Б. Альбертс, А. Джонсон, Д. Льюис и др. - Молекулярная биология клетки (djvu) (1129766), страница 470
Текст из файла (страница 470)
Их лиганды, как полагают, связываются со свободной и-субъединицей с низкой аффиностью, а зто вызывает сборку гетеродимера, который уже обладает высоким сродством к целевому лиганду. фагоцитоза и направленного уничтожения клеток) окончательно дифференпирован. ных клеток.
Эти белки, произведенные искусственно при помощи клонирования соответствующих генов, оказываются сильными стимуляторами кроветворения у подопытных животных. В настоящее время их широко используют при лечении людей для стимуляции, регенерации кроветворной ткани и повышения сопротивляемости инфекции — впечатляющая демонстрация возможности разработки более аффективных методов лечения на основе фундаментального исследования в рамках клеточной биологии и экспериментов над животными. 23.БЛ 1.
Поведение кроветворной клетки зависит от случайных событий СЯГ мы определяем как факторы, способствуюгцие образованию колоний дифференцированных клеток крови. Но какое именно действие СЯГ оказывает на отдельно взятую кроветворную клетку? Этот фактор может управлягь скоро. стью деления клетки или регулировать число циклов деления, которые клетка предшественница проходит перед окончательной дифференцировкой; он также может действовать на поздних стадиях, стимулируя дифференцировку; он может работать в самом начале пути и влиять на выбор направления дифференцировки; наконец, он может попросту повышать вероятность выживания клеток (рис. 23А6).
Отслеживая в культуре судьбу отдельно взятых кроветворных клеток, удалось показать, что один СЯГ, скажем ОМ-СЯГ, может проявлять все вышеперечисленные свойства, хотя не до конца ясно, которые из них наиболее важны тп ойго. 23.5. Обновление мультипотентных стволовых клеток 2237 23.5.12. Регуляция выживания клеток столь же важна, как и регуляция их пролиферации Судьба кроветворных клеток в отсутствие СВŠ— смерть от апоптоза (мы разбирали это в главе 18). Таким образом, СЯГ, в принципе, могут регулировать численность клеток крови разного типа просто через избирательное управление их жизнеспособностью. Есть данные о том, что управление выживанием клеток на самом деле играет центральную роль в регуляции численности клеток крови — точно так же, как это имеет место в случае гепатоцитов и клеток многих других типов.
Интенсивность апоптотических процессов в кроветворной системе позвоночных огромна: так, в организме взрослого человека от апоптоза каждый день умирают миллиарды нейтрофилов. Фактически большинство нейтрофилов, произведенных в костном мозге, умирает в нем же, так и не приступив к выполнению своих функций. Вполне возможно, что такой на первый взгляд бессмысленный цикл производства и разрушения необходим для поддержания резерва клеток, которые могут быть в случае необходимости быстро мобилизованы на борьбу с инфекцией илн же фагоцитированы и переварены в процессе нормального метаболизма, когда все тихо. Ничтожная цена за поддержание жизни всего организма! Слишком медленная гибель клеток может быть столь же опасна для здоровья многоклеточного организма, сколь и чрезмерное их разрастание.
Мутации в кроветворной системе, вызывающие чрезмерное производство клеточного ингибитора апоптоза Вс!-2, замедляют смерть клетгж и способствуют развитию рака в В-лнмфоцитах. Действительно, способность клетки к неограниченному самообновлению — опасное свойство для всего организма, и многие случаи лейкемии возникают из-за мутаций, наделяющих этой способностью кроветворные клетки-предшественницы, которые в норме были бы обречены на дифференцировку и смерть после ограниченного числа циклов деления.
Заключение Все разнообразие клеток крови, включая эритроциты, лимфоциты, гранулоциты и макрофаги, происходит от общей мультипотентной стволовой клетки. У взрослого организма кровепгворные стволовые клетки находятся главным образом в костном мозге и поддержание их в состоянии стволовых зависит от сигналов стромальиых (разновидность соединительной ткани) клеток костного мозга, в особенности остеобластов.
Как и в некоторых других системах стволоыых клеток, для поддержания кроветыорных стволовых клеток критически важен сигнальный путь Угла, хотя оп и не является единственным участником этого процесса. Стволовые клетки обычно делятся нечасто и генерируют как стволовые клетки (самообновление), так и различные направленные на дальнейшую дифференцировку клетки-предшественницы (транзиторные амплифицирующиеся клетки'), каждая из которых способна дать начало клеткам крови одного или нескольких типов. Такие клетки-предшественницы интенсивно делятся под влиянием различных сигнальных белков (колониестимулирующих факторов, или С5г ) и затем окончательно дифференцируются в зрелые клетки крови, которые обычно умирают после нескольких дней или недель службы.
Изучению кроветворения во многом способствовали исследования гп пгуго, в ходе которых культивируемые на полутвердом матриксе стволовые клетки или дифференцирующиеся клетки-предшественницы образуют отдельные коло- 2238 Часть 5. Клетки в контексте их совокупности нии. 1!отомки стволовьсг клеток делают свой выбор между альтернативными путями развития отчаспш случайным образом. Центральную роль в регуляции численности зрел х дифференцированньп клеток крови играет также регулируемая С5Е смерть клеток в результате апоптоза. 23.6. Происхождение, изменчивость и регенерация скелетных мышц Термин «мышца» охватывает клетки многих типов, общим для которых является то, что все они специализированы на сокращении, хотя они и могут быть непохожими друг на друга.
Как отмечено в главе !6, все эукариотические клетки обладают сократительной системой, включающей в себя актин и миозин, но наиболее развита эта система именно в клетках мышц. У млекопитающих имеется четыре главные категории клеток, специализированных на сокращения: клетки скелетной (поперечно-полосатой) мышечной ткани, клетки сердечной мышцы (миокарда), клетки гладких мышц и миоэпителиальные клетки (рис. 23А7). Они отличаются друг от друга по функциям, структуре и особенностям развития. Хотя все они способны сокращаться за счет организованных систем филаментов на основе актина и миозина, используемые в них молекулы актина и миозина несколько отличаются по первичной структуре, по-разному расположены в клетке и связаны с разными наборами белков, управляющих сокращением.
Клетки скелетной мускулатуры отвечают практически за все движения, которые совершаются нами произвольно. Эти клетки могут быть очень большими (у взрослого человека до 2 — 3 см в длину и до 100 мкм в диаметре) и часто называются мышечными волокнами ввиду их сильно удлиненной формы. Каждая из них представляет собой синцитий, содержащий множество ядер внутри общей для всех цитоплазмы. Мышечные клетки других типов не столь экзотичны и, как правило, имеют только одно ядро. Клетки сердечной мышцы напоминают скелетные мышечные волокна тем, что их актиновые и миозиновые нити выстроены в хорошо упорядоченные группы, образующие ряд сократительных единиц — так называемых саркомеров, — так что клетки выглядят полосатыми, что и дало название поперечно-полосатой мускулатуре. Клетки гладкой мускулатуры получили свое название как раз из-за отсутствия подобной полосатости.
Функции гладкой мышцы весьма широки: от проталкивания пищи по пищеварительному тракту до «вставания волос дыбом» в ответ на холод или страх. Миоэпителивльные клетки также не выглядят полосатыми, но, в отличие от всех остальных мышечных клеток, они расположены в эпителиальных тканях и происходят из эктодермы. Они образуют расширяющую мышцу радужной оболочки глаза и помогают секретировать слюну, пот и молоко из соответствующих желез, что мы уже обсуждали ранее (см. рис. 23.11).
Мышечные клетки всех четырех типов можно подразделять дальше, на небольшие группы клеток, каждая из которых обладает характерными особенностями. Механизмы сокращения мышц были описаны ранее, в 1б-й главе. Здесь же мы рассмотрим механизмы образования и поддержания работоспособности мышечной ткани. Мы сосредоточим внимание на волокне скелетной мышцы, которое имеет весьма любопытный способ развития, поразительную способность изменять свои свойства и необычную стратегию восстановления. 23;6,' Т]рт)ИгСХОжУ ЕНИЕ, ИЗМЕНЧИВО] те И рЕТЕНЕрм()аятчСЕЛЕтмЬ)Х МЫац. Ш9' клетка сердечной клетка гладкой миоэпителиальная а) мышцы мышцы клетка ~~4)ииВ 50 мкм клетки сердечной ышцы волокна скепетной мышцы — в) 10 мкм 10 мкм нервные волокна миоэпителиальная клетка пучок клеток гладкой мускулату вырабатывающая молоко клетка 10 мкм 80 мкм г) 23.6.1.
Волокна скелетных мышц образуются слиянием миобластов В главе 22 описано, как некоторые клетки, происходящие из сегментов зародьппа позвоночного на очень ранней стадии его развития, становились миобластами — предшественниками скелетных мышечных волокон. Превращение клетки предшественницы в миобласт зависит от регуляторных белков по крайней мере двух семейсгв: пары содержащих гомеодомен белков РахЗ и Рах7 и белков семейства Муос), относящихся к оснбвным белкам типа спираль — петля — спираль (мы обсуждали это в главе 7). Они работают совместно, позволяя миобласту кзапоминатьь свое состояние, и в конечном счете регулируют экспрессию других генов, которые придают зрелой мышечной клетке ее специализированный характер (см.
рис. 7. 75). По окончании периода разрастания миобласты коренным обраюм изменяются: они прекращают делиться, запускают экспрессию целой группы специфических Рис.?З.ат. Характерные для млекопитающих мышечные клетки четырех классов. а) Схематические рисунки (в масштабе]. б-д) На фотографиях, полученных сканирующей электронной микроскопией, показаны; б) скелетная мышца шеи хомяка, в) сердечная мышца крысы, г) гладкую мышцу из мочевого пузыря морской свинки и д) миоэпителиальные клетки в секреторной альвеоле молочной железы кормящей крысы. Сглрелки на снимке е указывают на вставочные диски — стыки между клетками сердечной мышцы; клетки скелетных мышц в длинных мускулах аналогичным образом соединяются встык.
Обратите внимание, что гладкая мышца показана при меньшем увеличении, чем остальные. (Снимок б любезно предоставлен Хунцо Дегани; фото в взято из Т Рейша ге, в статье «Сердечная мышцах справочника напг)ьоок о( м1сгоэсор1с Апатогпу (е. О. сапа1, ег(.]. Вегйп: 5рг(пбег-чег1аб, 1986; изображение г любезно передано Сатоси Накасиро; фотоснимок д заимствован из Т. Мазато ет а(., Сея Т!зз. Яез. ?09:1-10, 1980.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
