În fiecare moment se întâmplă unul dintre cele mai importante lucruri din viața ta: diviziunea celulelor din corpul tău. Începem viața ca o singură celulă, dar până la maturitate, ajungem să fim alcătuiți din trilioane de celule. Acest număr depinde de mărimea persoanei, dar biologii au estimat că suntem alcătuiți din aproximativ 37 de trilioane de celule.

Atunci când ne rănim sau ne tăiem într-un obiect ascuțit pielea se vindecă în doar câteva zile. Cum este posibil asta și cum știu celulele când să se oprească din diviziune? Vom vedea asta puțin mai târziu.

Atunci când celulele se divid, ele crează celule noi. O singură celulă se împarte pentru a face două celule, iar aceste două se divid din nou pentru a forma 4 celule și așa mai departe. Acest proces este numit „diviziune celulară” și „reproducere celulară”, deoarece celulele noi se formează atunci când celulele vechi se divizează. Această capacitate a celulelor de a se diviza este prezentă doar la organismele vii.

De ce se divid celulele?

Celulele se divid din mai multe motive. De exemplu, atunci când cazi și te rănești la genunchi, celulele încep să se dividă pentru a înlocui celulele vechi, moarte sau deteriorate. De asemenea, celulele se divid astfel încât organismele să poată crește dar și pentru a înlocui celulele moarte. Atunci când organismele cresc, celulele nu devin din ce în ce mai mari, ci se divid mai des, pentru a produce tot mai multe celule. La oameni, aproape 2 trilioane de celule se divid în fiecare zi.

În funcție de tipul de celulă, există două tipuri de diviziune celulară: o diviziune vegetativă, în care fiecare celulă copil va fi identică din punct de vedere genetic cu celula părinte (proces denumit mitoză) și o diviziune celulară reproductivă, în urma căreia numărul cromozomilor din fiecare celulă fiică este redus la jumătate pentru a asigura producerea unor gameți haploizi (proces denumit meioză). Cel de-al doilea proces este important pentru reproducerea sexuată și asigură diversitatea genetică.

Cum știe o celulă să se oprească din diviziune?

Mecanismele de semnalizare intercelulară au existat cu mult înainte să apară organismele pluricelulare. Celulele comunică prin intermediul a sute de molecule semnalizatoare ce includ proteine, peptide mici, aminoacizi, nucleotide, steroizi, retinoizi, derivați ai acizilor grași și chiar gaze dizolvate precum oxidul de azot și monoxidul de carbon. Majoritatea acestor molecule semnalizatoare sunt secretate de celula semnalizatoare prin exocitoză. Altele sunt eliberate prin difuzie prin membrana plasmatică în timp ce unele rămân strâns legate de membrana plasmatică și influențează doar celulele care vin în contact cu celula semnalizatoare.

Indiferent de natura semnalului, celula țintă răspunde prin intermediul unei proteine specifice numite receptor. Aceasta leagă molecula semnalizatoare și inițiază un răspuns în celula țintă. Multe dintre moleculele extracelulare semnalizatoare acționează în concentrații foarte mici (în general mai puțin de 10-8M) iar receptorii care le recunosc, le leagă cu o afinitate foarte mare (constanta de afinitate Ka > 108 litri/mol). În cele mai multe cazuri, receptorii sunt proteine transmembrane situate la suprafața celulei țintă. Receptorii se activează când se leagă molecula extracelulară semnalizatoare (ligandul), generând o cascadă de semnale intracelulare care alterează comportamentul celulei. În unele cazuri, receptorii sunt situați în interiorul celulei și ligandul semnalizator trebuie să pătrundă în celulă pentru a o activa.

Atunci când ne tăiem, un întreg lanț de evenimente este pus în mișcare. Corpurile noastre se pot repara singure, cu condiția ca rănile să nu fie foarte grave. Dacă pielea nu s-ar putea vindeca, cel mai probabil am sângera până la moarte, chiar și din tăieturi foarte mici. Totodată, pielea este o barieră foarte bună împotriva virusurilor și a bacteriilor.

Când pielea este tăiată, celulele deteriorate eliberează mai multe substanțe chimice. Aceste substanțe chimice fac ca vasele de sânge din zona din apropiere să devină mai mari astfel încât fluxul de sânge în zonă crește iar lichidele din sânge sunt eliberate în țesuturile deteriorate. Acesta este motivul pentru care tăieturile devin adesea roșii și umflate. Acesta este un lucru important, deoarece sângele nostru conține trombocite care opresc sângerarea (homeostază), iar acesta este primul pas pentru vindecare. După ce celulele albe din sânge dezinfectează rana, urmează ultima fază de vindecare, proces ce implică regenerarea celulelor: unirea pielii și repararea țesutului deteriorat, inclusiv vasele de sânge. Corpul începe să creeze un țesut fibros ce oferă flexibilitate și rezistență ce va deveni mai întâi o cicatrice.

Celulele deteriorate sau moarte atrag trombocitele (prin eliberarea unui compus organic numit adenozindifosfat), iar trombocitele, la activare, eliberează o multitudine de mediatori biologici precum diverse citokine, chemokine și factori de creștere, inclusiv CXCL12. Mediatoarele derivate de trombocite induc și modulează pe rând activarea fibroblastelor, atragerea de leucocite iar apoi neutrofilele urmate de macrofage, care elimină celulele moarte și resturile celulare.

Practic acești mesageri chimici fac ca celulele din jur să se dividă și să înlocuie celulele moarte. Procesul de vindecare se oprește după ce celulele deteriorate sunt eliminate de macrofage și prin urmare, în lipsa lor, trombocitele nu mai sunt atrase și activate.

Bibliografie:

http://www.bloodjournal.org/content/122/15/2550
https://askabiologist.asu.edu/cell-division
https://www.futurity.org/cell-size-1015542-2/
http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=3069

LĂSAȚI UN MESAJ