55. Значение и возможности использования культивируемых животных клеток.

Культивирование клеток и тканей животных к настоящему времени получило широкое распространение в различных областях исследований - от клеточной и молекулярной биологии до быстро прогрессирующих прикладных областей биотехнологии. Культуру животных тканей применяют для изучения механизмов роста и дифференцировки клеток, гистогенеза, межтканевых и межклеточных взаимодействий, обмена веществ и т. п.

Культуры животных клеток являются важными продуцентами многих биологически важных веществ. На них выращивают вирусы для их идентификации и получения вакцин. Клеточные культуры часто применяют при тестировании и изучении механизма действия лекарственных и косметических средств, пестицидов, консервантов и т. п. Методы культуры клеток нашли широкое применение для реконструкции различных тканей и органов. Так, культура клеток кожи используется для заместительной терапии при ожогах, культура клеток эндотелия - для реконструкции стенок сосудов. Способность клеток к росту в культуре привела к развитию методов клонирования, хранения и слияния клеток, что, в свою очередь, вызвало становление новой области науки - генетики соматических клеток. Органные культуры используют при изучении закономерностей развития органов, для изучения способов сохранения жизнеспособности изолированных органов, предназначенных для трансплантации.

В настоящее время практически любые клетки человека и животных могут быть введены в культуру и тем самым служить средством и объектом во многих медико-биологических исследованиях.

Наиболее часто культивируются следующие элементы:

• соединительной ткани - фибробласты;

• скелетной - кость и хрящи;

• мышечной - скелетные, сердечные и гладкие мышцы;

• эпителиальной - печень, легкие, кожа, мочевой пузырь, почки, молочная железа;

• нервной - глиальные клетки и нейроны (хотя они лишены способности к пролиферации);

• эндокринной системы - гипофиз, надпочечники, клетки островков Лангерганса;

• различные типы опухолевых клеток.

56. Особенности поведения и развития нормальных, трансформированных и опухолевых клеток.

Превращение нормальной клетки в опухолевую носит название трансформация. В медицине принято различать доброкачественные и злокачественные виды опухолей. Доброкачественные опухоли растут относительно медленно и состоят из дифференцированных клеток. Злокачественные опухоли, напротив, демонстрируют способность к быстрому росту и к метастазированию (образованию вторичных опухолей). В соответствии с происхождением опухоли различают примерно 100 различных видов опухолей.

Стадии развития опухоли:

I. Инициация. Происходит превращение нормальной клетки в опухолевую, способную постоянно делиться. Процесс деления в каждой клетке регулируется системой генов: Чтобы клетка вступила в деление, необходимо наличие в геноме фактора, который предупреждает репрессию гена-репрессора или гена-инициатора клеточного деления.

Трансформация может происходить двумя путями: мутационным и эпигеномным.

II. Промоция. Трансформированные клетки могут долгое время находиться в неактивном состоянии. Для того чтобы клетки начали делиться, требуется дополнительное влияние фактора, стимулирующего клетки к размножению. Как правило, канцерогенные вещества являются полными, т.е. вызывают и трансформацию, и промоцию. Однако в случае воздействия малой дозы канцерогена активации клеток может не произойти, и канцерогенез будет протекать в два этапа. Кроме канцерогенов, в качестве промоторов могут выступать факторы, не обладающие свойствами канцерогенов: гормоны, медиаторы пролиферации (в частности, при хроническом воспалении, заживлении после травмы).

III. Прогрессия - качественные изменения свойств опухолевой ткани, приводящие к увеличению различий между ней и исходной нормальной тканью. Основным признаком прогрессии является возрастание автономности, т.е. нерегулируемости, опухолевого роста.

Влияние опухоли на организм (их поведение) - развитие опухоли в определенных тканях приводят к утрате их функций (опухоли пищеварительной системы, легких, эндокринных желез и др.); - опухоль захватывает питательные вещества и субстраты окисления из крови (аминокислоты, глюкозу), а также выделяет токсические вещества, которые нарушают обмен веществ в организме, что приводит к развитию кахексии; - опухоли могут вызывать сдавление окружающих тканей, тем самым нарушить их функции (опухоли мозга, средостения и др.); - гормонально активные опухоли вызывают нарушения определенных органов (гипергастринемия при опухоли поджелудочной железы, гиперкортицизм при опухолях легких и др.).