А вы знаете, что наши клетки обладают различной потенцией? Потенцией к развитию, к дифференцировке? Правильно называется это свойство потентностью (от латинского potentia — сила, мощь, возможность), что означает способность превращаться в клетки других типов и форм.
Вот перечень возможных потентностей человеческих клеток, начиная с тех, что обладают наибольшим числом вариантов дальнейшего развития:
1. Тотипотентные
2. Плюрипотентные
3. Мультипотентные
4. Унипотентные
Хочется ещё приписать "импотентные", хотя такой термин и отсутствует, но вот клетки с нулевой потентностью, существуют.
А теперь подробнее о каждом типе.
1. Тотипотентные клетки
Происходит данное название от лат. totus — весь, целый, совокупный. Это самый перспективный из всех типов клеток. Из тотипотентной можно получить какую угодно клетку. Всего у человека около 220 различных типов клеток, вот любою из них и может стать клетка тотипотентная. Она же даёт начало внезародышевым листкам (например, плаценте и желточному мешку). Мало того, тотипотентная клетка даже может дать начало целому новому организму. Догадались, что это за клетка? Это самая первая клетка тела - оплодотворённая яйцеклетка - зигота.
А немецкий ученый Ханс Шпеман решил провести опыт с клетками-первыми потомками зиготы - с бластомерами. Естествоиспытатель перевязал обычным человеческим волосом эмбрион тритона на стадии восьми клеток так, чтобы одна из клеток эмбриона была отделена от остальных, но при этом сохраняла с ними связь через цитоплазматический мостик (посмотрите на рисунок)
Позже, когда в область этого отделённого бластомера мигрировало одно из ядер, ученый полностью прекращал сообщение между частями эмбриона. Несмотря на то, что на тот момент эмбрион состоял уже из 16-32 клеток, отделенный бластомер давал полноценную особь. Так внутри общей оболочки образовывались две полноценные личинки тритонов (первые однояйцевые близнецы in vitro). Именно данный опыт позволил оценить степень потентности бластомеров. Оказалось, что во время дробления они тотипотентны так же, как и сама зигота. В 1935 году Шпеман за эти опыты получил Нобелевскую премию. С чего бы такая высокая оценка? Так ведь это путь к получению клеток эмбриона без нарушения этических норм, зародыш остаётся в живых.
Именно благодаря тотипотентности зиготы и первых бластомеров среди хордовых животных, включая человека, встречается явление монозиготная полиэмбриония. Это когда после первого (а иногда и нескольких последующих) деления зиготы из каждой вновь появившейся клетки развивается самостоятельный эмбрион. И все эти эмбрионы обладают идентичным набором генов в ДНК. У человека максимальное количество естественным путём появившихся монозиготных эмбрионов достигает пяти. Подробнее о человеческой полиэмбрионии можно прочитать здесь.
Тотипотентные клетки являются эмбриональными стволовыми клетками человеческого организма
2. Плюрипотентные клетки
Кто-нибудь помнит словечко из 90-х "плюрализм"? И в названии следующего типа клеток, и в термине времён перестройки, обозначающем множественность (от лат. pluralis — множественный), один и тот же корень. Клетки такого типа находятся на втором месте по степени раскрывающегося перед ними альтернативного выбора - кем быть. Отдельным организмом им не стать, не сделаться и внезародышевым листком, но всё же они могут превратиться в клетку любого из 220 имеющихся типов.
Из тотипотентных в плюрипотентные превращаются потомки зиготы примерно после одиннадцатого дня эмбрионального развития, когда человеческий зародыш прикрепляется к стенке матки.
Плюрипотентные, как и тотипотентные, клетки являются эмбриональными стволовыми клетками человеческого организма.
3. Мультипотентные клетки
К ним относят: а) фетальные стволовые клетки - те, что находятся в тканях человеческого плода - в пуповинной крови или в плаценте, и так называемые б) мезенхимальные стволовые клетки - эти встречаются не только в тканях плода, но и взрослого человека. Изначально мезенхимальные стволовые клетки были обнаружены в костном мозге, а потом оказалось, что есть они и в жировой ткани, и в пульпе зуба, и в околоплодных водах, и в почках, и кое-где ещё.
Все мультипотентные клетки способны трансформироваться во множество разных типов клеток взрослого организма (от лат. multiplicatio — умножение). Их отличие от плюрипотентных в том, что они превращаются в клетки лишь определенного зародышевого листка, а не в любую клетку тела. То есть один тип мультипотентных клеток даёт клетки-производные эктодермы - нервные и покровные; другой - производные энтодермы - клетки пищеварительной системы; третий - производные мезодермы - клетки кровеносной, дыхательной и опорно-двигательной системы.
Источников мультипотентных клеток очень много в нашем теле, что сулит немалые медицинские перспективы.
4. Унипотентные клетки
Это тоже стволовые клетки взрослого организма. И они тоже способны к превращению в иные клетки, но только в клетки одного-единственного типа. Судьба каждой унипотентной клетки уже окончательно предопределена - быть ей исключительно клеткой мышцы или клеткой зуба, или иммунной клеткой. Название своё они получили от лат. unus - один.
И наконец клетки, условно говоря, "импотентные"
Это те, которым уже никакое новое превращение не светит, те, что уже окончально дифференцировались и специализировались, то есть абсолютное большинство функциональных клеток нашего тела.
Как вы заметили, клетки, обладающие какой-либо степенью потентности - это стволовые клетки. Внимание к ним в последнее время значительно возросло, ведь именно в стволовых клетках видят источник обновления и омоложения организма. Оправданы ли эти ожидания? Будущее покажет