Изучаем стволовые клетки, рак, иммунную систему

[adrenalin]

Решил открыть экспериментальную тему. Я хотел бы посвятить ее изучению 3-х направлений молекулярной биологии:
1. Стволовые клетки (СК).
2. Рак.
3. Иммунная система.
Стволовые клетки интересуют, как основное средство создания «эликсира вечной молодости». Знакомство с СК показало, что эта тема тесно связана с проблемой рака. Последний тесно связан с иммунитетом.
Хочу привлечь к изучению всех желающих. Будет что-то вроде научного семинара. Это не только вести с переднего края научных исследований. Это, скорее, самообразование. Надеюсь, что материал будет излагаться в достаточно доступной форме. Хотелось бы, чтобы тема служила и популяризации достижений молекулярной биологии. Если будет интересно, со временем попросим админов открыть подраздел «Медицины» под названием «Научные семинары».

Начну с такого явления, как
«Предел Хейфлика».
Известно, что обычные (соматические) клетки не могут делиться бесконечное количество раз. Количество их делений ограничено числом 52. Оказывается, что у хромосомы есть хвост – теломера. При каждом делении клетки этот хвост укорачивается. Через 52 деления хвост исчезает полностью, дальнейшее деление не возможно. Клетка погибает.
Исключением являются стволовые клетки. В них содержится фермент теломераза. Теломераза восстанавливает длину хвоста (теломеры) после каждого деления.
Возникает вопрос: Так может быть здесь и надо искать путь к продлению жизни - научиться вводить теломеразу в обычные клетки, и пусть они делятся бесконечно и не умирают?
Увы. Этого делать нельзя. Предел Хейфлика – это защитная функция организма. Он защищает нас от рака. В молекулах ДНК порой возникают нарушения, приводящие к мутации клеток. Мутантная клетка могла бы расплодиться и привести к раку, но предел Хейфлика не дает ей такой возможности. 52 деления, и все. Никуда дальше эта мутация не пойдет.
Откуда же организм пополняет свою клеточную массу? Этой цели служат стволовые клетки. Это бесконечно живущие станки по производству обычных соматических клеток. Нам важно, чтобы мутация не возникла в стволовой клетке, чтобы у станка не съехала крыша, и он не начал производить уродов. Если вдруг это произойдет, то может развиться рак.
И так мы можем сделать важный вывод: Одной из причин возникновения рака является мутация стволовой клетки.

[ADv]

Сообщение от adrenalin

Стволовые клетки интересуют, как основное средство создания «эликсира вечной молодости». Знакомство с СК показало, что эта тема тесно связана с проблемой рака. Последний тесно связан с иммунитетом.

Я не думаю, что следует вмешиваться в процесс самообновления организма. Важнее понять почему он начинает стареть, несмотря на то, что стволовые клетки не имеют ограничений на количество делений. Возможно, что и у них есть некий предел и если это так, то сняв этот ограничитель можно думать о "вечной молодости".

[adrenalin]

Сообщение от ADv

Важнее понять почему он начинает стареть,

Конечно, прежде, чем что-то с организмом делать, надо понять, как он устроен. Вопрос старения мы тоже попытаемся раскрыть в процессе погружения в глубины молекулярной биологии. Старение и рак - тесно связанные проблемы.

Стволовые клетки и Рак.
В научной литературе встречал фразу «Количество делений клеток ограничено пределом Хейфлика, и только стволовые и раковые клетки могут делиться бесконечно».
Мне кажется, что эта фраза справедлива не для всех форм рака. Вообще, видов рака очень много. Выскажу гипотезу:
Некоторые виды раковых клеток развиваются по тем же законам, что и нормальные. Есть дифференцированные раковые клетки, подчиняющиеся пределу Хейфлика, и стволовые раковые клетки, которые живут вечно и являются станками по восполнению клеток раковой опухоли. Если уничтожить раковые стволовые клетки, то опухоль постепенно сойдет на нет.

Виды рака
Для эффективного освоения предмета полезно выдвигать гипотезы, соответствующие сегодняшнему уровню твоих знаний, и сводить дальнейшее изучение к проверке этих гипотез.
Выдвигаю гипотезу.
Можно выделить, как минимум, три вида рака злокачественных опухолей, различающихся по способу возникновения.
1. Результат мутации стволовой клетки
2. Результат мутации долгоживущей дифференцированной клетки. Есть долгоживущие клетки (например, срок жизни нервных клеток сравним со сроком жизни человека). Для них предел Хейфлика не является преградой. Они его не достигают в течение 80 лет.
3. Генетическое нарушение, когда клетка мутант неконтролируемо воспроизводит фермент теломеразу, и становится бессмертной.

В дальнейшем постараемся выяснить, что говорит по этому поводу современная наука.
Кроме того, интересно было бы узнать время жизни разных клеток организма человека. Наука говорит, что у нас их всего около 200 видов.

Только выдвинул гипотезу, как сразу приходится вносить исправления. Оказывается, в медицинской терминологии рак - это частный случай, это - злокачественные образования в эпителиальных тканях.

Виды злокачественных опухолей
Злокачественные опухоли различаются по типу клеток, из которых они возникают.
Карцинома, или собственно рак — из эпителиальных клеток (например, рак предстательной железы, лёгких, молочной железы, прямой кишки).
Меланома — из меланоцитов
Саркома — из соединительной ткани, костей и мышц (мезенхима)
Лейкоз — из стволовых клеток костного мозга
Лимфома — из лимфатической ткани
Тератома — из зародышевых клеток
Глиома — из глиальных клеток
Хориокарцинома — из ткани плаценты

Поэтому в гипотезе, высказанной выше, правильней было бы говорить о трех видах злокачественной опухоли, различающихся по принципу образования.
А я сделаю исправление прямо там - в первой части поста.

[Бижу]

Сообщение от adrenalin

Старение и рак - тесно связанные проблемы.

Когда-то попалась фраза:
- От рака умирают все. Не все до него доживают.

[adrenalin]

Сообщение от Бижу

Не все до него доживают.

[Островок]

Сообщение от Бижу

От рака умирают все. Не все до него доживают.

Есть и другие примеры: и дожил, и не помер.

[Вега]

Это надо Лиду ждать - она спец.

[лида]

Сообщение от Вега

Это надо Лиду ждать - она спец.

Клетки, постаревшие по достижении границы Хейфлика подвергаются апоптозу (биологический ассенизатор, включающий механизм гибель неправильно развивающейся, потенциально опасной клетки). С другой стороны, в других тканях ответом на возрастание уровня повреждений может быть арест клеток на определённой стадии клеточного цикла для прекращения деления.Баланс между апоптозом и арестом повреждённых клеток наиболее важен как компромисс между старением и раком:или организм должен убить повреждённые клетки, или дать им возможность существовать, увеличивая риск возникновения рака.Ставшие резистентными к апоптозу старые клетки накапливаются и...рак,как "бессмертие" в пику апотозу(смерти).По Скулачёву генетическая программа самоуничтожения реализуется апоптозом.
Старение и умирание индивида - явление эволюционно целесообразное, способствует совершенствованию биологических видов, и повышает выживаемость вида в целом.
http://www.starenie.ru/prichini/apoptoz.php

Думаю, автор этой очень интересной темы и собеседники понимают, что осмыслить проблемы во всей полноте не получится, пока нет ответа на фундаментальные вопросы о жизни не только человека, но и Вселенной.
Тем не менее интересно обсудить на уровне современных знаний.
Разложить по полочкам пунктам так же необходимо, как раскладывают вещи по полочкам в перерыве между генеральными уборками.Помня при этом, что порядок, который лучше хаоса, периодически будет ломаться и обновляться.
Если раньше науки были разделены, то теперь они взаимосвязаны.Поскольку нельзя объять необъятное, постарамся мал-помалу понять частные вопросы, пока они не сложатся в целую картину.
Но это удел гениев, которые наши многословные разглагольствования выразят изящными математическими формулами

[adrenalin]

Сообщение от лида

ответом на возрастание уровня повреждений может быть арест клеток на определённой стадии клеточного цикла для прекращения деления.

Ух ты, как интересно! Первый раз слышу про арест. Надо будет поразбираться с этим вопросом. Каков механизм этого явления?

Сообщение от лида

Баланс между апоптозом и арестом повреждённых клеток наиболее важен как компромисс между старением и раком: или организм должен убить повреждённые клетки, или дать им возможность существовать, увеличивая риск возникновения рака.

Читая эти строки, возникает ощущение, что мы коснулись заложенного природой механизма, который приводит к умиранию индивида. Не будешь убивать свои клетки - умрешь от рака. Но, я думаю, до настоящего механизма нам еще копать и копать. Ведь есть же еще и "бессмертные" стволовые клетки, которые могут плодить новые взамен выбывших по причине апоптоза.

Сообщение от лида

Разложить по полочкам пунктам так же необходимо, как раскладывают вещи по полочкам в перерыве между генеральными уборками.

Да, да, да. Это и будет нашей главной задачей.

[Бижу]

Сообщение от adrenalin

Да, да, да. Это и будет нашей главной задачей.

"Безумству храбрых" ну и так далее. ))
adrenalin, обожаю увлечённых людей!

[лида]

Сообщение от adrenalin

Ух ты, как интересно! Первый раз слышу про арест. Надо будет поразбираться с этим вопросом. Каков механизм этого явления?
Читая эти строки, возникает ощущение, что мы коснулись заложенного природой механизма, который приводит к умиранию индивида. Не будешь убивать свои клетки - умрешь от рака. Но, я думаю, до настоящего механизма нам еще копать и копать. Ведь есть же еще и "бессмертные" стволовые клетки, которые могут плодить новые взамен выбывших по причине апоптоза.
Да, да, да. Это и будет нашей главной задачей.

.. про арест...
как разновидность апоптоза:арест-это действие, прекращающее деление клетки на определённой стадии. Апоптоз-это уничтожение старой или больной клетки , не способной уже к делению.
Вот по этой ссылке можешь подробно посмотреть "Генетика клеточного цикла"
Там очень длинно..иди до желтой таблички квадратной
Синтез ингибиторного
белка р19ARF,
который присоединяется
к Mdm2 и ингибирует его.
Возрастает уровень р53
– арест или апоптоз
http://fen.nsu.ru/posob/gkc/gkc-5.pdf.

..про механизм, который приводит к умиранию индивида
За открытие генов, задача которых - кодировать белки, провоцирующие самоубийство клеток, в 2002 году была присуждена Нобелевская премия.При необходимости поступает приказ “уйти из жизни”, он передается через цепочку белков, и апоптоз удаляет поврежденные клетки . Если просто отключить апоптоз, это сократит жизнь человека.
Скулачевым В.П. выдвинуто предположение о существовании генетической программы самоуничтожения, которая постепенно и разрушает организм.
http://www.starenie.ru/prichini/apoptoz.php

Возможно, твоему взгляду физика, не замыленному правилами гуманитария, откроется свежий горизонт

[adrenalin]

Сообщение от лида

откроется свежий горизонт

Надеюсь на это. Вдруг я, по-незнанию, зайду с неожиданной стороны. Меня заинтересовало время жизни клеток.
Зачем надо знать время жизни клеток или их частоту деления?
От этого зависит очень многое.

Так, нейроны или клетки скелетной мышцы человека не делятся совсем; клетки печени обычно делятся раз в один или два года, а некоторые эпителиальные клетки кишечника делятся чаще, чем 2 раза в сутки.

Раз нейроны не делятся совсем, то мы должны сделать вывод, что:
1. Стволовых клеток для нейронов не существует.
2. Злокачественные опухоли в нейронах не возникают. Ведь возникновение опухоли предполагает размножение клеток делением. А если делений нет, то ничего и не вырастет.

Позвольте, - возразите вы, - а как же всевозможные опухоли мозга?
Вот тут нам придется копнуть глубже и понять, что в мозгу множество разных видов клеток: и эпителиальные, и глиальные и т.п. Надо, чтобы под руками у нас был список клеток.

Заглянем в Википедию. Есть список клеток человека. Однако, я насчитал в нем всего 121 разновидность клеток. Ну что ж, будем постепенно его заполнять.
И сразу возникла проблема. В списке не обнаружил основные клетки печени – гепатоциты. В какой раздел списка их надо вставить? Кто-нибудь подскажет?

Вернемся к вопросу о времени жизни клеток. Опять проблема: не могу найти в интернете информацию о времени жизни клеток человека. Самой информативной, не поверите, оказалась статья «Детям о клетке».

Продолжительность существования клеток:
кишечника - 5 дней;
эритроцитов - 120 дней;
печени - 480 дней;
нейронов - 100 лет и более;
мышечных тканей - 100 лет и более.

Коллеги, братья и сестры, хелп плиз, если кто встретит инфу о времени жизни клеток или частоте делений, разместите в этой теме.

[Vivre]

Сообщение от adrenalin

Позвольте, - возразите вы, - а как же всевозможные опухоли мозга?

я не знаю терминологии на русском, так что извини, если что не так. Нейроны поддерживают специальные клетки, которые направляют их при развитии, и питают их. Так вот они как раз и делятся, и притом бывает и очень активно, вот из них как раз и образовываются опухоли. Это что я запомнила из учебника
Вот эти-
http:// http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D0%B9%D1%80%D0%BE%D0%B3%D0%BB%D0%B8%D 1%8F

[adrenalin]

Сообщение от Vivre

я не знаю терминологии на русском

Термины, как раз, почти одинаковые: что на русском, что на английском. Правильно ты понимаешь. О том и речь, что клеток разных в мозгу очень много.
Это и
клетки гипофиза (которые относят к эндокринной системе):
Соматотрофы передней доли гипофиза
Лактотрофы передней доли гипофиза
Кортикотрофы передней доли гипофиза
Тиротрофы передней доли гипофиза
Гонадотрофы передней доли гипофиза

нейроглиальные клетки:
Астроцит
Леммоцит (Шванновская клетка)
Микроглия
Олигодендроцит
Радиальная глия
Таницит
Эпендимоцит

Эти клетки, вроде бы активно делятся.

Да и самих нейронов центральной нервной системы полно:
Веретенообразный нейрон
Гранулярная клетка
Клетка Беца
Клетка Кахаля — Ретциуса
Клетка Пуркинье
Клетка Реншоу
Клетка-канделябр
Корзинчатый нейрон
Нейрон Мартинотти
Пирамидальный нейрон
Решетчатый нейрон
Нейроны места

По поводу последних тоже возникают вопросы.
1. Все ли нейроны не делятся?
2. А происходит ли восстановление нейронов при повреждении?
3. Может быть правильнее было бы говорить, что обычная частота деления нейронов - 1 раз в 100 лет, но при повреждении деление резко ускоряется?

А еще хотелось бы заметить, что информации о частоте делений клеток гипофиза и глиальных клеток тоже как-то найти не удается.

[Martin]

У меня попадалась информация о том, что клетки мозга всё же делятся.Но надо обратить внимание на
потенциальное количество делений в клетке. В клетку заложено ограниченное количество делений, отвечают за их количество т.н. теломеры., именно в них причина старения. Физически это конечные участки генов, с каждым делением участок сокращается, при обнулении счётчика процесс деления останавливается.

[лида]

Сообщение от adrenalin

Надеюсь на это. Вдруг я, по-незнанию, зайду с неожиданной стороны. Меня заинтересовало время жизни клеток.
Зачем надо знать время жизни клеток или их частоту деления?
От этого зависит очень многое.

Раз нейроны не делятся совсем, то мы должны сделать вывод, что:
1. Стволовых клеток для нейронов не существует.
2. Злокачественные опухоли в нейронах не возникают. Ведь возникновение опухоли предполагает размножение клеток делением. А если делений нет, то ничего и не вырастет.

Позвольте, - возразите вы, - а как же всевозможные опухоли мозга?

Помнится, были опыты на мышах: им вводили стволовые нервные клетки, чтобы выросли свои новые. Сначала обрадовались-получилось. Но потом увидели, что из-за прогрессивного безостановочного роста возникают опухоли.Сейчас надо срочно убегать..вечером ещё..

[ADv]

Сообщение от Martin

потенциальное количество делений в клетке. В клетку заложено ограниченное количество делений, отвечают за их количество т.н. теломеры., именно в них причина старения. Физически это конечные участки генов, с каждым делением участок сокращается, при обнулении счётчика процесс деления останавливается.

Мы же в самом начале выяснили, что причина старения вовсе не в теломерах. От того, что одни клетки заменяются другими старения не происходит. Ограниченность количества делений - это защита организма от рака.

[adrenalin]

Сообщение от Martin

В клетку заложено ограниченное количество делений

Да, в начале темы упоминали о пределе Хейфлика - 52 деления. Вот только, если нейрон делится с частотой 1 деление в 100 лет, то до предела Хейфлика ему надо добираться 5200 лет.

[Vivre]

adrenalin, некоторая терминология та же, некоторые вещи я совсем не знаю о чем вы, приходится лезть в интернет и переводить в обратном порядке.
Респект за информативную тему. Мне кажется что обсуждение иммунной системы заслуживает отдельного обсуждения.
Что касается клеток мозга, помню наш профессор по физиологии как-то упомянул что таки пришли к выводу что они все же делятся, но не с такой частотой как все остальные и процесс этот еще не исследован и ждет своего часа.
Ссылок к сожалению никаких для подтверждения. Это что касается нервных клеток мозга, остальные же могут успешно восстановиться, если взять например поврежденная нервная клетка которая передает сигнал к какой части тела, и если дистанция не большая, то клетка срастается, восстанавливая чувствительность. Скорость сростания то ли 1см в сутки, то ли что-то близкое к тому. Или это уже не в тему?

[adrenalin]

Сообщение от Vivre

Или это уже не в тему?

В тему, в тему. Интресный момент. Нервные ткани могут восстанвливаться не путем деления клеток, а путем роста самой клетки? Ух ты! Надо покопаться.