Priekšteča šūnām piemīt pluripotentas īpašības un tās veido rezervuāru dažādos audos, no kuriem proliferācijas un diferenciācijas ceļā veidojas somatisko audu šūnas. Tos rada asimetriska pluripotentu cilmes šūnu dalīšanās, no kuriem viens attīstās kā cilmes šūna, bet otrs atkal papildina cilmes šūnu rezervuāru. Priekšteču šūnām ir izšķiroša loma jaunu audu veidošanā.
Kas ir cilmes šūna?
Terminu cilmes šūnas lieto, lai aprakstītu noteiktu audu veidu prekursoru šūnas. Tie rodas asimetriski sadaloties no pieaugušo daudzpotentu cilmes šūnām. Katrā gadījumā viena sadalītās cilmes šūnas meitas šūna attīstās par cilmes šūnu, bet otra meitas šūna paliek multipotentu cilmes šūnu stadijā un atkal pabeidz cilmes šūnu piegādi. Līdz šim pieaugušo cilmes šūnas ir atklātas vairāk nekā 20 audu tipos. Pēc cilmes šūnas dalīšanās cilmes šūna vairākos posmos zaudē multipotenci - stimulējot augšanas faktorus - un katrā gadījumā diferencējas to audu somatisko audu šūnā, kuriem tā paredzēta. Tas nozīmē, ka sākotnējā multipotence vispirms mainās uz pluripotenci, kas nepieciešama dažādu somatisko šūnu attīstībai audos, pirms šūna pilnībā diferencējas par somatisko audu šūnu, pilnībā zaudējot tās multipotenci, pluripotenci un spēju dalīties. Nepārspējami pierādījumi liecina, ka cilmes šūnu pieaugošā noteiktība pret konkrētiem audiem joprojām ir atgriezeniska līdz noteiktai attīstības stadijai. Šūnu diferenciāciju kontrolē audiem raksturīgi augšanas faktori. Pētniecības joma, kas nodarbojas ar cilmes šūnām, ir dinamiski attīstīta, tāpēc vēl nav izveidojusies vispārpieņemta nomenklatūra. Daži pētnieki tāpēc joprojām sinonīmos lieto cilmes šūnas un cilmes šūnas. Tā kā cilmes šūnas atkarībā no audiem atšķiras pēc to attīstības spējas, tās dažreiz sauc arī par noteiktām cilmes šūnām.
Anatomija un struktūra
Progenitoru šūnu atšķirīgā iezīme ir to joprojām daļēja spēja nobriest dažādās audu šūnās. Tāpēc tie atšķiras no audiem. Piemēram, nošķir asinsrades un endotēlija cilmes šūnas. Hematopoētiskās cilmes šūnas, kas galvenokārt atrodas kaulu smadzenes, var attīstīties baltā vai sarkanā krāsā asinis šūnas turpmāko diferenciācijas posmu gaitā. Endotēlija cilmes šūnas cirkulē galvenokārt asinis un arī nāk no kaulu smadzenes. Tos izmanto asinis kuģi un jaunu trauku radīšanai (angiogeneze). Endotēlija cilmes šūnas jau nēsā proteīni raksturīga asinsvadu endotēlijām uz to virsmas. Kopumā cilmes šūnas ir atklātas vairāk nekā 20 dažādos audu tipos, ieskaitot smadzenes un perifērijas nervu sistēmas. Priekšmeta šūnas, kas specializējušās noteiktos audu tipos, parasti sauc par blastiem, piemēram, osteoblasti, mieloblasti, neiroblasti un daudzi citi. Viņus raksturo fakts, ka parasti tie vēl nav galīgi iesaistīti noteikta veida šūnās. Blastu tipiskās morfoloģiskās pazīmes ietver palielinātu kodolu, lielu endoplazmas retikuluma daļu, augstu enerģijas metabolisms pamatojoties uz lielu skaitu mitohondriji, un daudzas citas funkcijas.
Funkcija un uzdevumi
Parasti noteiktā audu diferencētās somatiskās šūnas zaudē ne tikai spēju dalīties, bet arī spēju regresēt priekšteča šūnās. Tos sauc arī par vienpotentiem, jo, ja tie joprojām ir spējīgi sadalīties, tie var radīt tāda paša tipa šūnas ar vienādām īpašībām tikai sadaloties. Sadalīšanās spējas zudums atšķiras no audu veida līdz audu tipam, un tas tiek darīts drošības apsvērumu dēļ, jo citādi tikai nelieli traucējumi varētu izraisīt pastāvīgu jaunu audu veidošanos, kas gandrīz neizbēgami var vadīt problēmām. Tāpēc cilmes šūnu galvenais uzdevums ir aizstāt audu šūnas pēc traumas vai pēc audu zaudēšanas slimības dēļ vai augšanas procesos nodrošināt nepieciešamo specializēto audu šūnu piegādi. Cilmes šūnu mobilizācija notiek pēc vajadzības, un to kontrolē dažādi citokīni un interleikīni. Atkarībā no audu veida, cilmes šūnas darbojas kā patruļa asinsritē vai arī tās ir klusā rezerve jaunu audu šūnu veidošanai, kuras var mobilizēt remonta un augšanas nolūkos. Piemēram, endotēlija cilmes šūnām ir īpaša loma pārvarēšanā sepsis. Sepsis parasti izraisa baktēriju toksīni, kas izraisa palielinātu nekroze un endotēlija šūnu apoptoze (ieprogrammēta šūnu nāve) kuģi. Jau ir pierādīts, ka šādos gadījumos paaugstināts dažu citokīnu līmenis palielina endotēlija cilmes šūnu atbrīvošanos no kaulu smadzenes, kā rezultātā palielinās bojāto trauku iekšējo sienu atjaunošanas remonta mehānisms.
Slimības
Priekšteča šūnas kā potenciālās audu šūnas veic uzdevumu iestāties slimības vai traumas laikā, lai vislabāk atjaunotu notikušos audu bojājumus. Progenitoru šūnu daudzpakāpju aktivācijas un diferenciācijas stadijas nozīmē, ka tās var arī pašas vadīt līdz slimības simptomiem, izmantojot iegūtus vai ģenētiskus iedzimtus defektus. Plaši pazīstama cilmes šūnu slimība, kas nodrošina balto vai sarkano asins šūnu papildināšanu vai trombocīti, ir akūta leikēmija. Ļaundabīgās cilmes šūnas izplatās kaulu smadzenēs un izspiež funkcionālās cilmes šūnas. Tas galvenokārt izraisa anēmija un to trūkums trombocīti. Ļaundabīgās šūnas var izplatīties gandrīz visos audos, ieskaitot āda un gļotādas. Mutiski gļotādas, tie ir pat taustāmi kā mazi mezgliņi. Daži citi veidi vēzis balstās arī uz izmainītām cilmes un cilmes šūnām. Vairumā gadījumu tās ir mutācijas cilmes šūnas, kas rada attiecīgi izmainītas cilmes šūnas, kurām ir defekti noteiktos olbaltumvielu kompleksos, un tāpēc dalās nekontrolēti, neuzsverot deaktivizējot citokīnus.
