VÝZNAM FYZIOLOGICKÉ OBNOVY BUNĚK V MEDICÍNĚ

OBNOVA A REPARACE 1

VÝZNAM FYZIOLOGICKÉ OBNOVY BUNĚK V MEDICÍNĚ Příklad: Fyziologická obnova buněk: obnova erytrocytů Rychlost obnovy: 2 miliony nových erytrocytů/s (při průměrné době života erytrocytu 120 dní) 2

OBNOVA A REPARACE: 1. Obnova buněk 2. Regenerace tkání 3. Fyziologická obnova buněk 4. Kmenové buňky 5. Regulace fyziologické obnovy buněk 6. Obnova buněk epidermis 7. Obnova buněk střevní sliznice 8. Obnova krevních buněk 9. Reparace tkání 10. Reparační regenerace 11. Hojení ran 12. Kompenzační hyperplazie, kompenzační hypertrofie 5

1. OBNOVA BUNĚK: Tkáně s obnovou buněk: opotřebovávají se v důsledku exponovanosti a funkční zátěže (buňky epidermis, střevní sliznice, krevní buňky) [FIG.] Tkáně bez obnovy buněk: buňky permanentní v případě ztráty nemohou být nahrazeny (neurony?, buňky oční čočky, buňky srdečního svalu, senzorické buňky pro světlo a zvuk) 6

1. OBNOVA BUNĚK: Tkáně s obnovou buněk: opotřebovávají se v důsledku exponovanosti a funkční zátěže (buňky epidermis, střevní sliznice, krevní buňky) [FIG.] Tkáně bez obnovy buněk: buňky permanentní v případě ztráty nemohou být nahrazeny (neurony?, buňky oční čočky, buňky srdečního svalu, senzorické buňky pro světlo a zvuk) 8

2. REGENERACE TKÁNÍ: Fyziologická obnova buněk: obnova opotřebovaných buněk (obnova buněk pokožky, obnova buněk střevní sliznice, krvetvorba) [FIG.] Reparace: náhrada poškozených nebo ztracených buněk (buněk tkání, celých orgánů) 9

Pluripotent Hematopoietic stem cell (HSC) FIGURE 21-15 Formation of blood cells from hematopoietic stem cells in the bone marrow. 10

2. REGENERACE TKÁNÍ: Fyziologická obnova buněk: obnova opotřebovaných buněk (obnova buněk pokožky, obnova buněk střevní sliznice, krvetvorba) [FIG.] Reparace: náhrada poškozených nebo ztracených buněk (buněk tkání, celých orgánů) 11

3. FYZIOLOGICKÁ OBNOVA BUNĚK: Mechanismy fyziologické obnovy buněk: Proliferace diferenciovaných buněk (hepatocyty, endoteliální buňky) [FIG.] Obnova z nediferencovaných progenitorových buněk (epidermis, krvetvorba) [FIG.] Progenitorové buňky: kmenové buňky (u živočichů) 12

4. KMENOVÉ BUŇKY: Základní charakteristiky kmenových buněk: Jsou nediferencované Mají schopnost proliferovat během celého života organismu Produkují jednak buňky, které diferencují, a jednak buňky, které zůstávají kmenovými buňkami [FIG.] [FIG.] 17

Embryonální kmenové buňky: produkce všech buněk embrya Dospělé kmenové buňky: nahrazování buněk hotových orgánů Potence kmenových buněk: Totipotentní kmenové buňky (zygota) Pluripotentní kmenové buňky (krevní buňky)/multipotentní kmenové buňky Unipotentní kmenové buňky (epidermis) 20

5. REGULACE FYZIOLOGICKÉ OBNOVY BUNĚK: Cytokiny regulují (regulace proliferace a diferenciace) fyziologickou obnovu buněk (HGF, interleukiny, erytropoietin). [FIG.] 21

6. OBNOVA BUNĚK EPIDERMIS: Keratinocyty: syntéza keratinu Bazální buňky/bazální vrstva buněk: kmenové buňky [FIG.] [FIG.] 23

7. OBNOVA BUNĚK STŘEVNÍ SLIZNICE: Klky Krypty: kmenové buňky Regulace: Vnt signalizace, Notch signalizace [FIG.] [FIG.] 26

8. OBNOVA KREVNÍCH BUNĚK: Hematopoietická kmenová buňka Lymfoidní linie, myeloidní linie Regulace: cytokiny [FIG.] [FIG.] 29

9. REPARACE TKÁNÍ: Mechanismy reparace: Reparační regenerace Hojení ran 32

10. REPARAČNÍ REGENERACE: Reparační regenerace: obnova původní funkce i morfologie tkáně/orgánu (obnova původních buněk tkáně) Schopnost reparační regenerace u různých skupin organismů různá U obratlovců (s výjimkou ocasatých obojživelníků) možnost reparační regenerace vnějších orgánů omezená Epimorfóza: dediferenciace rediferenciace [FIG.] 33

Tkáně některých vnitřních orgánů obratlovců (játra, kostní tkáň) mají určitou schopnost reparační regenerace. [FIG.] Embryonální kmenové buňky (ES buňky) a reparační regenerace: terapie ES buňkami [FIG.] 35

Tkáně některých vnitřních orgánů obratlovců (játra, kostní tkáň) mají určitou schopnost reparační regenerace. [FIG.] Embryonální kmenové buňky (ES buňky) a reparační regenerace: terapie ES buňkami [FIG.] 37

11. HOJENÍ RAN: Hojení ran: zničená tkáň nehrazena pojivovou tkání jizvy Úloha fibroblastů: proliferace fibroblastů stimulovaná PDGF [FIG.] Biologický význam hojení ran vs. reparační regenerace 39

11. HOJENÍ RAN: Hojení ran: zničená tkáň nehrazena pojivovou tkání jizvy Úloha fibroblastů: proliferace fibroblastů stimulovaná PDGF [FIG.] Biologický význam hojení ran vs. reparační regenerace 41

12. KOMPENZAČNÍ HYPERPLÁZIE, KOMPENZAČNÍ HYPERTROFIE: Kompenzační hyperplázie: poškození vnitřního orgánu náhrada potřebného množství buněk zvýšenou proliferační aktivitou buněk nepoškozené části (játra) [FIG.] Kompenzační hypertrofie: poškození jednoho z párových orgánů zvýšená proliferační aktivita buněk druhého nepoškozeného orgánu ( zvýšení funkční kapacity) (ledviny) 42

12. KOMPENZAČNÍ HYPERPLÁZIE, KOMPENZAČNÍ HYPERTROFIE: Kompenzační hyperplázie: poškození vnitřního orgánu náhrada potřebného množství buněk zvýšenou proliferační aktivitou buněk nepoškozené části (játra) [FIG.] Kompenzační hypertrofie: poškození jednoho z párových orgánů zvýšená proliferační aktivita buněk druhého nepoškozeného orgánu ( zvýšení funkční kapacity) (ledviny) 44

LITERATURA: Alberts B. et al.: Essential Cell Biology. Garland Science. New York and London, pp. 707-717, 2010. 45