Cilvēka ķermenī ir miljardi šūnu. Tie ir mazi bloki, kas atbild par audu un orgānu uzturēšanu un veidošanu. Lai šūnas varētu sevi uzturēt, sadalīt vai iznīcināt, notiek šūnu cikls. Šūnu cikls organismā sastāv no šūnu augšanas un dalīšanās. Šūnu augšana attiecas uz lieluma un tilpums no visām atsevišķajām šūnām. Tas ir ģenētiski kontrolēts un notiek pirms šūnu dalīšanās un starp tām. Priekšnosacījums ir šūnu vielmaiņa, ko sauc arī par metabolismu, kurā šūnas apstrādā barības vielas molekulas.
Kas ir šūnu augšana?
Lai šūnas varētu sevi uzturēt, sadalīt vai iznīcināt, notiek šūnu cikls. Šūnu cikls organismā sastāv no šūnu augšanas un dalīšanās. Dzīvā organismā šūnas nemitīgi mirst. Cilvēkos ir vairāki simti miljoni šūnu, kuru zaudēšana prasa jaunas šūnas izveidošanos. Ja veidojas jauna šūna, notiek šūnu dalīšanās. Signalizācijas kaskādes, kurjera vielas un hormoni ir nepieciešami, kas arī izraisa šūnu augšanu. Kad viena šūna aug, process ir ārkārtīgi sarežģīts. Piemēram, kad izaug baktēriju šūna, vienlaikus notiek aptuveni divi tūkstoši ķīmisko reakciju. Tie ietver enerģijas izdalīšanās procesus, mazo biosintēzi molekulas saistīt makromolekulas vai polimerizācijas reakcijas. Šajā procesā šūnu augšanas laikā tiek veidotas visas šūnu struktūras, ieskaitot šūnu sienas, ribosomas vai flagellu.
Funkcija un uzdevums
Šūnu augšanas laikā katra nākamā šūna saņem pilnīgu hromosomu un rezultātā pietiekamu informāciju par visiem monomēriem, joniem un makromolekulām, lai pastāvētu vēl viena neatkarīga šūna. Savukārt daudzšūnu organismi augt reizinot šīs pašizveidotās šūnas. Reprodukcijai šūnām ir vajadzīgi stimuli. Tās var būt izaugsme hormoni, piemēram. Kamēr nav sākusies šūnas pirmā dalīšanās, vienmēr notiek šūnu augšana. Šūnu augšanas laika cikls ir atkarīgs no ģenētiskajiem faktoriem un vides. Šūnu funkcijas un gēnu aktivitāti kontrolē ģenētiskās ķēdes, un tās ietekmē arī augšanas efektus. Dažādi šūnu augšanas ātrumi, piemēram, var izraisīt noteiktu procesu norisi lēnāk mikroorganismos. Tajā pašā laikā notiek arī dabiskā atlase, dodot priekšroku šūnām augt ātrāk nekā citi. Šūnu augšana tiek vēl vairāk diferencēta ciklā, kas notiek organismā, un šūnu kultūru veidošanā. Tā kā baktērijas, piemēram, var atkal sadalīties tikai pēc divdesmit minūtēm, cilvēka šūnas un tās dalīšanās periods ir nedaudz ilgāks par desmit stundām. Šūnas augšanu aprēķina attiecībā pret virsmas laukuma attiecību pret tilpums. Šīs attiecības dēļ šūnai drīz nav pietiekami daudz virsmas, lai noņemtu pietiekami daudz piesārņotāju un absorbētu pietiekami daudz barības vielu. Tāpēc tā augšana ir ierobežota gan vienšūnu organismos, gan daudzšūnu organismu attīstībā. Šūnu augšana organismā notiek nosacīti, bet tiek veikta arī kā šūnu kultūra. Šajā ziņā šūnas tiek pavairotas un atkārtoti izmantotas noteiktā stadijā, piemēram, dažādiem eksperimentiem, lai pētītu slimības. Atsevišķai šūnai ir individuāls šūnu vecums, kas sākas pēc mitozes un nākamajā dalījumā sasniedz maksimālo vērtību, kas atbilst dubultošanās laikam. Vienas šūnas sadalīšanu divās, divu šūnu četrās utt. Sauc par eksponenciālu vai neierobežotu izaugsmi. Noteiktas uzturvielas un minerāli ir svarīgi šūnu augšanai, ieskaitot kālijs. Tas regulē šūnu augšanu, kas savukārt uztur līdzsvarot of skābes un bāzes organismā, kā arī izdalīšanās hormoni. Būtībā šūnas ražo proteīni kas regulē šūnu augšanu un ietekmē arī gēnus. Tādējādi šūnu augšana nosaka arī labāku gēnu novērtēšanu. Izmaiņas šūnā ietekmē koncentrācija of proteīni ražots. Strauji augošās šūnās ir vairāk polimerāžu, kas ļauj gēnu transkripciju. Neskatoties uz to, tas, ka gēnu aktivitāte ir atkarīga no šūnu augšanas, apgrūtina ģenētisko ķēžu mērīšanu. Metrika, kas raksturo gēnu aktivitāti, ir atkarīga no olbaltumvielām koncentrācija un izaugsmes temps. Pieauguma temps ir lieluma palielināšanās noteiktā laika periodā. To aprēķina pēc izaugsmes faktora.
Slimības un kaites
Šūnu augšana īpaši interesē onkoloģiju, kuras pētījumi ir vērsti uz vēzis šūnas. Šeit svarīga loma papildus šūnu augšanai ir arī šūnu skaitam. Ja šūnas ģenētiskais materiāls ir traucēts, tas var mainīties patoloģiski. Ja šādu šūnu skaits ir mazs, paša ķermeņa aizsardzības sistēma reaģē ar iznīcināšanu vai atjaunošanu. Tikai tad, kad šāda veida šūnas augt nekontrolējami un dalās, veidojas labdabīgi vai ļaundabīgi izaugumi, kurus sauc par audzējiem. Ļaundabīga audzēja gadījumā audu robežu drīz pārsniedz augšana. Šajā procesā apkārtējie audi tiek iznīcināti un veidojas jauni izaugumi. vēzis šūnas šajā procesā izturas kā normālas šūnas. Viņi nezina, kad pārtraukt dalīšanos vai mirt. Tāpat viņi stingri nepieķeras viens otram, tāpēc viņi var atdalīties no savas šūnu asociācijas un migrēt. Tādā veidā viņi pēc tam var turpināt augt citur. Tad to sauc par metastāzi. Savukārt, kad audzēja šūnas turpina augt, tās drīz izveidojas pašas asinis kuģi saņemt skābeklis, hormoni un glikoze. Pēc tam tas ļauj audzējam iebrukt apkārtējos audos.
