Раздел 1

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

1.2. Молекулярно-генетический и клеточный уровни организации жизни

1.2.4. Организация клеток во времени

1.2.4.3. Рост клеток, факторы роста

Клеточное деление в тканях контролируется малоизвестными механизмами, которые позволяют деление клеток только в том случае, когда необходимы новые клетки. Для например, клетки печени обычно находятся в состоянии покоя, но при удалении части органа они начинают быстро делиться и этот процесс продолжается до того времени, пока масса печени не достигнет нормы. Рассмотрим пример роста клеток в культуре. Когда на чашку с культуральным средой высевают фибробласты, они прикрепляются к поверхности и начинают делиться. Этот процесс продолжается до того времени, пока не образуется сплошной слой толщиной в одну клетку. В тот момент, когда уже не останется свободного места, нормальные клетки перестают делиться. Это явление получило название контактного торможения. Другим примером регулирования деления клеток является контроль позиционными сигналами. Как правило, клетки в тканях делятся только в том случае, когда они находятся в соответствующем окружении и есть достаточно места для их разделения. Например, в многослойном эпидермисе кожи разделение происходит только в одном слое клеток - базальном. Если базальные клетки ін'єкціювати в расположенную глубже дерму, или наоборот, "поднять", чтобы они потеряли связь с базальной мембраной, то их разделение прекратится. Вероятно, эти эпидермальные клетки делятся только при стимуляции определенным неизвестным фактором, находится на границе между дермой и эпидермисом.

Многим животным клеткам для того, чтобы выжить и пролиферировать, необходимы незначительные количества (примерно 10¹⁰ моль/л) специфических факторов роста, причем клеткам разного типа нужны различные факторы или их сочетания. Факторами роста могут быть белки или небольшие молекулы типа пептидов или стероидов. Все известные на сегодня полипептидные факторы роста могут быть классифицированы как несколько суперсімейств, которые объединяют вещества, близкие по первичной структурой: 1) суперсімейство инсулиноподобных факторов роста (инсулин, проінсулін, релаксин и др.); 2) суперсімейство эпидермальных факторов роста; 3) суперсімейство бомбезина (бомбезин, літорин, нейротензин); 4) суперсімейство факторов роста фибробластов (ФРФ); 5) суперсімейство трансформувальних факторов роста; 6) суперсімейство факторов роста тромбоцитов (ФРТ); 7) цитокины.

Из-за отсутствия четко охарактеризованных признаков и свойств многих биологически активных оечовин, что способны модулировать клеточный рост, и в значительной степени благодаря их полифункциональности, пока сложно дать конечное определение термина "фактор роста". Чаще всего под фактором роста понимают полипептиды, которые, связываясь со специфическими рецепторами в плазматической мембране клетки-мишени, осуществляют определенную регуляторное воздействие. Учитывая эти признаки, к факторам роста можно отнести: нтерлейкіни, интерфероны, факторы некроза опухолей (ФНО) и некоторые другие полипептиды, которые принимают участие в регуляции клеточной пролиферации.

Изменения в регуляции пролиферации клеток могут вызывать механизмы злокачественной трансформации. Суть изменений заключается в следующем: 1) клетки, которые в норме способны реагировать только на действие факторов роста, начинают их сами секретировать; 2) клетки, которые продуцируют факторы роста, но нечувствительные к их действию из-за отсутствия специфических рецепторов, экспрессирующих данные рецепторы; 3) в клетках, даже при отсутствии действия на них факторов роста, конститутивно генерируются регуляторные сигналы, которые принимают участие в запуске процессов биосинтеза ДНК и митозов.

За последние годы много работ в области клеточной биологии были посвящены поискам причин рака и способов его лечение. Опухолевые клетки проявляют ряд свойств, опасных для организма-хозяина, такие, как способность прорастать в другие ткани и стимулировать рост капилляров, что обеспечивает проліферуючим опухолевым клеткам хорошее кровоснабжение. Одно из свойств опухолевых клеток - это аномальная реакция на сигналы, которые контролируют деление нормальных клеток. Опухолевые клетки делятся по сравнению бесконтрольно, что приводить к гибели организма. Раковые клетки в культуре продолжают делиться тогда, когда нормальные уже не делятся вследствие контактного торможения. Вследствие этого они накладываются друг на друга, когда не имеют возможности розпластуватися по поверхности культуральной чашки. Кроме того, опухолевые клетки нуждаются гораздо меньше факторов роста, чем обычные клетки.

Другой фундаментальной особенностью раковых клеток является то, что они как популяция способны к делению неограниченно долго. На напротив, почти все нормальные клетки млекопитающих погибают после определенного количества разделений. Как правило, клетки, которые принадлежали старым животным, делятся меньшую количество раз, чем клетки молодых особей; это свидетельствует о том, что клетки старых животных уже использовали большую часть своего митотического потенциала, находясь еще в организме.