Besluttsomhet

De Besluttsomhet er et trinn i celledifferensiering og bidrar dermed til spesialisering av vev. Prosessen etablerer et utviklingsprogram for påfølgende celler og fratar alminnelige celler muligheten til å generere forskjellige celletyper. Jo mer spesialisert et vev er, jo mindre er det med regenerativ kapasitet.

Hva er bestemmelsen?

Utviklingsbiologi sporer utviklingen av celler og vev til en mer spesialisert tilstand. Under denne utviklingen endres de individuelle cellene i et vev mange ganger til de har oppnådd spesialisering. Endring kan skje i forskjellige retninger og er irreversibel.

Differensiering og celledeling gir en flercellete levende form. Hele denne formingsprosessen kalles morfogenese. Den befruktede eggcellen er utgangspunktet for morfogenese. I løpet av differensieringsprosessene blir det en sammensatt struktur av forskjellige celletyper og vevstyper.

Zygoten har totipotens. Det er derfor i stand til å utvikle alle celletyper i organismen. Celledeling lager individuelle datterceller fra zygoten. Disse dattercellene spesialiserer seg i visse roller, avhengig av foreldreskap. Dette celledelingstrinnet går hånd i hånd med det som kalles bestemmelse. Spesialiseringsretningen overføres epigenetisk til alle påfølgende cellegenerasjoner. Bestemmelsen bestemmer derfor utviklingsprogrammet til påfølgende celler.

Funksjon & oppgave

Bestemmelse er et skritt mot differensiering og gir organismer deres form ved å bidra til spesialisering av celler og vev. Denne spesialiseringen finner sted under embryogenese for å bestemme tilknytningsmønsteret til celler og vev. Antagelig realiseres bestemmelsen gjennom aktivering av det respektive gensettet.

Utviklingsbiologi skiller mellom stabil og ustabil bestemmelse. En bestemt celle opprettholder alltid utviklingsprogrammet. Dette gjelder også hvis den migrerer fra det opprinnelige stedet til et annet sted i organismen eller blir transplantert der. Styrken til en bestemt cellelinje begrenses ytterligere og videre ved bestemmelse. De pluripotente stamcellene til embryoet kan produsere hvilken som helst celletype. Multipotente kroppsstamceller kan ikke lenger produsere alle, men bare celletyper av et vev. På slutten av bestemmelsen er det irreversibelt differensierte og funksjonelle kroppsceller, som ofte ikke lenger har muligheten til å dele seg og bare har en begrenset levetid.

Fastsettelse kan skje i forskjellige retninger. Dette betyr at celler kan endre bestemmelsen under visse omstendigheter. Denne prosessen er også kjent som transdetermination. Cellene mister sin differensiering, så de skiller seg ut. Etter dedifferensiering kan de kanskje skille seg ut igjen. Den nye differensieringen blir da omtalt som transdifferensiering. Disse fenomenene er involvert i sårheling og utvikling av kreft.

Planter skiller seg fra dyr når det gjelder bestemmelse og differensiering. De har meristematiske celler som spesialiserer seg på å dele og skape nye vev. I motsetning til hos dyr blir imidlertid differensierte celler i planter ofte ikke bestemt eller bare programmert i begrenset grad. De fleste planteceller beholder således muligheten til å dele opp og generere forskjellige celletyper.

Sykdommer og plager

Jo mer differensiert et visst vev er, jo verre vil det komme seg etter skader og skader. Total regenerering kan bare finne sted i vev som er i stand til celledeling. Evnen til et skadet vev å regenerere avhenger av spesialiseringsgraden.

Regenerering kan skje fullstendig, ufullstendig eller ikke i det hele tatt. Med økende differensiering avtar evnen til å regenerere. I nervevevet og i vevene i hjertet forekommer for eksempel myokardceller og nerveceller med særlig høy spesialisering. Disse cellene kan ikke lenger dele seg. Skader på hjertet eller sentralnervesystemet helbreder derfor bare defekten.

I kontrast er blodceller og epitelceller mindre differensiert. De blir permanent dannet fra dårlig differensierte celler. For å oppnå bedre helbredelsesresultater, er moderne medisin avhengig av såkalt stamcelleterapi. Denne terapimetoden inkluderer alle medisinske terapiprosedyrer som bruker stamceller som en sentral komponent i behandlingen. Den eldste og mest kjente stamcellebehandlingen er leukemibehandling.

Stamceller kan isoleres fra både embryonalt og voksent vev. Embryonale stamceller er fremdeles allmektige og kan derfor differensiere til alle vev. Embryonale stamceller produserer raskt et stort antall celler som kan sette inn i hvilket som helst skadet vev. Imidlertid er den høye delingsgraden av embryonale stamceller assosiert med risikoen for tumorsykdommer. Dermed spiller forskningen av bestemmelsen også en økt rolle for vevsvekstene i sammenheng med en tumorsykdom.

Bestemmelsen er også relevant for å vurdere forskjellige misdannelser eller mutasjoner. Hvis cellene som er tilgjengelige for bestemmelse, ikke dekker alle utviklingsprogrammer, kan ikke celler i en viss vevstype i verste fall utvikle seg. Feil i bestemmelse kan ha alvorlige konsekvenser. Gjennom muligheten for transdeterminering kan imidlertid bestemmelsesfeil korrigeres til en viss grad. Hvis det ikke er noen korreksjon, eller hvis korreksjonen er feil, kan visse vev være overutviklet mens andre er underutviklet.