Многообразие и разновидности стволовых клеток.
Их великое множество. В данный момент речь идет о стволовых клетках млекопитающих и стволовых клетках растительного мира. Растительных, так популярных в современном мире косметологии. Поскольку моё основное образование медицинское, попробую обратиться к специалистам по растительному миру.
Вопрос к биологам: Существуют ли вообще у растений стволовые клетки?
Разумеется, речь не идет о тех клетках, которые есть в стволе деревьев (вроде тоже как будто стволовые?). Тычинки с пыльцой, пестики, на которые пыльца садится, образующая в результате завязь из которой в последствии получается плод с семенами. Так, где же эти самые стволовые клетки? В семенах или в проростках, по логике? Стволовые клетки винограда, яблока, груши, вишни и прочих фруктов, эдельвейса, розы дамасской, розы альпийской, гардении, белой лилии, аргана, шандра и многих других цветков. Из которых может получиться только новое растение виноград, яблоня, груша, вишня и разнообразные цветы. И вообще возникает закономерный вопрос, стволовые клетки растений – это сознательная подмена понятий или просто удачный маркетинговый ход, рассчитанный на широкого потребителя? Коего методично приучают к этим терминам со всех средств массовой информации в рекламных целях. Самой даже стало интересно.
Ответ нашла в книге Т. Пучковой «Космецевтика как косметика интенсивного действия», Москва, 2010:
Клетки растений, которые используются сегодня в косметике, правильнее называть не стволовыми, а меристемальными. Их содержит особая ткань растений – меристема, сосредоточенная в почках, молодых корешках и проростках. В меристемальных клетках растений заложен мощнейший потенциал роста. Это проявляется в высокой концентрации активных веществ. Когда клетки станут дифференцированными и определятся их функции, останутся лишь те вещества, которые для этой функции необходимы. Совокупность активных веществ – это гарантия будущей полноценной жизни растения: его формирования, защиты на стадии «проростка» от неблагоприятных факторов окружающей среды, сохранения генетической информации и синхронизации процессов деления клеток.
Как получают эти меристемальные клетки? Экстракты меристемальных клеток, использующиеся в косметике, получают двумя способами. Первый: ранней весной собирают почки, проростки, молодые корешки и побеги, и свежими их очищают, измельчают и готовят экстракты. Экстрагирующая смесь, в состав которой входят вода, глицерин, спирт, сама по себе является прекрасным консервантом. Поэтому никаких других веществ добавлять в нее не требуется. К сожалению, данный метод не дает того выхода биологического материала, который необходим для широкого производства косметики. Второй путь – биотехнологический – заключается в следующем. На кусочке растительной ткани – экспланте – делают надрез. В месте повреждения клетки начинают активно делиться, образуя бесцветную клеточную массу – каллус. Клетки каллуса обладают некоторыми признаками стволовых. Затем каллус помещают в особые жидкие среды, содержащие питательные вещества и стимуляторы, для наращивания биомассы. Завершает цикл гомогенизация клеток, экстракция необходимых компонентов и их стабилизация. Каллусные клетки вне растения растут хаотично, в процессе культивирования постепенно теряют способность к регенерации, являются генетически нестабильными (число и «качество» хромосом в них может сильно различаться). Основное преимущество биотехнологического способа – возможность получить большие количества стандартизированных экстрактов недифференцированных тканей растений. Но по мере совершенствования биотехнологических процессов, качество таких экстрактов возможно станет выше.
Таким образом можно подытожить, что продукты из стволовых клеток растений это полезный концентрат активных ингредиентов растений, необходимый растению для роста. Куда входят микроэлементы, витамины, алкалоиды в высокой концентрации. Это отличный коктейль для питания кожи, но помогает ли он от неизбежного прогрессирующего старения человеческого организма, в частности кожи? Кстати, стволовые клетки человека вне человеческого организма, так же, как и каллусные клетки, растут в культуре хаотично. И стволовые клетки человека вне человеческого организма получают способность к неконтролируемому, постоянному росту, для чего при их выращивании для сдерживания этого роста применяют специальные ингибирующие факторы, например, LIF (Leukemia Inhibitory Factor). Ингибирование — замедление течения, или полное прекращение течения какой-либо реакции, или процесса в определенном направлении. Поэтому (и не только поэтому, есть ещё причины) лично я категорически против использования чужеродных человеческих стволовых клеток и любых продуктов переработки чужеродных человеческих стволовых клеток в КОСМЕТОЛОГИИ, особенно для мезотерапии. Их использование должно быть и оправданно только в МЕДИЦИНЕ, в серьезных медицинских клиниках, которые работают в содружестве с научно-исследовательскими институтами и лабораториями.
Кроме того, алкалоиды, содержащиеся в некоторых видах растений, могут оказывать довольно серьезные эффекты на организм человека, регулирующие или нарушающие определенные функции организма человека. Например, всем известные гликозиды наперстянки, высокоэффективные для лечения сердечной недостаточности. Без этого открытия могло погибнуть преждевременно большое количество пациентов. Алкалоид атропин (М – холиноблокатор) у растения белладонны и противоположный атропину алкалоид мускарин (М – холиномиметик) у мухомора в малых концентрациях могут обладать лечебными и просто полезными эффектами в медицине, а в больших концентрациях, вызывают серьезное отравление и могут приводить к смертельным исходам. В прочем и сердечные гликозиды наперстянки также в больших концентрациях опасны для человека. Алкалоиды в растениях созданы эволюционно в первую очередь для пользы растений, для их выживания, для защиты от поедания животным миром, для борьбы за вид растения. Никоим образом не принижаю заслуги травников, так называемых в народе, сознательно не употребляю термин фитотерапевты. Растениями надо очень умело пользоваться и травники (сибирские, алтайские, уральские и др.) это умеют. Имея знания и опыт можно вылечить множество заболеваний. Вот только старость не болезнь вовсе. Не берем сопровождающие возраст или возраст-ассоциированные заболевания, потому что на их появление влияют многие факторы, кроме запрограммированного процесса старения. С уверенностью можно сказать, не могут концентраты и экстракты растений восполнить утраченный с возрастом клеточный состав кожи человека.
Ещё одна интересная цитата:
«Не смотря на явный прогресс в сфере косметологии, продукты со стволовыми клетками не могут похвастаться явными результатами. Если вы можете себе позволить такие траты и готовы быть немного разочарованы результатом, непременно попробуйте средства ухода со стволовыми клетками растений. Но если вы ограничены в средствах, или не готовы к экспериментам, то потратьте свой бюджет на ингредиенты, которые уже доказали, свою эффективность, пептиды, ретиноиды, антиоксиданты и противовоспалительные ингредиенты». (заключение взято с https://annacheft.livejournal.com/154369.html)
В дополнение, биологическое различие растительных клеток и клеток млекопитающих, человека нам объясняют ещё в курсе биологии средней школы. Поможет применение стволовых клеток растений при выраженных признаках старения человека? Животный мир млекопитающих и человеческий организм надежно защищены от внедрения чужеродного генетического материала в собственный геном. Следуя этой логике, условно названные стволовыми клетками меристемальные клетки растений не более чем коктейль полезных ингредиентов.
Понятие «стволовых клеток» появилось благодаря нашему соотечественнику. Термин «стволовая клетка» А. А. Максимов предложил еще в 1908 году. Он выступил с новой теорией кроветворения в Берлине на съезде гематологов. Именно этот год можно по праву считать началом истории развития исследований стволовых клеток. А также А. А. Максимов предложил термин «ошаренная» для плюрипотентных стволовых клеток. В 1999 году авторитетный журнал Science признал открытие эмбриональных стволовых клеток третьим по значимости событием в биологии после расшифровки двойной спирали ДНК и программы «Геном человека». Это открытие можно охарактеризовать как нахождение в организме человека своеобразного «ремонтного материала на все времена» — клеток-предшественников, или стволовых клеток. Эти клетки способны при определенных условиях превращаться в нервные клетки, костные, мышечные, кровяные и все 350 линий клеток человеческого организма. Долгое время считалось, что такими уникальными свойствами обладают только клетки эмбрионов. Тот факт, что стволовые клетки находятся во всех органах взрослого человека, коренным образом изменил представление ученых о способности нашего организма «починить» себя в случае «поломки». Сегодня в России, как и во всем мире, ведутся эксперименты по созданию клеток, восполняющих погибшую ткань, например, кардиомиоциты — клетки сердца для восстановления мышцы сердца после инфаркта, клетки заживляющие ожоги на большой площади тела, клетки наращивающие кость и др. И не просто ведутся, а уже есть серьезные положительные результаты и наработки, многое уже применяется в современной медицине. Стали понятны и особые свойства клеток костного мозга человека. В котором их содержится в десятки раз больше, чем в любом другом органе. Пересадку костного мозга уже давно применяют для лечения иммунодефицитов и злокачественных заболеваний. Стволовые клетки сегодня находятся в центре внимания медицины. Они способны делиться и превращаться в нейрон, клетку крови, сердца, печени, почек любого другого органа, в том числе самый простой вариант – клетку кожи человека. Стоит научиться ими управлять — и откроются перспективы лечения многих тяжелых заболеваний. И даже это может быть применено для регуляции процесса старения. «Терапевтический потенциал стволовых клеток огромен, — заявил Дэн Кауфман, заведующий отделением гематологии в Университете Висконсина.
В последнее время огромные надежды возлагаются на клеточные технологии, связанные с использованием механизмов управления делением и дифференцированием стволовых клеток. Прогресс в технологии был достигнут тогда, когда стала известна природа факторов и генов пролиферации и дифференцировки. Каким образом удается вырастить, например, кожу, пригодную для пересадки пациенту после ожога? Секрет в наборе факторов дифференцировки и последовательности их добавления в среду, в которую помещены стволовые клетки. Правильный состав этого коктейля приводит к образованию «in vitro» новой ткани, сформированной из новых клеток.
Характерной особенностью является их способность к неограниченному делению в культуре с образованием специализированных клеток. Их роль становится понятной при рассмотрении развития организма человека. Это развитие начинается с оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы, которая дает начало целому организму. Оплодотворенная яйцеклетка тотипотентна – она обладает неограниченным потенциалом развития. Из нее получаются все клетки и ткани человеческого организма. Это первый «запасник информации эмбриогенеза», который исчезает при дальнейшем развитии эмбриона. Одной такой клетки достаточно для формирования и развития нормального человеческого организма, во всем его многообразии. Далее она делится с образованием идентичных тотипотентных клеток. Примерно около четырех суток после начала деления, тотипотентные клетки начинают специализироваться (приобретать функции других тканей) и превращаться уже в немного другие клетки, более дифференцированные, которые имеют свойства, отличные от тотипотентных клеток. Это плюрипотентные клетки. При дальнейшем делении плюрипотентных клеток, через несколько циклов деления и формирования эмбриона и, в дальнейшем, плода появляются мультипотентные клетки. Мультипотентные стволовые клетки остаются на всю жизнь во всех органах и системах организма человека. Коротко:
Тотипотентные — первые деления дробления.
Плюрипотентные — содержатся во взрослом организме в основном в костном мозге и могут циркулировать в крови, появляются при развитии эмбриона. Это условно второй «запасник информации эмбриогенеза» и источник восстановления любых клеток взрослого организма, остающийся во взрослом организме на протяжении всей жизни человека и в этой ситуации это уже «источник экстренной репарации и регенерации организма», «ремонтный материал».
Мультипотентные — ткани и органы взрослого организма, являются источником восстановления своей или близкой по происхождению ткани взрослого организма. Это так же важнейший «источник экстренной репарации и регенерации организма», для восстановления утраченных тканей органов.
Основное внимание компаний, занимающихся клеточными технологиями, связанно с тотипотентными стволовыми клетками. Их переводят в культуру для выращивания, увеличения количества этих клеток и применения продуктов из них. В России есть компании, занимающиеся эмбриональными стволовыми клетками. Косметические продукты, полученные из них очень хороши, поскольку в препарате много цитокинов, регуляторных молекул, гормонов, ростовых факторов. Далеко не все из них могут проникать через кожу, поэтому используются процедуры мезотерапии. И тут уже возникает вопрос о степени очистки таких препаратов и их безопасности с точки зрения примесей и патогенов в виде тех же вирусов, микроорганизмов, бактерий, прионов, потенциально опасных.
Плюрипотентные клетки костного мозга – источник восстановления любых клеток взрослого организма.
Мультипотентные стволовые клетки – источник восстановления своей или близкой по происхождению ткани взрослого организма.
И все бы хорошо, но природа «наградила» человека так называемой системой гистосовместимости тканей.
Почему делаем особый акцент на собственных стволовых клетках человека.
Гистосовместимость — свойство органа, ткани или клеток одного человека не отторгаться организмом другого человека. Отторжение возникает, когда иммунная система человека воспринимает трансплантированный (пересаженный от другого человека) материал как чужеродный, начиная бороться и разрушать его. Ткани различных людей, как правило, несовместимы. В природе вообще, за исключением весьма редких состояний, наблюдается универсальная несовместимость тканей, которая является отражением эффекта полиморфизма (многоформности, многообразности). В человеческой популяции высокий шанс оказаться гистосовместимыми имеют лишь кровные родственники (мать, отец, братья, сестры), причём наибольший шанс на это есть у детей одних родителей, у близнецов.
Таким образом использование чужих стволовых клеток очень опасно как в медицине, так и в косметологии.
Как работают природные активаторы деления собственных стволовых клеток человека и как ведут себя стволовые клетки в организме человека.
Клетки ткани или взрослые, дифференцированные клетки, произошедшие ранее из стволовых клеток в организме, разговаривают друг с другом на «языке» биологически активных молекул, белков и пептидов между собой и с клетками всех других тканей организма. Можно легко сравнить с известным нам сигналом сотовой связи. Они выделяют сигналы, называемые цитокинами, сигнальными молекулами, факторами роста, факторами транскрипции, которые являются пептидами, полипептидами, белками. Столовые клетки в организме человека, как уже написано выше, являются запасниками информации эмбриогенеза и органом экстренной репарации. По конкретнее что такое «запасники информации эмбриогенеза и орган экстренной репарации»?
Запасники информации эмбриогенеза – это значит, что клетки «помнят» как создается многоклеточный, сложный организм из двух слившихся родительских клеток, «помнят» и несут в себе информацию о том, какие изменения претерпевают клетки и окружающее межклеточное вещество для создания высокоорганизованной, зрелой ткани организма. «Орган экстренной репарации» — готовы в любой момент «предти» в место повреждения, при получении сигнала о поломке и восстановить ткань, орган экстренной репарации в случае аварийных повреждений ткани, в долгосрочном плане – это аппарат поддержания клеточного гомеостаза, основанного на постоянном самообновлении клеток. Гомеостаз — относительное динамическое постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости) и устойчивость основных физиологических функций (кровообращения, дыхания, терморегуляции, обмена веществ и т. д.) организма человека. Регуляторные механизмы, поддерживающие физиологическое состояние или свойства клеток, органов и систем целостного организма на оптимальном уровне — греч, homoios подобный, тот же самый + stasis состояние, неподвижность.
Собственный банк стволовых клеток всегда существует в организме и работает на клеточное обновление.Схема деления стволовых клеток.Фотографии деления клеток или их удвоения:
В результате деления специализированных клеток образуются пары таких же клеток, которые полностью тождественны друг другу. А для стволовых клеток это правило не работает. При делении стволовой клетки образуются две клетки – одна из них прогениторная, из которой получается предшественник клеток окружающей ткани, превращающийся при последующих делениях в клетки окружающей ткани, а другая – стволовая клетка, абсолютно идентичная материнской клетке. При этом типе деления, который называется асимметричным, запас стволовых клеток не исчерпывается.
Если есть такой запас стволовых клеток, почему не живем вечно?
В случае травмы, ткань подает сигнал «SOS» в виде каскада биологически активных молекул. Для того, чтобы стволовые клетки смогли пройти в очаг повреждения и там, в месте повреждения, другой каскад биологически активных молекул позволит им превратиться в клетки поврежденной ткани, для восполнения этой ткани. Часть этих молекул выполняет роль факторов пролиферации и дифференциации стволовых клеток. Если мы рассматриваем благополучно стареющий организм, то стареющие в нем клетки не посылают сигналов «SOS» и стволовые клетки не имеют оснований к делению (пролиферации и дифференцировке) и восстановлению утраченного клеточного состава. Только активатор деления собственных стволовых клеток в состоянии решить проблему старения и восполнить клеточный состав здоровой ткани, каждого конкретного организма, только собственные стволовые клетки на это способны.
Учитывая опыт накопленный мировым научным сообществом в области биотехнологий, не смотря на множественное разнообразие методик, методов и всевозможных систем омоложения, становится очевидным, что будущее антивозрастной косметики за клеточным самоомоложением организма человека.
Терехова Тамара
