Od trenutka začeća, tijelo prolazi kroz mnoge promjene. Razvijajući se iz samo jedne stanice koja sadrži nasljedni materijal roditelja, raste zahvaljujući reprodukciji i diferencijaciji stanica. To je stalan proces održavanja života višestaničnog organizma, koji se temelji na mnogim međustaničnim interakcijama. U svakoj fazi života, specijalizacija stanica se mijenja i postaje sve uža.
Stanice i tkiva
Skupina stanica s istim morfofiziološkim karakteristikama, koja se nalazi na istom mjestu i rješava iste zadatke, naziva se tkivo. Organi se sastoje od tkiva, a organizmi od organskih sustava. Ali da bi se iz zametne stanice prešlo u organizam, potrebno je prevladati mnoge faze stanične diferencijacije. Ovaj proces je priprema stanica za obavljanje funkcija koje su im dodijeljene, zbog čega se na visokim razinamarazvoja, gube sposobnost dijeljenja.
Regeneracija
Potreba za dugotrajnom diferencijacijom objašnjava nemogućnost prave regeneracije visoko specifičnih tkiva i organa čije su stanice na visokom stupnju razvoja. U tim se organima mehanička oštećenja obnavljaju spajanjem živih područja s vezivnim tkivom. To jest, potpuni oporavak stanica koje su prije bile na ovom mjestu, ako su bile visoko diferencirane, nikada se neće dogoditi.
Kao primjer, prikladno je navesti stvaranje ožiljaka kada su mišići oštećeni, uključujući i srce. Također, kao posljedica oštećenja mozga ili živaca, nema oporavka neurona. Nakon oštećenja visoko diferenciranog tkiva, tijelo je prisiljeno podnijeti gubitak svojih funkcija. I samo korištenje matičnih stanica koje još nisu prošle fazu transformacije pod utjecajem lokalnih citokina i uvjeta boravka ostavlja nadu za istinsku regeneraciju. Ali za sada, ovo je tehnologija budućnosti.
Rast tijela
Diferencijacija stanica u tijelu odvija se u fazama, ovisno o posrednicima i signalima koje primaju od regulatora. Bez vanjskog čimbenika transformacija je nemoguća u smjeru u kojem je potrebna za razvoj. A kada se primi, proces ima usmjereni strogo tipizirani karakter, gdje u svakoj fazi postoji sustav za praćenje i skrining neuspjelih citoloških populacija.
Zato što je proces rasta od embrija do zrelostiorganizam je programiran u strogom slijedu stanične diferencijacije. Taj se redoslijed mora strogo poštivati i dok se ne dogodi jedna važna faza, ne bi se smjelo dogoditi još jedna faza odvajanja i citološke specifikacije. Inače će se razvoj i rast u početku odvijati s greškom, što dovodi do stvaranja malformacija ili razvojnih anomalija.
Evolucija višestanične
U odraslom organizmu ovaj mehanizam je u osnovi stvaranja tumorskih stanica. Teško je zamisliti kako se ogroman broj faza mora međusobno zamijeniti u najstrožem slijedu za ispravnu diferencijaciju stanica i tkiva. Ovo je nevjerojatan mehanizam kojim funkcionira višestanični organizam. To je također jasna demonstracija teze da je ontogenija kratko ponavljanje filogenije. To znači da se diferencijacija stanica događa u slijedu u kojem se evolucija kretala.
Hematopoetska diferencijacija
Diferencijacija krvnih stanica je jasan primjer uprizorenja ovog procesa u visoko razvijenom organizmu. Kod ljudi potječe od uobičajenog prekursora zvanog hematopoetske matične stanice. On je pluripotentan, odnosno iz njega se pod utjecajem raznih vrsta citokina može formirati svaka krvna stanica. Što je još važnije, također je proizvod dugog razvoja i pripreme da postane preteča hematopoeze. Prošla je fazu diferencijacije matičnih stanica, pripremajući se samo zajedan cilj - postati početak hematopoetskih klica. Od njega neće biti napravljeno nikakvo drugo tkivo, što ga razlikuje od nediferenciranih matičnih stanica.
Inicijalna hematopoeza
U prvoj fazi, dvije populacije se razvijaju iz matične stanice pod utjecajem dva fundamentalno različita čimbenika. Pod utjecajem trombopoetina i faktora koji stimulira kolonije (CSF) nastaje velika stanična skupina prekursora mijelopoeze. Iz ove skupine će se razviti svi monociti, granulirani leukociti, trombociti i eritrociti. Samo stvaranje primitivne stanice prekursora početna je faza podjele hematopoeze u dva toka. Prvi tok je mijelopoeza, a drugi tok je leukopoeza.
Tijekom nje, iz iste pluripotentne prekursorske stanice, ali već pod utjecajem interleukina, nastaje stanična populacija leukopoeze. Razvit će T i B limfocite s prirodnim stanicama ubojicama. Dijeljenje u dva toka primjer je početne diferencijacije stanica. To znači da će prije formiranja funkcionalnih krvnih stanica proći nekoliko faza, u svakoj od kojih će se promijeniti fenotip i skup receptora. Mnogi će promijeniti mjesta, gdje će na razdvajanje i citološku specifikaciju utjecati citokini i antigeni s antitijelima.
Mijelopoeza
Glavna stanica koja dijeli sve mijelocite je mijeloidna klica. Njegov razvoj slijedi dva toka: prvi je stvaranje prekursora zajedničkog s trombocitima i eritrocitima, a drugi jestvaranje protoleukocita, iz kojeg će nastati monocit i granulocit. Prvi tok diferencijacije stanica je proces njihovog razvoja pod utjecajem faktora koji stimulira kolonije, trombopoetina i interleukina tipa 3.
Prekursori leukocita i monocita nastaju pod djelovanjem faktora koji stimulira hematopoetske kolonije. Od zajedničkog prekursora trombocita i eritrocita, pod djelovanjem trombopoetina, odnosno eritropoetina, razvijaju se međuoblici stanica. Od njih će se kroz tzv. starenje i dodatni razvoj formirati odrasle stanice eritrocita i trombocita.
Vrijedi napomenuti da su trombociti, prije, fragmenti stanice koja im je prethodila, jer su u fazi diferencijacije izgubili nepotrebne organele i jezgru. U eritrocitima je također eliminirana jezgra, a citoplazma je ispunjena hemoglobinom. Leukociti, kao stanice koje se razvijaju u drugom toku mijelopoeze, imaju jezgru, iako je njihov stupanj diferencijacije također vrlo visok.
Leukopoesis
Diferencijacija limfocitnih stanica je proces stvaranja limfocita i prirodnih stanica ubojica iz zajedničkog prekursora limfopoeze. Provodi se uglavnom pod utjecajem interleukina i također se u početku dijeli na dva toka - B-limfopoezu i T-limfopoezu. Ova faza kontroliranog razvoja stvara dvije populacije unipotentnih stanica, namijenjene samo da postanu posredni oblik za formiranje jedne limfocitne loze.
Prekursor T-ubojica i T-limfocita nastaje iz T-zone rasta, a od prekursora B-stanica, utjecaj interleukina-4 formira klicu B-limfocita. T-ubojice nastaju pod utjecajem interleukina-15, faktora ekspresije odgovarajućih receptora – klastera diferencijacije (CD). Na temelju njih će se cjelokupna populacija limfocita podijeliti u skupine ovisno o vrsti njihovog CD antigena. Sukladno tome, imunološke stanice će obavljati različite funkcije.
