diferenciação

o diferenciação em biologia marca a transição de um estado pouco diferenciado para um altamente diferenciado. Este processo é de particular importância durante o desenvolvimento do óvulo fertilizado em um organismo completo. Perturbações no processo de diferenciação podem levar a doenças graves como câncer ou malformações.

Qual é a diferenciação?

A diferenciação biológica diz respeito à especialização de células-tronco indiferenciadas em células corporais diferenciadas. Esses processos desempenham um papel particularmente importante durante a embriogênese e o crescimento subsequente. Os processos de diferenciação também são importantes para a manutenção das funções corporais em organismos adultos.

Inicialmente, as células-tronco indiferenciadas ainda têm a capacidade de se transformar em todas as outras células do corpo. Nesse processo, as células especializadas do corpo surgem por meio de vários processos de diferenciação, que formam os vários órgãos e, por fim, perdem a capacidade de se dividir.

Existem vários tipos de células-tronco. As chamadas células-tronco totipotentes ainda são capazes de se transformar em um organismo completo. As células-tronco pluripotentes podem, por sua vez, se diferenciar em todas as células do corpo. No entanto, não é mais possível para eles se desenvolverem em organismos individuais. As células-tronco multipotentes já desenvolveram uma certa diferenciação em uma determinada linha celular. No entanto, eles ainda podem se diferenciar em todas as outras células desta linhagem celular.

Função e tarefa

A diferenciação biológica é um dos processos mais importantes no desenvolvimento de organismos vegetais, animais ou humanos. Durante este processo, entre outras coisas, se desenvolve células do corpo que são cada vez mais diferenciadas de um óvulo fertilizado em várias etapas.

O óvulo fertilizado é a primeira célula-tronco totipotente inicialmente sujeita à divisão celular em quatro células iguais. Cada uma dessas quatro células pode se desenvolver em um organismo completamente idêntico geneticamente. Quando o estágio de quatro células é alcançado, o blastocisto, que consiste em células-tronco embrionárias pluripotentes, se forma. Essas células-tronco pluripotentes podem se desenvolver nas três camadas germinativas ectoderme, endoderme e mesoderme por meio do próximo estágio de diferenciação e, portanto, representam o ponto de partida para todas as outras células do corpo.

Em contraste com as células-tronco totipotentes, no entanto, elas já perderam a capacidade de se desenvolver em organismos independentes geneticamente idênticos.

Outras linhagens celulares emergem dos três cotilédones, que inicialmente consistem em células-tronco multipotentes. As células-tronco multipotentes são capazes de se desenvolver em todos os tipos de células da respectiva linhagem celular. Essas células não têm mais a capacidade de se transformar em todas as outras células do corpo, pois já atingiram um grau de diferenciação maior do que as células-tronco pluripotentes.

Em organismos animais e humanos, o processo de diferenciação está associado a uma determinação. A determinação descreve o estabelecimento de uma especialização uma vez obtida, por meio da qual o desenvolvimento posterior das linhagens celulares é transmitido por meios epigenéticos. Claro, as células que já foram pré-diferenciadas irão se diferenciar ainda mais nas células da linha celular correspondente como parte de sua determinação.

Embora toda a informação genética de cada célula individual seja idêntica, ela é chamada de forma diferente dependendo do tipo de célula por meio da expressão gênica. Isso significa, entre outras coisas, que em uma célula do fígado, por exemplo, apenas a informação genética para a função hepática é decodificada, enquanto todas as outras informações permanecem não lidas.

A diferenciação é influenciada por vários fatores externos ou internos. Hormônios e fatores de crescimento desempenham um papel importante. Os contatos das células com as células vizinhas também determinam a direção da diferenciação.

Uma transdeterminação pode ocorrer sob certas condições. A determinação da célula é alterada. Isso é particularmente importante na cicatrização de feridas. Se as células já estiverem diferenciadas, elas perdem sua diferenciação nesses casos e se diferenciam novamente. Se esse processo for perturbado, entretanto, pode ocorrer câncer.

A diferenciação é essencial para o organismo funcionar como um sistema biológico uniforme.

Doenças e enfermidades

No contexto da diferenciação celular, entretanto, podem ocorrer distúrbios que podem levar a malformações de órgãos durante a embriogênese. Existem algumas doenças genéticas com uma variedade de displasias de órgãos. Além das malformações dos órgãos internos, a aparência externa costuma ser desarmônica.

No entanto, também existem causas não genéticas de malformações de órgãos. Um exemplo é a agenesia renal na ausência de líquido amniótico. Como o embrião humano só pode se desenvolver dentro do líquido amniótico, a falta de espaço aqui leva a uma diferenciação defeituosa de órgãos, em que outros órgãos e tecidos também são afetados.

As drogas também podem interromper o processo de diferenciação durante a embriogênese. Um exemplo bem conhecido é o sedativo Contergan, que prejudicou o desenvolvimento do crescimento do feto durante o início da gravidez. Tornou-se público em 1961 com o chamado Contergansandal.

Porém, também pode acontecer que células já diferenciadas se desdiferenciem e se multipliquem de forma descontrolada. Esta é a situação do câncer. Quanto mais as células se desdiferenciam, mais maligno é o tumor. Como já mencionado, a desdiferenciação é necessária em alguns casos em que há maior necessidade de crescimento celular. É o caso da cicatrização de feridas, entre outras coisas. Nestes processos, entretanto, a desdiferenciação é seguida por uma diferenciação das células. Se a diferenciação falhar, entretanto, o câncer se desenvolve.

Mutações somáticas nas células também podem afetar genes que influenciam a diferenciação. Portanto, a probabilidade de desenvolver câncer aumenta ao longo da vida.