πολλαπλασιασμός

Κάτω από πολλαπλασιασμός Στη βιολογία κατανοεί κανείς την αναπαραγωγή και την ανάπτυξη των κυττάρων. Τα κύτταρα πολλαπλασιάζονται μέσω της κυτταρικής διαίρεσης και αναπτύσσονται μέσω της ανάπτυξης στο γενετικά προβλεπόμενο μέγεθος και σχήμα τους. Στους ανθρώπους, ο πολλαπλασιασμός διαδραματίζει σημαντικό ρόλο, ειδικά κατά τη διάρκεια της εμβρυϊκής φάσης και της φάσης ανάπτυξης, μετά κυρίως για την αναπλήρωση απορριφθέντων κυττάρων σε ορισμένους τύπους ιστών και σε διαδικασίες επισκευής.

Τι είναι ο πολλαπλασιασμός;

Ο πολλαπλασιασμός των ιστών ονομάζεται πολλαπλασιασμός, ο οποίος αποτελείται από διαιρέσεις μιτωτικών κυττάρων και ανάπτυξη κυττάρων. Η ανάπτυξη των κυττάρων συνεπάγεται μια μέγιστη αύξηση του όγκου των κυττάρων στο μέγεθος και το σχήμα που είναι προ-προγραμματισμένο στο DNA των γονιδίων. Ορισμένες ορμόνες, νευροδιαβιβαστές (ουσίες αγγελιοφόρου) και αυξητικοί παράγοντες παρέχουν το κίνητρο για διαίρεση.

Στο στάδιο των ενηλίκων, ορισμένοι τύποι ιστών ή κυττάρων στον άνθρωπο δεν είναι πλέον ικανοί πολλαπλασιασμού, δηλαδή δεν είναι πλέον ικανοί να διαιρεθούν και συνεπώς δεν μπορούν πλέον να αναπαραχθούν. Αυτό ισχύει, για παράδειγμα, στο μεγαλύτερο μέρος του νευρικού ιστού και στα περισσότερα από τα αισθητήρια κύτταρα.

Ωστόσο, οι διαδικασίες ανανέωσης πραγματοποιούνται συνεχώς σε πολλούς τύπους ιστών, οι οποίοι συνήθως καθίστανται δυνατοί από πολλαπλασιαστικά βασικά κύτταρα ή ακόμη και βλαστικά κύτταρα. Η μέση ηλικία των κυττάρων στον άνθρωπο κυμαίνεται από μερικές ώρες έως τη διάρκεια ζωής, ανάλογα με τον τύπο του ιστού. Για παράδειγμα, ο κερατοειδής ανανεώνεται κάθε 28 ημέρες. Ο εντερικός βλεννογόνος το χειρίζεται πολύ πιο γρήγορα, δηλαδή μέσα σε λίγες μέρες. Ενώ τα ερυθροκύτταρα, τα ερυθρά αιμοσφαίρια που απελευθερώνονται από το μυελό των οστών, ανανεώνονται κάθε 120 ημέρες, τα περισσότερα λευκά αιμοσφαίρια γερνούν μόνο λίγες μέρες.

Λειτουργία & εργασία

Ο πολλαπλασιασμός των κυττάρων ιστών έχει μεγάλη σημασία για την εμβρυϊκή και μεταγεννητική ανάπτυξη των ανθρώπων. Εκτιμάται ότι αποτελούμε περίπου 5 τρισεκατομμύρια κύτταρα κατά τη γέννηση. Η διαδικασία του πολλαπλασιασμού αυξάνει αυτόν τον αριθμό σε περίπου 60 έως 90 δισεκατομμύρια σε ενήλικες. Ο αριθμός των κυττάρων αυξήθηκε έτσι δώδεκα έως δεκαέξι φορές. Αφού ολοκληρωθεί η φάση ανάπτυξης, ορισμένοι τύποι κυττάρων χάνουν την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται. Άλλοι τύποι κυττάρων εξακολουθούν να έχουν περιορισμένη ικανότητα πολλαπλασιασμού.

Στην περίπτωση τύπων ιστών των οποίων τα κύτταρα δεν μπορούν πλέον να πολλαπλασιαστούν, αλλά που ωστόσο πρέπει να ανανεωθούν, το σώμα χρησιμοποιεί έναν τύπο βλαστικών κυττάρων που συχνά είναι ήδη εξειδικευμένοι, δηλαδή έχουν χάσει την παντοδυναμία τους και μπορούν να αναπτυχθούν μόνο σε κύτταρα συγκεκριμένων τύπων ιστών. Η περιορισμένη δυνατότητα αναπαραγωγής είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της διαδικασίας ανανέωσης των κυττάρων που διαρκεί διαφορετικά χρονικά διαστήματα σε διαφορετικούς τύπους ιστών.

Πόσο απαραίτητη η εναπομένουσα ικανότητα πολλαπλασιασμού αποδεικνύεται σαφώς από το γεγονός ότι περίπου 50 εκατομμύρια κύτταρα ανά δευτερόλεπτο πεθαίνουν και είτε ανακυκλώνονται, διασπώνται και απεκκρίνονται από το μεταβολισμό του σώματος ή, όπως στην περίπτωση του δέρματος, απλώς απολέπιση προς τα έξω. Τα κύτταρα, τα οποία πεθαίνουν συνεχώς και διασπώνται από το μεταβολισμό του σώματος, πρέπει να αντικατασταθούν από πολλαπλασιασμό για να μην χάσουν καμία κυτταρική ουσία.

Ο πολλαπλασιασμός παίζει ειδικό ρόλο στους τραυματισμούς. Ελεγχόμενη από ουσίες αγγελιοφόρου, μια διαδικασία πολλαπλασιασμού ξεκινά κατά τη διάρκεια της φάσης επούλωσης των τραυματισμών με τη βοήθεια ορμονών και ενζύμων. Μη κατεστραμμένα κύτταρα συνδετικού ιστού (ινοκύτταρα), τα οποία βρίσκονται σε άμεση γειτνίαση με τένοντες και συνδέσμους, μεταναστεύουν στην κατεστραμμένη περιοχή και είναι σε θέση να έρθουν σε επαφή με τις διεργασίες τους και να συστέλλονται μέσω συσταλτικών στοιχείων στον κυτταροσκελετό τους, έτσι ώστε Σφίξτε τα σχισμένα άκρα των συνδέσμων ή των τενόντων. Ο μηχανισμός επιδιόρθωσης δείχνει ότι η ικανότητα ορισμένων κυττάρων να πολλαπλασιάζονται μπορεί να επανενεργοποιηθεί εάν είναι απαραίτητο.

Είναι γνωστό από τα μέσα της δεκαετίας του 1990 ότι η νευρογένεση, δηλαδή ο σχηματισμός νέων νευρικών κυττάρων στο κεντρικό νευρικό σύστημα, είναι δυνατή σε ορισμένα νευρωνικά βλαστοκύτταρα σε ενήλικες, κάτι που προηγουμένως δεν θεωρήθηκε πιθανό. Από νευρικά βλαστικά κύτταρα, τα οποία βρίσκονται σε περιορισμένη περιοχή του ιππόκαμπου, αναπτύσσονται πρόδρομα κύτταρα (προγονικά κύτταρα), τα οποία έχουν επίσης την ικανότητα να πολλαπλασιάζονται για μια περίοδο μερικών ημερών.

Ασθένειες και παθήσεις

Η διαδικασία επούλωσης τραυμάτων μπορεί να θεωρηθεί ως παράδειγμα του γεγονότος ότι το σώμα έχει την ικανότητα να ενεργοποιεί και να απενεργοποιεί την ικανότητα πολλαπλασιασμού των κυττάρων όπως απαιτείται. Ανακύπτει το ερώτημα γιατί αυτή η δυνατότητα δεν υπάρχει με όλους τους τύπους ιστών, έτσι ώστε τα όργανα που καταστρέφονται από ασθένεια ή τα άκρα που χάνονται σε ένα ατύχημα να μπορούν να αναπτυχθούν ξανά.

Προφανώς η φύση έχει αναγνωρίσει μέσω της εξέλιξης ότι σε απεριόριστη ικανότητα πολλαπλασιασμού των κυττάρων, οι κίνδυνοι θα ήταν μεγαλύτεροι από τα πιθανά οφέλη. Ο κύριος κίνδυνος που σχετίζεται με μια απεριόριστη ικανότητα πολλαπλασιασμού είναι ότι η περίπλοκη διαδικασία δεν μπορεί πλέον να ελεγχθεί. Αυτό σημαίνει ότι μόλις τα κύτταρα ενεργοποιήσουν την ικανότητά τους να πολλαπλασιάζονται, δεν αντιδρούν πλέον σε αγγελιοφόρες ουσίες, ένζυμα και ορμόνες. Το αποτέλεσμα της ανεμπόδιστης κυτταρικής ανάπτυξης.

Αυτό ισχύει ακριβώς για όγκους των οποίων ο ιστός υπόκειται σε συνεχή ανάπτυξη, δηλαδή δεν μπορεί πλέον να αποφευχθεί η ικανότητα πολλαπλασιασμού. Η κύρια διαφορά μεταξύ καλοήθων (καλοήθων) και κακοηθών (κακοήθων) όγκων είναι ότι οι κακοήθεις όγκοι, εκτός από τη δική τους ικανότητα πολλαπλασιασμού, μπορούν επίσης να τροφοδοτηθούν, αφού έχουν το δικό τους δίκτυο αγγείων μέσω της διαδικασίας αγγείωσης και είναι ικανοί για μετάσταση.

Εκτός από τη δυνατότητα μη ελεγχόμενου πολλαπλασιασμού, που μπορεί να οδηγήσει σε καρκίνους με πολύ διαφορετικούς προσανατολισμούς, υπάρχει επίσης το πρόβλημα της περιορισμένης ικανότητας πολλαπλασιασμού. Η δυσλειτουργία προκαλείται συχνά από τοξίνες και φάρμακα όπως το αλκοόλ και η νικοτίνη. Για παράδειγμα, η χρόνια κατάχρηση αλκοόλ οδηγεί σε διακοπή του πολλαπλασιασμού και της διαφοροποίησης των Τ λεμφοκυττάρων, τα οποία αποτελούν σημαντικό μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος.