Specijalizirane stanice: Definicija, vrste i primjeri

Šanse su da ste u ovom trenutku na tečajevima toliko dobro upoznati sa strukturom eukariotskih stanica - a ako ne, evo fantastičan primer za vas.

Ono što ste možda primijetili jest da većina dijagrama stanične strukture izgleda prilično osnovno. Imate svoje kružne životinjske stanice, svoje kutnije biljne stanice i sve organele unutar stanična membrana.

Pa, nije iznenađujuće, ti su dijagrami - iako točni! - ne govori cijelu priču. Istina je da stanice imaju različite oblike i veličine. I, posebno u višećelijskim organizmima poput životinja i biljaka, stanice se mogu međusobno izgledati (i djelovati) drastično različito.

Ima smisla, zar ne? Ne biste očekivali da ćelije, na primjer, čine cvjetnu laticu, izgledati i djelovati isto kao stanice koje čine korijenje biljke. Slično tome, vaše bi stanice kože, na primjer, izgledale drastično drugačije od, recimo, stanica vaše jetre - jer te dvije stanice imaju vrlo različite funkcije u ljudskom tijelu.

To je gdje specijalizacija stanica ulazi. Specijalizacija stanica omogućuje novim stanicama da se razviju u niz različitih tkiva koja sve zajedno rade kako bi živi organizmi funkcionirali kao cjelina.

Proces specijalizacije stanica - točno kako stanice se razvijaju u svoje različite oblike - složena je. Postoje stotine specifičnih tipova stanica u tijelu koje proizlaze iz vrlo osnovnog i općeg tipa stanica koje se nazivaju matične stanice.

Sve specijalizirane stanice u tijelu potječu iz istog tkiva s podrijetlom: iz skupine Matične stanice koji čine najraniju fazu embrija. Matične stanice su jedinstveni tip stanica, jer, iako su nezrele stanice bez ikakve specijalizacije, to mogu slijedite razvojni "nacrt" kako biste se razvili u tisuće jedinstvenih vrsta stanica koje se nalaze u vašem tijelu.

Postoje različite vrste matičnih stanica, odvojene prema tome u koliko se tkiva mogu razviti. Na primjer, matične stanice pronađene u embriju mogu se razviti u bilo koji vrsta tkiva - to je način od jedne matične stanice do potpuno oblikovane ljudske bebe.

Matične stanice odrasle osobe, poput matičnih stanica koje se nalaze u vašoj koštanoj srži, mogu se razviti samo u nekolicinu zrelih vrsta stanica. Zaključak je to svi matične stanice su nespecijalizirane stanice "preteče" koje se mogu razviti u barem jedan zreli tip stanica.

Matične stanice se razvijaju u zrela tkiva postupkom tzv diferencijacija. Da biste razumjeli kako funkcionira diferencijacija, vratite se na koncepti stanične komunikacije naučili ste na satovima biologije.

Stanična komunikacija djeluje u tri faze. A recepcija faza, u kojoj posebni receptori na površini stanice primaju neku vrstu signala iz okoline; a transdukcija faza, koja tu poruku prenosi s površine stanice u unutrašnjost stanice; i a odgovor faza, gdje stanica mijenja svoje ponašanje na temelju tog signala.

Pa kako to djeluje u diferencijaciji stanica? Pa, recimo da vašem tijelu treba više crvenih krvnih zrnaca. Šalje matičnim stanicama krvi signal da trebate više crvenih krvnih stanica. Ovaj signal je primio na površini stanice.

Matična stanica prenosi (ili pretvara) tu poruku jezgri, tako da stanica zna da vašem tijelu treba više crvenih krvnih stanica. Zatim matične stanice odgovoriti aktiviranjem gena koji će mu pomoći da se razvije u crvene krvne stanice i voilà - stanica postaje crvena krvna stanica.

Iako znanstvenici znaju da ljudsko tijelo sadrži bilijune stanica, točno koliko vrsta stanica čini tijelo još je uvijek aktivno područje proučavanja. Najnovija procjena primjećuje da ih ima najmanje 200 jedinstvenih tipova stanica u ljudskom tijelu, barem na temelju izgleda. Neki znanstvenici smatraju da je ta procjena niska, a nove se stanice još uvijek redovito otkrivaju.

Donja linija? Gledate stotine različitih putova specijalizacije stanica kojima vaše matične stanice mogu ići.

Međutim, sve ljudske stanice pripadaju jednoj od četiri sveukupne kategorije:

• Epitelno tkivo: Epitelne stanice postavljaju vaša tkiva i važne su za zaštitu temeljnih tkiva, kao i za pomoć u apsorpciji. Naći ćete epitelna tkiva u koži, žljezdanom tkivu i još mnogo toga.
• Vezivno tkivo: Vezivno tkivo, dobro, povezuje i osigurava vaša tkiva. Pruža strukturnu potporu vašem tijelu. Ova vrsta tkiva uključuje kosti, hrskavicu, tetive, ligamente i fascije.
• Živčano tkivo: Vaš živčani sustav pomaže u prenošenju informacija kroz vaše tijelo. Sastoji se od vašeg središnjeg živčanog sustava (ili CNS-a), koji uključuje vaš mozak i leđnu moždinu, i vašeg perifernog živčanog sustava (PNS), koji uključuje živce u ostatku vašeg tijela.
• Mišićno tkivo: Ovu je vrstu vjerojatno najlakše zamisliti - znate što su mišići! Ali pronaći ćete i posebne vrste mišićnih stanica u krvnim žilama, kao i u srcu.

Svih 200 (ili više) vrsta stanica koje čine ljudsko tijelo nalaze se u jednoj od te četiri vrste tkiva - puno je lakše naučiti nego pamtiti stotine vrsta stanica, zar ne?

Sada, provjerimo jednu od posebnih vrsta stanica na koje ćete vjerojatno naići u nastavi biologije - one koje ćete trebati znati malo dublje.

Vaša Krvožilni sustav jedan je od onih koje ćete najvjerojatnije pokriti na satu biologije - pa je vrijeme da ga upoznate! Vaš krvožilni sustav sastoji se od niza krvne žile - arterije, vene i kapilare - kao i nekoliko specijaliziranih tipova krvnih stanica:

• crvene krvne stanice: Ove crvene stanice u obliku diska odgovorne su za prijenos kisika kroz vaše tijelo. Sadrže hemoglobin, poseban protein koji se može vezati za kisik iz zraka koji udišete, a zatim ga otpustiti natrag u tkiva koja su mu potrebna.
• bijele krvne stanice: Trebate pomoć u suzbijanju prehlade ili gripe? Vaša bijela krvna zrnca su tu da vam pomognu! Bijele krvne stanice čine ključnu komponentu vašeg imunološkog sustava. Pomažu vašem tijelu da prepozna opasne patogene i uništava ih kako vam ne bi previše pozlilo.
• Trombociti: Trombociti najmanje stanice u vašoj krvi, igraju ključnu ulogu u stvaranju krvnih ugrušaka. Jednom kada trombociti osjete oštećenje ili poderano tkivo, počinju se skupljati, stvarajući krvni ugrušak koji usporava ili zaustavlja krvarenje.

Vaše tijelo neprestano izbacuje svježe krvne stanice kako bi nadomjestilo starije ili oštećene. I sve vaše krvne stanice "rađaju se" unutar vaše koštane srži, iz populacije matičnih stanica koje su se specijalizirale za stvaranje krvnih stanica.

Također ćete vjerojatno naići na stanice živčani sustav u vašem tijelu. Ali ne brinite - iako se mozak može činiti kompliciranim, učenje o vašim živcima vjerojatno je lakše nego što mislite.

Kao prvo, postoje samo dvije glavne klasifikacije živčanih stanica: neuroni i glija.

Neuroni su živci - stanice koje vjerojatno zamišljate kad pomislite na svoj živčani sustav. Oni prenose informacije kako bi kontrolirali sve "razmišljanje" u vašem mozgu, a također kontroliraju kretanje mišića i ostale osnovne tjelesne funkcije.

Također, živci u cijelom tijelu šalju signale natrag u vašu kralježničnu moždinu i mozak. Naprimjer, živci koji osjećaju bol govore vašem mozgu kad vas ozlijede, tako da možete izbjeći ono što je uzrokovalo bol.

Glia su potporne stanice koje pomažu vašim živcima da pravilno funkcioniraju. Postoji nekoliko glavnih vrste glijai svi igraju ulogu u pomaganju vašem mozgu, leđnoj moždini i ostalim živcima da učinkovito komuniciraju. Neke glija stanice proizvode mijelin, voštanu tvar koja "izolira" vaše neurone za bolju komunikaciju.

Drugi djeluju kao imunološke stanice mozga, pomažući u borbi protiv infekcija koje bi inače naškodile vašim živcima. A još neki pomažu da se vaši neuroni opskrbe hranjivim tvarima kako bi vaš živčani sustav imao energiju za pravilan rad.

Treće glavne vrste stanica koje ćete vjerojatno proučavati su vaše mišićne stanice. I, srećom, lako je naučiti tri vrste mišićnih stanica.

Prvo, imaš stanice koštanog mišića - stanice koje čine gotovo sve mišiće vašeg tijela. Skeletni mišići su ona vrsta mišića koja je - iznenađenje - usidrena na vaš kostur.

Ugovara vam pomicanje kostiju. Pa, recimo, kad stegnete bicep, savit ćete lakat. Stanicama skeletnih mišića dijelom dobrovoljno upravlja vaš mozak. To znači da, na primjer, možete odlučiti pomaknuti nogu, a mozak će poslati signal koji odgovara tom pokretu.

Dalje, imate stanice srčanog mišića. To su stanice koje čine vaše srce i ugovaraju pumpanje krvi kroz vaše tijelo. Kontrakcija stanica srčanog mišića je ne dobrovoljno kontrolirano - umjesto toga, vaše tijelo održava stalan srčani ritam, a da o tome ne morate razmišljati.

Napokon, postoje stanice glatkih mišića. Glatki mišići čine obloge određenih krvnih žila, kao i nekih organa, poput vašeg želuca. Glatki mišići su važni za pomoć vašim organima u kretanju. Na primjer, kontrakcija glatkih mišića pomaže u kretanju hrane kroz probavni trakt kako bi se omogućila pravilna probava.

Poput srčanog mišića, kontrakcija glatkih mišića nije dobrovoljno kontrolirana. Tako, na primjer, ne trebate razmišljati o premještanju hrane iz želuca u crijeva, jer vaše tijelo to jednostavno čini umjesto vas.

Evo suštine onoga što trebate znati o specijalizaciji stanica:

• Stanice se iz nezrelih matičnih stanica razvijaju u zrele, visoko funkcionalne stanice postupkom tzv diferencijacija.
• Diferencijacija omogućuje stanicama u razvoju da poprimaju jedinstvene strukture i omogućuje stanici da provodi specijalizirane funkcije.
• Proces diferencijacije pokreće se signalima iz okoline i rezultira promjenama u ekspresija gena koji vode stanični razvoj.
• Diferencijacija omogućuje stanicama da se razviju u četiri glavne vrste tkiva: epitelno tkivo, živčano tkivo, vezivno tkivo i mišićno tkivo.
• Ima ih barem 200 različitih vrsta stanica u ljudskom tijelu. Neke koje ćete trebati najbolje znati uključuju specijalizirane krvne stanice, specijalizirane živčane stanice i specijalizirane mišićne stanice.