Деление клеток при развитии ребенка

Все новые клетки вашего организма появляются в результате деления других клеток – из этого следует, что ни одна клетка вашего тела не может появиться сама по себе. Давайте рассмотрим этот процесс с самых азов, на примере зарождения нового человека.

И так, у мужчин половая клетка носит название сперматозоид, у женщин – яйцеклетка. При оплодотворении сперматозоид проникает в яйцеклетку, их ядра сливаются, образуя новое ядро – так получается первая клетка эмбриона. В ядре этой клетки заключена ДНК, переданная от родительских половых клеток (половые клетки сами по себе имеют только половину наследственной информации, и сливаясь, образуют уже полноценный набор хромосом), и дальнейшее развитие будет проходить по инструкциям заключённых в неё. Кратко этот процесс можно описать так: первая клетка эмбриона делится на 2. Потом каждая из них проходит этап деления, и получаются 4 клетки. 4 делятся на 8, 8 на 16, 16 на 32 и так далее. При каждом делении новые ядра в клетках всегда получают одинаковый набор хромосом. Так начинается развитие нового организма (в данном случае человека), и в итоге всего лишь из одной изначальной клетки мы получаем целого человека, состоящего из триллионов клеток. Конечно, процесс развития эмбриона очень сложен, ведь из одной первоначальной клетки получается множество разных по свойствам и назначениям клеток, которые формируются в различные ткани и органы, но суть вы поняли.

Если же говорить о постэмбриональном делении клеток, то нужно заметить что процесс деления не останавливается никогда – постоянно появляются новые клетки, и отмирают старые. Бытует мнение, что за 7 лет человеческий организм обновляется полностью, но это не совсем так. Различные клетки делятся (и обновляются, так как старые заменяются новыми) с различной скоростью и интенсивностью. Давайте рассмотрим несколько примеров, но для начала я приведу реальные изображения, полученные с помощью микроскопов, которые показывают пример деления клетки.

На этом рисунке видно, что левая клетка готовится к делению, поэтому её ядра не видно, в отличии от тех что находятся справа; а ДНК сконденсирована так, что видны хромосомы (синий цвет получен при помощи окрашивания клетки специальным веществом).

Сверху видно как разделяются хромосомы в ядре перед началом деления, на два одинаковых набора для каждой клетки. Снизу – ядро делится надвое, а следом и сама клетка.

Для некоторых клеток нашего организма срок обновления можно установить достаточно точно, например возраст верхнего слоя вашей кожи всегда около месяца, так как именно это время требуется клеткам, чтобы зародиться в нижних слоях кожи, а потом совершить путешествие к верхнему слою. По мере их продвижения они получают всё меньше питательных веществ, а когда достигают поверхности – высыхают и отшелушиваются. Примерно 500.000 клеток кожи человек теряет за час, около миллиона за сутки. Если говорить не о количестве, а о весе, то получим что за год с человека отшелушивается около килограмма кожи, а за всю жизнь (с учётом того, что к старости процесс обновления замедляется) не менее 50 кг. Куда девается такое количество чешуек кожи? Немалая часть оседает в наших домах, в виде обычной пыли (пыль не менее чем на 30% состоит из отмершей кожи, и ей-то и питаются пылевые клещи), так же её немало в наших кроватях, так как, ворочаясь во сне, мы сами как бы сдираем верхний (роговой) слой кожи.

Скелет человека обновляется примерно за 10-15 лет, и хотя кости состоят по большей части не из самих клеток, а из выработанного ими вещества, всё же процесс обновления затрагивает всю кость. Как это происходит? Костная ткань постоянно обновляется – одни клетки (остеокласты) секретируют кислоту, повреждая костное вещество, таким образом, в костях образуются полости; затем другие клетки (остеобласты) секретируют вещество, которое минерализуется кальцием и кристаллами фосфора, и заполняют полости новой костной тканью. Процесс разрушения и восстановления костной ткани называется ремоделированием. Ремоделирование является естественным и постоянным процессом, который происходит в здоровом организме; таким образом, удаляется старая костная ткань и формируется новая. Окончательно костная масса формируется между 20 и 30 годами, и какое-то время остается не изменой, но впоследствии начинается естественная потеря массы костей. Мужчины ежегодно теряют около 1% костной массы, а у женщин после менопаузы потери составляют от 2% до 3% ежегодно. По мере старения новая костная ткань не образуется так быстро, как теряется старая, в результате чего кости истончаются и становятся хрупкими.

Вот еще несколько примеров обновления нашего тела:

* Клетки мозга проживают с человеком всю его жизнь. Возраст, травмы, курение, алкоголь, тяжёлые наркотики – все это в той или иной степени разрушает мозг, убивая часть клеток. Однако если бы они имели способность полностью обновляться, вместе с исчезнувшими старыми клетками мы теряли бы накопленный опыт, приобретенные навыки, информацию об окружающем мире. И все же в двух областях мозга клетки обновляются. Одна из них – обонятельная луковица, отвечающая за восприятие запахов. Вторая – гиппокамп, управляющий способностью усваивать новую информацию, чтобы затем передать ее в «центр хранения», и отвечающий за умение ориентироваться в пространстве.

* О том, что клетки сердца также обладают способностью к обновлению, стало известно совсем недавно. Исследования показали, что это происходит всего один-два раза за всю жизнь, поэтому так важно беречь наш «пламенный мотор».

* В лёгких обновление клеток происходит с разной скоростью. Альвеолы – воздушные мешочки, находящиеся на концах бронхов, – возрождаются с периодичностью 11 – 12 месяцев. А вот клетки на поверхности лёгких – каждые две-три недели, поскольку эта часть дыхательного органа принимает на себя основную часть вредных веществ, содержащихся в воздухе, которым мы дышим. Загрязнённая атмосфера, курение и другие вредные привычки замедляют обновление альвеол, разрушая их и в худшем случае приводя к эмфиземе легких.

* Печень – чемпион по регенерации среди органов человеческого организма. Ее клетки обновляются примерно каждые 150 дней, то есть печень «рождается» заново раз в пять месяцев. Она восстанавливается полностью, даже если в результате операции человек потерял до двух третей органа. Конечно, такая выносливость печени возможна при соблюдении определенных условий: печень не любит жирной, острой, жареной, копчёной пищи. Кроме того, ее работе вредят алкоголь и лекарственные препараты в больших количествах. И если орган запустить совсем, он жестоко отомстит своему хозяину страшными заболеваниями – циррозом или раком. Кстати, если отказаться от алкоголя на восемь недель, печень очистится полностью.

* Мельчайшие ворсинки, которыми покрыты стенки кишечника, помогают лучшему всасыванию питательных веществ. Но они находятся под постоянным воздействием желудочного сока, который растворяет пищу, поэтому долго не живут. Сроки их обновления – три-пять дней.

* Волосы отрастают в среднем на один сантиметр в месяц, если же говорить об общем приросте длины всех волос – то всего за сутки наша шевелюра удлиняется метров на 30. Живая часть волоса находится под эпидермисом. Выросший из-под него волос состоит из биологически мертвой ткани. Можно выделить три стадии роста волоса. Первая — стадия активного роста, вторая — промежуточная, когда волос перестает расти, последняя стадия — полное прекращение роста.

В конце концов, старый волос выпадает под действием роста нового (в день мы теряем до 100 волос), и цикл начинается снова. Первая стадия продолжается от двух до четырех лет, вторая стадия — всего 15—20 дней, а последняя — от 90 до 120 дней. В любой момент около 93% волос находится в первой фазе роста, 1% — во второй фазе и 6% — в третьей.

* К сожалению, в таком хрупком и жизненно важном органе, как глаз, способностью к обновлению обладают только клетки роговицы. Ее верхний слой полностью заменяется каждые 7 – 10 дней. Однако если роговица повреждена, этот процесс происходит гораздо быстрее – она может восстановиться за сутки.

* Самый известный пример обновления органа – ногти. Они отрастают на 3 – 4 мм каждый месяц. Но это на руках, на ногах ногти растут в два раза медленнее. Полностью ноготь на пальце руки обновляется в среднем за шесть месяцев, на пальце ноги – за десять. Причем на мизинцах ногти растут гораздо медленнее остальных, и причина этого до сих пор остается загадкой для медиков.