырь наполняется мочой.
  

Рак, который начинается в эпителии

Многие виды рака могут начаться из клеток эпителия. Все виды рака в этой группе называются карцином. Эти виды рака могут начаться в любой части тела, где есть эпителий.

Типы рака, которые начинаются с клеток эпителия, включают:

Неинвазивный рак и предраковые состояния

Иногда аномальные клетки видны только внутри эпителия. Патологи называют это состояние дисплазия. Карцинома на месте — это диагноз, который патологи используют для описания клеток, которые выглядят так же, как раковые клетки, но по-прежнему видны только в эпителии. Карцинома in situ называется неинвазивным типом рака, потому что аномальные клетки не распространились на ткани под эпителием. Движение аномальных клеток из эпителия в нижнюю ткань называется вторжение.

Специализированные клетки: типы и функции — Видео и стенограмма урока

Что такое нервные клетки?

Нервные клетки называются нейронами . Они связываются вместе, образуя подобную веревке структуру, которая разветвляется по всему телу, образуя нашу нервную систему. Нейроны находятся в головном, спинном мозге и нервах. Их работа заключается в отправке сообщений с помощью электрического импульса. Длинные соединения на каждом конце клетки отличают ее от других клеток тела.Эти длинные соединения помогают ему быстро передавать сообщения от нейрона к нейрону.

Давайте посмотрим на пример нейронов в действии. Вы случайно касаетесь рукой чего-то горячего, а затем мгновенно отдергиваете ее. Это может произойти мгновенно, но нейроны проделывают большую работу за этот короткий промежуток времени. Вы чувствуете боль, когда нейроны в нервных окончаниях вашей руки ощущают высокую температуру. Они посылают сообщение нейронам в вашем мозгу. Затем нейроны в вашем мозгу отправляют сообщение о боли обратно в вашу руку! В то же время нейроны в вашем мозгу также посылают сообщение мышцам вашей руки, приказывая им убрать руку от тепла.Все это стало возможным благодаря специальной способности нейронов передавать быстрые электрические сообщения.

Что такое клетки крови?

Три типа клеток крови существуют в нашей системе кровообращения: эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Каждый отдельный тип клеток крови специализирован или выполняет разные функции. Это пример того, как специализация может происходить даже внутри клеток, которые уже специализированы в рамках определенной системы организма.

В качестве примера рассмотрим эритроциты. Эритроциты — это особый тип клеток крови, который используется для переноса кислорода по всему телу. Они плоские, дискообразные и очень гибкие. Красные кровяные тельца также не имеют ядра. Вместо этого ядро ​​заменяется большим количеством гемоглобина , белка, который связывается с кислородом. Плоская форма эритроцита обеспечивает большую площадь поверхности для прохождения кислорода к гемоглобину. Гибкость позволяет эритроцитам протискиваться через мельчайшие кровеносные сосуды.

Что такое репродуктивные клетки?

Репродуктивные клетки также являются важным типом специализированных клеток. Мужская репродуктивная клетка называется сперматозоидом , а женская репродуктивная клетка называется яйцеклеткой . Каждый из них специализируется на обеспечении воспроизводства. В конечном счете, союз этих клеток произведет все другие типы специализированных клеток в созданном новом теле!

Функция сперматозоида заключается в доставке генетического материала отца в яйцеклетку.Головка, тело и хвост сперматозоида позволяют ему достичь этой цели. Головка содержит специальные ферменты, которые позволяют ей проникать в яйцеклетку и оплодотворять ее. Тело сперматозоида содержит большое количество митохондрий, которые производят большое количество энергии для клетки. Хвост, называемый жгутиком, позволяет сперматозоиду добраться до яйцеклетки.

Функция яйцеклетки состоит в том, чтобы соединиться с клеткой спермы, которой она оплодотворена, и объединить генетический материал матери с этой клеткой спермы.Он также содержит большое количество цитоплазмы, которая обеспечивает питание новой клетки, образующейся из союза.

Краткий обзор урока

Клетка — это основная единица жизни. Однако существует множество различных типов специализированных клеток . Это означает, что они изменяются по размеру, форме или функции в соответствии с их назначением. Специализированные клетки составляют ткани, ткани составляют органы, а органы составляют системы, которые вместе образуют наши тела.Нервные клетки, клетки крови и репродуктивные клетки являются примерами специализированных клеток.

Нервные клетки , называемые нейронами , имеют длинные соединения, которые помогают им передавать сообщения по всей нервной системе. Клетки крови являются примером специализации внутри системы организма и включают эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Эритроциты , например, специализируются на переносе кислорода по всему телу. Вместо ядра у них есть большое количество белка, называемого гемоглобином , который связывается с кислородом.

Репродуктивные клетки включают сперматозоид и яйцеклетку. Эти клетки обладают особыми свойствами, которые позволяют им объединяться и создавать новый организм, который будет расти и создавать собственные специализированные клетки!

Типы специализированных ячеек

Нервные клетки	Клетки крови	Репродуктивные клетки
*Названные нейроны *Обнаружены в головном, спинном мозге и нервах *Эти клетки посылают сообщения с помощью электрических импульсов.	*Включает эритроциты, лейкоциты и тромбоциты *Каждый тип клеток крови выполняет особую функцию.	*Сперматозоиды или яйцеклетки *Эти мужские и женские репродуктивные клетки объединяются для производства других специализированных клеток.

Результаты обучения

Завершив этот урок по специализированным ячейкам, найдите время, чтобы убедиться, что вы можете:

• Перефразировать определение клетки и указать роль специализированных клеток
• Определите и опишите некоторые из специализированных клеток, присутствующих в организме

Как растут клетки и ткани

На этой странице рассказывается о том, как растут нормальные клетки и ткани.Вы можете прочитать информацию о

 

Клетки и ткани

Наши тела состоят примерно из ста миллионов миллионов (100 000 000 000 000) крошечных клеток. Их можно увидеть только под микроскопом.

Клетки объединяются вместе, чтобы составить ткани и органы нашего тела. Они немного похожи на строительные блоки. На приведенной ниже диаграмме показано, как выглядят ячейки, когда они сгруппированы вместе.

Различные типы клеток тела составляют различные типы тканей тела.Например, есть костные клетки в кости и клетки молочной железы в груди.

В организме насчитывается более 200 различных типов клеток.

Вы можете прочитать о различных типах клеток и раке.

Как растут ткани тела

Ткани тела растут за счет увеличения количества клеток, из которых они состоят. Клетки во многих тканях тела очень быстро делятся и растут, пока мы не станем взрослыми.

Когда мы становимся взрослыми, многие клетки созревают и становятся специализированными для своей конкретной работы в организме.Поэтому они не так часто копируют себя (воспроизводят). Но некоторые клетки, такие как клетки кожи или клетки крови, постоянно делятся.

Когда клетки повреждаются или умирают, организм вырабатывает новые клетки, чтобы заменить их. Этот процесс называется клеточным делением. Одна клетка удваивается путем деления на две. Две клетки становятся четырьмя и так далее. На приведенной ниже диаграмме показано деление клеток.

Кажется, что человеческие клетки могут воспроизводиться максимум 50 или 60 раз. Затем они обычно умирают.

Стволовые клетки

Стволовые клетки представляют собой пул делящихся клеток, которые организм использует для пополнения запасов поврежденных или старых клеток.Стволовые клетки являются своего рода «стартовыми клетками». Они могут развиваться в различные типы клеток в организме.

Когда стволовая клетка размножается, полученные клетки могут оставаться стволовыми клетками. Но при правильных условиях они становятся клетками с более специализированной функцией. Например, мышечная клетка, эритроцит или клетка мозга.

Стволовые клетки встречаются в организме в различных местах и ​​на разных этапах нашей жизни. В эмбрионе они дают начало всем различным тканям и органам тела.

У взрослых каждый тип стволовых клеток обычно способен развиваться только в несколько конкретных типов клеток. Например, взрослые стволовые клетки в костном мозге, известные как гемопоэтические стволовые клетки, обычно дают только различные типы клеток крови.

Раковые стволовые клетки

Теперь ученые считают, что стволовые клетки могут играть роль в развитии рака. Они думают, что некоторые опухоли развиваются из дефектных стволовых клеток. Это привело к идее раковых стволовых клеток, которые ученые теперь идентифицировали в ряде типов рака.Типы включают рак кишечника, молочной железы и простаты, а также лейкемию.

Исследователи смотрят, могут ли некоторые виды лечения нацеливаться на стволовые клетки рака.

Как клетки растут и делятся

Когда клетки делятся и растут, они делают это очень точно, так что новые клетки точно такие же, как и старые.

Каждая клетка делает копии всех своих генов. Затем каждая клетка делится на 2 с одним набором генов в каждой новой клетке. В процессе выполняется множество проверок, чтобы убедиться, что все скопировано правильно.Но иногда случаются ошибки, которые могут привести к раку.

Вы можете прочитать о генах и раке на странице о том, как начинается рак.

В этом 1-минутном видеоролике показано, как делятся здоровые клетки.

Посмотреть расшифровку видео о том, как делятся здоровые клетки.

После деления новые клетки некоторое время отдыхают, а затем при необходимости могут снова делиться. Клетки продолжают делать это до тех пор, пока не произведут достаточно клеток.

Клеточный цикл

Чтобы делиться, клетка проходит процесс, называемый клеточным циклом.Выделяют четыре основных этапа или фазы.

• Gap 1 или фаза G1, когда клетка увеличивается в размерах и проверяет, все ли в порядке для ее деления.
• Синтез или S-фаза, когда клетка копирует свою ДНК.
• Фаза Gap 2 или G2, когда клетки проверяют, правильно ли скопирована вся их ДНК.
• Митоз или М-фаза, когда клетка наконец делится надвое.

 На приведенной ниже диаграмме показан митоз или М-фаза.

Во время митоза клетка делит скопированную ДНК поровну между двумя новыми клетками.Это означает, что клетка разделяет все скопированные хромосомы на 2 полных набора. По одному на каждом конце клетки, которая делится на две части.

Другой материал, из которого состоит клетка, также разделяется на две части. В результате получаются две идентичные дочерние клетки.

Как клетки перестают расти

Нормальный рост и заживление хорошо упорядочены и точны. Клетки знают когда:

• новых клеток достаточно, чтобы залечить порез
• структура, такая как палец, полностью выросла

Клетки посылают друг другу химические сообщения, чтобы они переставали расти и делиться, когда рост или заживление завершены.На приведенной ниже диаграмме показано, как это происходит.

Как клетки остаются в правильном месте

Клетки в организме имеют естественную способность склеиваться в нужном месте. Это делается для того, чтобы ткани и структуры тела формировались правильно. Это называется клеточной адгезией или «липкостью».

Молекулы на поверхности клетки совпадают с молекулами на ее соседях. Это немного похоже на почтовый индекс. Код очень затрудняет перемещение ячейки в неправильное место.Но если ячейка оказывается в месте, где ее почтовый индекс отличается от соседних, она умирает.

Как умирают клетки

Когда клетки повреждаются или изнашиваются, они самоуничтожаются. Это называется апоптозом. Это помогает защитить нас от развития рака. Клетки также могут подвергаться апоптозу, если они оторвались от своего надлежащего места в организме.

Ученые много работают над апоптозом. Если они смогут понять, что заставляет клетку самоуничтожаться, они смогут использовать это для разработки методов лечения рака в будущем.

Чем раковые клетки отличаются от нормальных клеток

Раковые клетки отличаются от нормальных клеток по ряду очень важных признаков.

Найдите информацию о том, чем отличаются раковые клетки, на странице о раковых клетках.

Открытие новых типов клеток по одному | Био 2.0

Из одной зиготы человеческое тело вырастает до 37 триллионов клеток. По приблизительным оценкам, количество различных типов клеток в организме человека составляет около 200, что кажется низким, учитывая разнообразие и специализацию нашего организма.Многие типы клеток, вероятно, неразличимы по простой морфологии. Что, если бы вы захотели выяснить все типы клеток в клеточной популяции? Для этого вам нужно иметь возможность смотреть на характеристики многих ячеек по отдельности.

Недавняя работа лаборатории Стивена Маккэрролла в Гарвардской медицинской школе и Институте Броуда позволила решить эту проблему удивительным образом. Исследователи разработали метод под названием drop-seq, который сортирует отдельные клетки и исследует их мРНК, чтобы определить профиль экспрессии гена в клетке.мРНК, присутствующая в каждой клетке, дает представление о генах, которые экспрессируются и важны для этой клетки. Это хороший способ охарактеризовать клетки; разные типы должны экспрессировать разные гены и поэтому накапливать разные мРНК. Гораздо проще измерить клеточную мРНК, чем, скажем, уровень белка, потому что мы очень хорошо умеем анализировать аминокислотные последовательности.

Для выполнения этой сложной задачи команда использовала микрожидкостное устройство, которое всасывает 3 разные жидкости. Первый представляет собой буфер на водной основе, содержащий клетки, собранные из клеточной культуры или тканей и диссоциированные до тех пор, пока они не превратятся в одноклеточную суспензию.Вторая жидкость – масло. Поскольку масло и водные растворы не могут смешиваться, масло образует отдельные маленькие капли из буфера, содержащего клетки. Конечная жидкость представляет собой буфер для лизиса клеток на водной основе, который содержит очень специальные микрогранулы с отходящими от них хвостами аминокислотных цепочек. Цепочки могут связываться с мРНК, и каждая из них имеет штрих-код, написанный буквами As, Ts, Cs и G, чтобы идентифицировать микробусинку, из которой она получена. Все жидкости закачиваются одновременно в надежде, что одна клетка и один микрошарик окажутся вместе в одной и той же капле, созданной потоком масла.

Исследователи закачивают раствор гранул и клеток друг в друга и проталкивают его через масло, соединяя одну клетку и одну гранулу в каждой капле. Это очень хорошо показано на рисунке справа. Затем клетки лизируются буфером для лизиса, и мРНК из этих клеток быстро связывается с шариками в этой капле. Затем капли разбиваются, и все шарики объединяются. Отсюда исследователи используют обратную транскриптазу для создания кДНК из мРНК, прикрепленных к штрих-кодам микробусин.Эта кДНК будет иметь последовательность гена, из которого произошла мРНК, и штрих-код конкретной микрогранулы. После этого они использовали сложные алгоритмы для анализа всех последовательностей кДНК, определения того, из какой клетки была получена последовательность, и создания профилей генов для каждой клетки. В целом это информирует нас о точной экспрессии генов в каждой из тысяч клеток.

##&&##

#A&A&A

Команда провела относительно простой эксперимент, чтобы доказать, что этот метод работает в больших масштабах.Они смешали фибробласты человека и фибробласты мыши в культуре и подвергли эту смесь последовательному капельному анализу. Они обнаружили, что почти каждая профилированная клетка экспрессировала только гены человека или только гены мыши, как показано на рисунке слева. Это важный проверочный эксперимент, поскольку он показывает, что они могут использовать свою технику для правильной характеристики разнородного набора клеток. Некоторые капли (одна на рисунке) экспрессируют гены как человека, так и мыши, потому что в капле с микрогранулами были захвачены две клетки.Это приводит к равномерной смеси генетической экспрессии мыши и человека. Даже самый лучший анализ отдельных клеток иногда будет содержать дублеты. Однако, как вы можете видеть, количество дублетов в drop-seq чрезвычайно низкое, что делает эту технику очень сильной.

Уверенные в том, что они могут различать разные популяции, команда перешла к сложным тканям. Они выбрали сетчатку мыши, потому что она хорошо изучена и многие клетки охарактеризованы. Они изучили почти 45 тысяч клеток и успешно классифицировали их на 39 различных популяций на основе экспрессии генов.На рисунке ниже 39 различных популяций сгруппированы на основе их сходства в экспрессии генов. 39 популяций включали несколько ожидаемых классов, таких как фоторецепторы и ганглиозные клетки сетчатки. Кроме того, они обнаружили субпопуляции среди крупных кластеров. Одним типом клеток с субпопуляциями были амакриновые клетки, разнообразная популяция в основном тормозных интернейронов. По крайней мере, три типа амакриновых клеток уже идентифицированы на основе нейротрансмиттеров, которые они выделяют; с помощью drop-seq авторы проанализировали 21 различную субпопуляцию амакриновых клеток на основе экспрессии их генов.Данные об экспрессии генов позволили им идентифицировать маркеры или уникальные гены, экспрессируемые одним типом клеток, для обозначения каждой субпопуляции.

Drop-seq позволяет нам охарактеризовать и профилировать отдельные клетки из большой популяции, изучая экспрессию гена каждой клетки. Хотя существует несколько методов сортировки и анализа сотен ячеек, сортировка и профилирование такого масштаба ранее не проводились. Подобные достижения важны, поскольку открытие и характеристика новых типов клеток помогает нам лучше понять тело.Этот метод может помочь объяснить очевидные несоответствия в гомогенных популяциях и заострить наше внимание при изучении больных клеток или тканей. Это также позволяет изучать гомогенные клеточные популяции, рассматривая дискретные различия в генетической экспрессии во время определенных клеточных состояний, например, в разные моменты клеточного цикла. С помощью таких методов мы можем серьезно продвинуться в создании карты всех 37 триллионов клеток нашего тела, по одной за раз.

Ссылки:

http://sciencenetlinks.com/student-teacher-sheets/cells-your-body/

Bianconi, E., et al. Оценка количества клеток в организме человека. Annals of Human Biology, 40, 463-471 (2013)

Macosko, E.Z., et al. Высокопараллельное полногеномное профилирование экспрессии отдельных клеток с использованием нанолитровых капель. Cell, 161, 1202-1214 (2015).

Авторы изображений:

Все изображения дополнены цифрами из Macosko et al. бумаги, упомянутой выше.

Почему каждая клетка нашего тела содержит ДНК?

Категория: Биология      Опубликовано: 22 августа 2013 г.

Зрелые волосковые клетки не содержат ядерной ДНК.Изображение общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

Не каждая клетка человеческого тела содержит ДНК, связанную с клеточным ядром. В частности, зрелые эритроциты и ороговевшие клетки кожи, волос и ногтей не содержат ядра.

В процессе созревания эритроциты человека разрушают ядра своих клеток. Они делают это, чтобы переносить как можно больше кислорода и при этом оставаться достаточно маленькими, чтобы проходить через узкие кровеносные капилляры, тем самым максимизируя доставку кислорода.Фактически, у людей одни из самых маленьких эритроцитов среди всех позвоночных, отчасти благодаря разрушению ядра. Большинство млекопитающих имеют эритроциты без ядер, в то время как все другие виды позвоночных имеют ядра в эритроцитах. Однако все эритроциты, включая человека, должны начинаться с ДНК, поскольку ДНК содержит код, который сообщает каждой клетке, как в первую очередь построить себя. Эритроциты человека просто разрушают свое ядро, когда в нем больше нет необходимости, в рамках процесса созревания.Кольцо актина внутри созревающего эритроцита сжимает и разделяет клетку на две части: часть с ДНК и часть без ДНК. Таким образом, энуклеация эритроцитов представляет собой особый тип деления клеток. Затем появляются макрофаги и поглощают части, содержащие ДНК, оставляя только части эритроцитов, не содержащие ДНК. Обратите внимание, что в крови их гораздо больше, чем эритроцитов. В результате образец крови действительно содержит ДНК из-за присутствия других видов клеток.

Ороговевающие клетки кожи, волос и ногтей также не содержат клеточного ядра.Подобно эритроцитам, эти клетки начинаются с клеточных ядер для правильного развития, но затем разрушают свои ядра в процессе ороговения. Делают они это для того, чтобы максимально заполнить пространство в клетке структурным белком кератином. Кератин — это сильный белок, который придает волосам, коже, ногтям рук и ног прочность. Клетки, которые подвергаются ороговению, испытывают форму запрограммированной, контролируемой клеточной смерти, чтобы достичь своей силы. Ядро клетки и другие внутренние части клетки разрушаются, а их пространство заполняется кератином.После завершения ороговения эти клетки мертвы и не выполняют никаких биохимических процессов. Но мертвый не значит бесполезный. Ороговевающие клетки выполняют свою конечную цель, придавая структурную прочность и тепло окружающим тканям, несмотря на то, что они мертвы. Тот факт, что ороговевшие клетки мертвы, означает, что вы можете стричь волосы, подстригать ногти и стирать внешний слой кожи, не причиняя никакого вреда и не убивая клетки. Отсутствие ядерной ДНК в ороговевших клетках означает, что судебные биологи редко могут извлечь ДНК из обрезков волос, чтобы помочь определить виновника.

Помимо эритроцитов и ороговевших клеток, все остальные клетки человеческого организма содержат ядерную ДНК. Кроме того, все клетки начинаются с ядерной ДНК. Причина этого в том, что ДНК содержит основной код, который сообщает каждой клетке, как расти, функционировать и размножаться.

Темы: ДНК, кровь, клетка, ороговение, волосы, кератин, ядро, эритроцит

Как из одной клетки рождается целое тело | Наука

Одна из величайших загадок биологии заключается в том, как одна оплодотворенная яйцеклетка дает начало множеству типов клеток, тканей и органов, которые соединяются вместе, образуя тело.Теперь сочетание технологий секвенирования отдельных клеток и вычислительных инструментов дает наиболее подробную картину этого процесса. В трех статьях, опубликованных на этой неделе в онлайн-журнале Science , исследователи сообщают о нескольких снимках активности генов в большинстве клеток развивающихся эмбрионов рыбок данио или лягушек. Затем они собрали эти данные, полученные с интервалом от нескольких минут до нескольких часов, в последовательную, поклеточную историю того, как эти эмбрионы формируются.

«Моей первой реакцией было «Вау!», — говорит специалист по биологии развития Роберт Цинцен из Берлинского института медицинской системной биологии.Буквально на прошлой неделе две другие статьи в онлайн-журнале Science проследили поклеточную активность генов у планарий, простых плоских червей, в процессе их регенерации после разрезания на части. У позвоночных «сложность намного выше», отмечает Зинзен.

Тем не менее, исследователям удалось отследить появляющиеся личности тысяч клеток и их потомков. «Я думаю, что будущее развития будет за эмбрионами с последовательностью одной клетки», — говорит Детлев Арендт, биолог-эволюционист из Европейской лаборатории молекулярной биологии в Гейдельберге, Германия.

Все эти исследования начинались с осторожного растворения эмбрионов разных стадий в специальных растворах с последующим их встряхиванием или перемешиванием для освобождения отдельных клеток. Затем для каждой клетки исследователи определили последовательности всех нитей матричной РНК (мРНК), которые отражают транскрибируемые гены.

В Гарвардском университете команды под руководством Аллона Кляйна, Марка Киршнера и Шона Мегасона сосредоточились на рыбках данио и лягушках, двух позвоночных, которых биологи-эволюционисты изучают десятилетиями.В своем исследовании рыб Кляйн и Мегасон проанализировали около 92 000 клеток рыбок данио, собрав данные мРНК из семи различных стадий эмбриона. Их группа началась с 4-часовых эмбрионов и закончилась через 24 часа после оплодотворения — момента, когда начали появляться основные органы. Паттерн генной активности каждой клетки показывает направление развития, в котором она движется, и, в конечном счете, ее конечную идентичность.

Чтобы проследить, как клетки и их потомство менялись с течением времени, исследователи снабдили некоторые из эмбрионов одноклеточных рыб генетическими индикаторами: множеством крошечных фрагментов уникальной ДНК, введенных в цитоплазму эмбрионов.Поскольку клетки растущего эмбриона неоднократно делились, эти штрих-коды проникали в ядро ​​и включались в хромосомы. К концу эксперимента каждая линия клеток оказалась с характерной комбинацией штрих-кодов. Объединив эту информацию с профилями активности генов, исследовательская группа смогла проследить судьбу клеток во времени, чтобы увидеть, как оплодотворенная яйцеклетка дала начало множеству специализированных клеток, таких как сердце, нерв и кожа.

В отдельном исследовании группа под руководством гарвардского биолога Александра Шира разработала собственный вычислительный метод для отслеживания клеток у созревающих рыбок данио.После того, как группа брала образцы клеток каждые 45 минут в течение 9 часов раннего роста эмбриона и секвенировала мРНК клеток, программное обеспечение реконструировало биографию каждой клетки, взяв генную активность полностью дифференцированных клеток и проанализировав, какие клетки в следующем по старшинству эмбрионе имели наиболее схожий профиль активности генов. Система работала в обратном направлении через каждую стадию зародыша, вплоть до основания дерева — исходной недифференцированной клетки.

«Это было очень сложно с вычислительной точки зрения», — говорит Шир, отмечая, что реконструкция показала, что первоначальный одноклеточный эмбрион дал начало 25 основным типам клеток.

Анализы преподнесли несколько сюрпризов. Биологи-эволюционисты считали, что как только клетка начинает путь к превращению, скажем, в мышечную клетку, она не сбивается с пути. Но некоторые клетки рыбок данио переключились в середине на другой тип, о чем свидетельствуют изменения в их генной активности, сообщают Шиер и его коллеги. «Картина намного сложнее», чем мы думали, — говорит Мегасон.

У лягушки Xenopus tropicalis Киршнер и Кляйн провели секвенирование одноклеточной РНК на 10 эмбриональных стадиях между 5 и 22 часами после оплодотворения.В конечном итоге их команда прочитала мРНК 137 000 клеток. Данные об активности генов показали, что даже когда эмбрион лягушки выглядит как недифференцированная капля, его клетки начинают приобретать свою возможную идентичность, скажем, в виде хвостовой почки.

Когда Клейн, Киршнер и Мегасон сравнили результаты для лягушки и рыбки данио, они обнаружили удивительные различия. Например, пути развития определенных типов клеток варьировались в зависимости от вида. И хотя активность генов ключевых факторов транскрипции была схожей в обычных типах клеток, активность других генов в некоторых типах клеток отличалась между двумя видами больше, чем ожидали исследователи.

Обе группы рыбок данио также отслеживали активность генов у рыб, мутация которых, как ожидается, серьезно нарушит развитие. Различные мутации двух групп полностью устраняли определенные типы клеток — предположительно, те, которые были непосредственно затронуты разрушенным геном, — но большинство других клеток дифференцировались почти нормально. По словам Арендт, это «только верхушка айсберга» с точки зрения анализа влияния мутаций на развитие.

Такие исследования могли бы также стать книгой рецептов для специалистов по стволовым клеткам и тканевых инженеров, которые хотят создавать новые типы клеток, как это делают эмбрионы. Новые результаты, по словам биолога развития Дэвида Кимелмана из Вашингтонского университета в Сиэтле, «являются настоящей демонстрацией силы и крупным достижением, позволяющим понять один из фундаментальных вопросов биологии развития».

Ускоренный способ каталогизации клеток человека (всех 37 триллионов)

В биологии есть некоторые вопросы, которые, казалось бы, давно решены. Например: сколько типов клеток в человеческом теле?

«Если вы просто загуглите это число, все будут использовать число 200», — сказал Джей Шендур, генетик из Вашингтонского университета.— Но мне это кажется абсурдно низким. Ряд таких ученых, как он, хотят составить более полный каталог.

Тем не менее, по оценкам, в человеческом теле насчитывается 37 триллионов клеток. Традиционные способы идентификации типов клеток, такие как тщательное отслеживание формы отдельных клеток под микроскопом, слишком медленны и грубы для этой работы.

В четверг д-р Шендуре и его коллеги опубликовали отчет, описывающий новый метод быстрой переписи клеток. Вместо проверки одной клетки за раз они измерили активность генов внутри 42 035 клеток одновременно.

Хотя этот метод все еще находится на экспериментальной стадии, он может стать важным инструментом для каталогизации каждого типа клеток в организме человека, считают эксперты.

«Это действительно важная часть работы», — сказал Дэвид М. Миллер, клеточный биолог из Университета Вандербильта, не участвовавший в исследовании. «При таком подходе вы можете сделать больше за гораздо меньшую работу и за гораздо меньшие деньги».

В лаборатории ученые легко различают, скажем, мышцу и нервную клетку.Но эти широкие категории охватывают множество различных типов клеток.

Мышечная клетка может быть клеткой скелетных мышц, которую вы используете, чтобы ходить или поднимать чашку. Или это может быть клетка гладкой мускулатуры, выстилающая тонкий кишечник, заставляющая его пульсировать при сокращениях. Наши сердца построены из особых мышечных клеток, известных как кардиомиоциты.

Даже они бывают разных типов. Некоторые сокращают камеры, чтобы перекачивать кровь, например, в то время как другие проводят электрические импульсы вокруг сердца.

Генетически все клетки тела идентичны. Все они несут одни и те же 20 000 или около того генов, кодирующих белок. Что отличает каждый тип, так это особая комбинация генов, которые клетка использует для производства белков.

Первым шагом в этом процессе является создание копии гена в виде молекулы, называемой РНК. Клетка использует молекулу РНК в качестве матрицы для построения белка.

Доктор Шендур и его коллеги пришли к выводу, что характерный набор молекул РНК, плавающих внутри клетки, может дать ключ к пониманию ее типа.Чтобы измерить эту РНК, они разработали своего рода молекулярный «штрих-код».

На первом этапе исследователи помещают тысячи клеток в сотни миниатюрных «колодцев». Каждая лунка содержит молекулярные метки, которые прикрепляются к каждой молекуле РНК внутри клетки.

Процесс повторяется два или более раз, пока каждая клетка не получит уникальную комбинацию меток, прикрепленных к ее молекулам РНК. Затем доктор Шендуре и его коллеги вскрывают клетки и сразу считывают последовательности меток.

«Штрих-коды» позволяют ученым видеть, какие гены активны в каждой клетке. Клетки одного и того же типа должны иметь много общих генов.

«Мы придумали эту схему, которая позволяет нам рассматривать очень большое количество клеток одновременно, не изолируя ни одной клетки», — сказал доктор Шендур.

Он и его коллеги называют свой метод sci-RNA-seq (сокращение от одноклеточного комбинаторного индексирующего секвенирования РНК). Чтобы проверить это, они решили классифицировать каждую клетку крошечного червя Caenorhabditis elegans.

Ученые знают о клетках C. elegans больше, чем о клетках любого другого животного. В 1960-х годах биолог Сидней Бреннер сделал его моделью для изучения биологического развития.

Доктор Бреннер и последующие поколения ученых проследили рост червя от одной клетки до примерно 1000 клеток в зрелом возрасте, классифицируя их по типам с помощью микроскопа. В конце концов ученые извлекли отдельные клетки из тела червя и тщательно измерили активность их ДНК.

Др.Шендур и его коллеги решили сравнить результаты научно-РНК-секвенирования с результатами десятилетий исследований.

Они вырастили 150 000 личинок C. elegans, а затем облили их химическими веществами, которые разделили их на отдельные клетки. (У каждой личинки 762 клетки, не считая клеток, которые станут яйцеклетками или сперматозоидами.) Затем они пометили всю РНК в клетках.

С помощью нового метода исследователи смогли идентифицировать 27 типов клеток, которые были идентифицированы в предыдущих исследованиях.Но команда также смогла разбить их на более мелкие группы, каждая из которых имела несколько иной характер активности генов.

Они идентифицировали, например, 40 различных типов нейронов, включая очень редкие типы. В редких случаях в каждом черве развивается только один такой нейрон.

«Я был взволнован, потому что это сработало очень хорошо — они обнаружили результаты, которые будут ценны для меня и для всей области», — сказал Кори Баргманн, эксперт по C. elegans в Рокфеллеровском университете.

Тем не менее, на данный момент sci-RNA-seq далеко не отражает всю сложность типов клеток даже у такого простого животного.

Доктор Шендур и его коллеги не смогли сопоставить некоторые из своих скоплений нейронов с известным типом клеток, и они не обнаружили большую часть из 118 различных типов нейронов, задокументированных более ранними исследованиями.

«Мы не считаем этот проект законченным», — сказал доктор Шендуре.

Доктор Баргманн и ее коллеги уже пытаются соперничать с доктором Баргманн.Результаты Шендура для нейронов червя. «Конечно, еще многое предстоит сделать, но я весьма оптимистична в том, что это можно решить», — сказала она.

Сара А. Тайхманн, клеточный биолог из Wellcome Trust Sanger Institute, которая не участвовала в новом исследовании, сказала, что отчет иллюстрирует, насколько быстро развивается область клеточного типирования.

В обзоре, размещенном на сервисе предварительной публикации Arxiv, доктор Тейхманн и ее коллеги отметили, что только в 2009 году ученым удалось таким образом измерить активность генов в одной клетке. Всего три года назад они преодолели тысячеклеточный барьер.

Этот экспоненциальный рост будет иметь решающее значение для успеха Атласа клеток человека, международной инициативы, одним из руководителей которой является доктор Тейхманн. Исследователи планируют создать полный каталог всех типов клеток в организме человека.

Коллега доктора Тейхманна, руководитель атласа, Авив Регев, вычислительный биолог из Института Броуда и Массачусетского технологического института, сказал, что различия между человеческим телом и телом C. elegans потребуют некоторых разных стратегий.

Во-первых, люди огромны по сравнению с C. elegans. Исследователи, конечно же, не будут пытаться разложить человеческие тела на 37 триллионов свободных клеток и проанализировать их все сразу.

«Инициатива атласа клеток человека будет работать через органы, ткани и системы», — сказал доктор Регев.

C. elegans следует строго контролируемой генетической программе построения своего тела. Его клетки всегда заканчиваются в одном и том же месте, в одних и тех же числах. Люди гораздо более гибки в том, как они развиваются: расположение клеток варьируется от одного человека к другому.

«Фокус в том, чтобы связать клетки с местом, откуда они произошли», — сказал доктор Регев.

Тем не менее, sci-RNA-seq вполне может стать полезным инструментом для работы с людьми. «Основное преимущество заключается в том, что его можно масштабировать, чтобы захватить гораздо больше клеток в одном эксперименте», — сказал доктор Тейхманн. «Это элегантный и потенциально очень мощный подход».

Клетки крови и их типы с функциями

Клетки крови – это клетки, образующиеся в процессе кроветворения и находящиеся в основном в крови.Кровь состоит из клеток крови, которые составляют 45% ткани крови по объему, а остальные 55% объема составляют плазма, жидкая часть крови.

Существует три типа клеток крови. Это:

1. Эритроциты (эритроциты)
2. Лейкоциты (лейкоциты)
3. Тромбоциты (тромбоциты)

1. Эритроциты (эритроциты)

• Большинство примерно 40-45 процентов крови.
• Двояковыпуклый диск, круглый и плоский, наподобие неглубокой чаши.
• Диаметр диска примерно 6,2–8,2 мкм.
• У них толстый край и тонкий вдавленный центр.
• Ядро отсутствует.
• Может менять форму, не ломаясь.
• Производство эритроцитов контролируется эритропоэтином.
• Эритроциты содержат гемоглобин (33%).
• Железо, содержащееся в гемоглобине, придает крови красный цвет.
• Эритроциты не могут восстанавливаться сами по себе.
• Срок службы 120 дней.
• 4 миллиона новых эритроцитов производится в секунду у взрослых людей.
• 20–30 триллионов эритроцитов в любой момент времени.
• Мужчины: 4,3–5,9 млн/мм ³ и Женщины: 3,5–5,5 млн/мм ³

Функции

1. Транспорт кислорода от легких к клеткам организма.
2. Собирают углекислый газ из других тканей и выводят его в легкие.

2.Белые кровяные тельца (лейкоциты)

• Составляют лишь около 1% крови.
• 4500-11 000/мм ³
• Это клетки, составляющие большую часть иммунной системы.
• Это часть тела, которая защищает себя от инородных тел и различных инфекций.
• Они производятся в костном мозге из полипотентных клеток, называемых гемопоэтическими стволовыми клетками.
• Они присутствуют во всех частях тела, включая соединительную ткань, лимфатическую систему и кровоток.
• Лейкопения — это низкий уровень лейкоцитов, который может быть вызван повреждением костного мозга такими факторами, как лекарства, облучение или химиотерапия.
• Лейкоцитоз — это повышенное количество лейкоцитов, которое может быть вызвано рядом состояний, включая различные типы инфекций, воспалительных заболеваний в организме.
• Они делятся на Гранулоциты (имеющие видимые гранулы или зерна внутри клеток) и Агранулоциты (без видимых под микроскопом зерен).
• Существует пять основных типов лейкоцитов: нейтрофилы (гранулоциты), эозинофилы (гранулоциты), базофилы (гранулоциты), лимфоциты (негранулоциты) и моноциты (негранулоциты).

A. Нейтрофилы (гранулоциты)

• Наиболее распространенный тип лейкоцитов.
• Составляет 62% лейкоцитов
• Присутствует многодольчатое ядро.
• Содержат очень мелкие цитоплазматические гранулы.
• От 2000 до 7500 клеток на мм ³
• Лейкоциты среднего размера.
• Также называются полиморфноядерными (PMN), поскольку они имеют различные формы ядер.
• Диаметр 10–12 мкм.
• Срок службы от 6 часов до нескольких дней.

Функции

1. Убивает бактерии в процессе фагоцитоза.
2. Они также выделяют большое количество супероксидов, способных одновременно убивать множество бактерий.

B. Эозинофилы (гранулоциты)

• 40-400 клеток на мм ³
• Имеют крупные гранулы
• Составляет 2,3%
• Продолжительность жизни 8–12 дней

Функции

1. Убивает паразитов и играет роль в аллергических реакциях.
2. Высвобождает токсины из гранул для уничтожения патогенов.

C. Базофилы (гранулоциты)

• 0-100 клеток на мм ³
• Красочные при окрашивании и исследовании под микроскопом
• Имеют бледное ядро, обычно скрытое гранулами.
• Наличие двух- или трехдольного ядра.
• Диаметр 12–15 мкм.
• Составляет 0,4%
• Продолжительность жизни от нескольких часов до нескольких дней.

Функции

1. Функции при аллергических реакциях.
2. Секретируют антикоагулянты и антитела, которые действуют против реакций гиперчувствительности в кровотоке.
3. Базофилы содержат гистамин, который расширяет сосуды, чтобы привлечь больше иммунных клеток в область повреждения.
4. Секретирует гепарин, который является антикоагулянтом, который способствует подвижности других лейкоцитов, предотвращая свертывание крови.

d Составляет 30%

Продолжительность жизни в годах для ячеек памяти и в неделях для всего остального.

Функции

1. Т-лимфоциты (Т-клетки) отвечают за клеточный иммунитет.
2. В-лимфоциты отвечают за гуморальный иммунитет или выработку антител.
3. Они могут распознавать и запоминать вторгшиеся бактерии и вирусы.
4. Функция уничтожения раковых клеток.
5. Они представляют антигены для активации других клеток иммунной системы.

E. Моноциты (агранулоциты)

• Крупнейший из типов лейкоцитов
• Присутствуют почковидные ядра.
• От 200 до 800 моноцитов на мм3
• Превращаются в макрофаги при выходе из кровотока.
• Диаметр 15-30 мкм.
• Составляет 5,3%
• Продолжительность жизни от нескольких часов до нескольких дней.

Функции

1. Попадают в ткани, где укрупняются и превращаются в макрофаги.
2. Уничтожает старые, поврежденные и мертвые клетки организма.

3. Тромбоциты (тромбоциты)

• Ядро отсутствует.
• Не воспроизводить.
• Мелкие фрагменты клеток костного мозга.
• 150 000–400 000 тромбоцитов в каждом микролитре крови человека.

Функции

1. Тромбоциты — это части клеток, которые организм использует для свертывания крови.
2. Помогает стимулировать другие механизмы свертывания крови. Пример: секретируют прокоагулянты (факторы свертывания крови) для повышения свертываемости крови.
3. Они выделяют вазоконстрикторы, которые сужают кровеносные сосуды, вызывая сосудистые спазмы в поврежденных кровеносных сосудах.
4. Они выделяют химические вещества, привлекающие нейтрофилы и моноциты к очагам воспаления.
5. Растворяет тромбы, когда они больше не нужны.
6. Переваривать и уничтожать бактерии.
7. Они выделяют факторы роста для поддержания внутренней оболочки кровеносных сосудов.

Ссылки

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK2263/
2. https://www. hematology.org/Patients/Basics/
3. https://www.healthline .com/health/blood-cell-disorders
4. https://www.healthline.com/health/wbc-count?m=0
5. https://www.urmc.rochester.edu/encyclopedia/content.aspx ?ContentTypeID=160&ContentID=34
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Red_blood_cell
7. https://en.wikipedia.org/wiki/White_blood_cell
8. https://en.wikipedia.org/wiki/Blood_cell
9. https://www.urmc.rochester.edu /encyclopedia/content.aspx?ContentTypeID=160&ContentID=35
10. https://www.medicalnewstoday.com/articles/315133.php
11. https://www.webmd.com/heart/anatomy-picture-of-blood #1
12. https://www.mayoclinic.org/symptoms/low-white-blood-cell-count/basics/causes/sym-20050615
13. https://www.mayoclinic.org/symptoms/high-white-blood-cell-count/basics/causes/sym-20050611
14. https://www.fi.edu/heart/red-blood-cells
15. https://web. mit.edu/scicom/www/blood.html
16. https://www.boundless.com/physiology/textbooks/boundless-anatomy-and-physiology-textbook/cardioсосудистой-system-blood-17/white-blood-cells -166/types-of-wbcs-831-7902/
17. https://www.