祝明玥
(黑龍江省哈爾濱市第三中學,黑龍江 哈爾濱 150070)
細胞分裂分化與肺癌
祝明玥
(黑龍江省哈爾濱市第三中學,黑龍江 哈爾濱 150070)
細胞分化是細胞生物生長發育的關鍵,生物體的生長主要靠的是細胞數量和種類的增加。正常情況下,細胞的分裂分化都是在嚴格的程序下穩定的進行的,及時出現個別異常的分裂和分化也會被細胞內的清除機制安全清除,而只有當機體的免疫功能出現異常時,才會使得異常分裂分化的細胞繼續分裂分化下去,最終形成腫瘤組織。本文就對細胞分裂分化以及其與肺部腫瘤形成的關系進行闡述。
細胞分裂、細胞分化、肺癌
人身體中的細胞多種多樣,根據部位、功能、外形等等可以分類成很多的類型,而根據細胞分裂能力的情況來看,人體內的細胞總共可以分為穩定細胞、不穩定細胞和永久性細胞。
穩定細胞的另一個名字為靜止細胞,顧名思義,這一類細胞一般情況下,是呈分裂靜止狀態的,其數量相對比較穩定,在細胞分裂周期中的G0期,但是并不代表這一類細胞永遠不進行分裂分化,當組織受到損傷需要新細胞的合成進行修復的時候,這一類細胞便可以被喚醒進行細胞分裂,也就是進入DNA合成期G1。身體中這一類細胞的數量相對還是很多的,如組成腺體器官的細胞像胰腺、汗腺等。
這一類細胞又可以叫做持續分裂細胞,代表他們在分裂次數沒有達到最大時,是一直保持一種持續分裂狀態的。這一類細胞主要見于分裂旺盛的組織器官,如人的表皮、粘膜和男性睪丸內生殖細胞等。
這是一類在身體內及其“珍貴”的細胞,因為這一類細胞的特點就是一旦損傷便無法修復,只能通過結締組織填補空缺,也就是說這一類細胞在身體內的數量在生長發育的早期便已經固定了。屬于這一類細胞的油神經細胞、骨骼肌細胞和心肌細胞。而這細胞往往在身體內起到重要的作用,因此我們還是希望他們能夠在受損的時候進行一系列修復的,這就是目前基因工程、細胞工程等新興技術努力發展的方向。
真核細胞分裂方式主要有有絲分裂、無絲分裂和減數分裂。
無絲分裂主要是一些特殊真核細胞的分裂方式比如雞胚血細胞等,其實這種細胞分裂方式主要是原核細胞的分裂方式,真核中較少。
有絲分裂主要是身體中非生殖細胞的增殖分裂方式,主要分為分裂間期和分裂期。減數分裂是體內生殖細胞分裂增殖的主要方式,其最大的特點是DNA復制一次而細胞分裂兩次,這樣最終生成的細胞染色體數量減半,這種方式對于維持人類遺傳穩定性具有及其重要的意義。
這三種分裂方式與腫瘤關系最為密切的是有絲分裂,因為下面重點介紹有絲分裂。
有絲分裂大體上分為有絲分裂間期與有絲分裂期。有絲分裂間期從時間上來說占據分裂期的90-95%,因此間期正常對于細胞正常分裂具有重要作用。細胞在有絲分裂間期主要進行細胞內物質的合成,為接下來相對快速的分裂期做準備。這種物質合成主要表現在蛋白質和DNA的合成。間期具體可以分為G1、S、G2期,G1期以DNA和合成為主,并且細胞體積會有適當增大,合成的蛋白質既可以是細胞結構的組成成分又可以是一系列酶類物質,為接下來的DNA合成準備。S期是DNA合成期,細胞從G1期進入到S期是十分重要的一個過程,因為細胞內存在細胞分裂的檢查點,這個過程是檢查點之一,只有DNA復制正常才能使得細胞最終分化成正常的子代細胞。G2期屬于DNA合成后期。
有絲分裂期,真核細胞有絲分裂期主要分為分裂前期、分裂中期、分裂后期和分裂末期。細胞從有絲分裂間期進入到有絲分裂前期后首先會表現為細胞核體積的增大,染色質螺旋折疊顏色加深變為染色體,核膜核仁逐漸消失,中心體在末期已經形成紡錘體。有絲分裂中期的最大特點是染色體在紡錘體的作用下牽引到赤道板上,中期是細胞在分裂時期最為規整的一個時期,在光鏡染色觀察下也最為明顯。分裂后期主要是姐妹染色單體的分裂,此時細胞內染色體數量加倍(之前都是DNA數量加倍,但是由于是姐妹染色單體結合的結構所以染色體的數量是不變的),末期主要是細胞分裂的完成,動物細胞主要是細胞膜在赤道板大致位置凹陷而后分裂成兩個相同的細胞。
細胞經過有絲分裂后變成兩個完全相同的細胞,從而是細胞的數量加倍,而細胞分化是指細胞在分裂過程中細胞種類功能逐漸朝某個固定方向變化,最后形成高度分化的細胞。
人身體內細胞不同時期不同部位的細胞的分化潛能有所不同。細胞分化潛能是指細胞分化為身體各種組織并具有構建成完整個體能力的大小。受精卵是分化潛能最大的細胞,因為他是我們生命的最初始形式,通過受精卵的分裂分化,逐漸發育出我們身體各個組織細胞、器官并組成個體,因此我們稱受精卵為全能干細胞。但是在我們身體中絕大多數細胞只具備“部分全能性”細胞具備分化成多種組織的潛能,但是無法構建個體,此時稱之為多能干細胞,當細胞只能分化成一種細胞時,稱為單能干細胞。總體的結論是,隨著身體的發育細胞的分化潛能越來越小,直到不能分化。
腫瘤的形成是細胞癌變的結果,細胞癌變是指細胞在遺傳物質層面發生變異導致細胞分裂不在受到限制,并且細胞可以出現去分化的特征。細胞基因組中正常包含原癌基因和抑癌基因,兩者共同作用使得細胞既能夠正常分裂增殖又不至于過度。當致癌物質作用于細胞時,發生的變化主要是原癌基因變為癌基因,而抑癌基因失效,因而導致細胞的生長分裂失去控制,變為癌細胞。
正常細胞一生分裂的次數是有所限制的,這其中的理論成為海佛烈克極限,指的是正常人類細胞,在細胞分裂停止前所能分裂的次數限制,一般在細胞培養下可以分裂40-60次,原理在于隨著每次細胞分裂的進行,細胞DNA上的端粒都會相應的縮小,當端粒縮小到一個極限長度時,細胞便無法再進一步分裂了。而癌細胞中,這種限制卻被打破了,是因為癌細胞中存在一種稱為端粒酶的酵素,這種酵素可以延長端粒的長度,進而給予這些細胞無限分裂的潛能。
癌細胞與普通細胞的區別主要有以下幾點:
形態結構的不同:正常來講同一組織的細胞大小、形態基本一致,而癌細胞即使是與其起源組織的細胞的相比也具有明顯的異型性,一般來說癌細胞細胞核體積增大,形態怪異,可以出現巨核、多核、雙核和異性核。
細胞代謝的不同:癌細胞由于分裂增殖活動旺盛,因此其相應的物質合成也十分旺盛,主要是蛋白質、核酸等的合成。因而癌細胞會消耗身體內大量的物質,導致正常細胞的營養供應不足,臨床上惡性腫瘤晚期病人一般呈現出的惡病質的原理就是這樣。
細胞生長方式:癌細胞的生長具有自主性,正常細胞存在的接觸抑制現象在癌細胞中不存在,癌細胞的生長并不受到限制。同時癌細胞具有浸潤性和轉移性,一般惡性腫瘤具有轉移的特點。
肺癌有成為原發性支氣管肺癌,是來源于支氣管粘膜上皮的惡性腫瘤。肺癌產生的原因還不明確,但是長期大量吸煙是肺癌的最重要影響因素。其他的因素如大氣污染、烹飪油煙等也具有一定相關性。
肺癌病理分型主要分為兩大類,分別為小細胞肺癌和非小細胞肺癌。具體的分型如下:
鱗狀細胞癌:這一類與吸煙的關系十分密切,主要見于長期吸煙的男性,生長速度較為緩慢,病程總體較長。
腺癌:近年來腺癌的發病率逐漸增加,成為目前最為常見的肺癌類型,發病年齡較低,癌細胞轉移發生的較早,惡性程度較高。
小細胞癌:與吸煙關系同樣很密切,根絕該類癌細胞的形態又可以成為燕麥細胞癌,小細胞癌是神經內分泌起源,惡性程度很高,生長迅速,早期轉移,因此預后很不好。
大細胞癌,比較少見,與吸煙有關,大細胞癌的分化程度較低,預后不良。
細胞的生命形式是我們宏觀生命情況的體現,人體的健康狀況與身體內大部分細胞的狀況是相一致的。腫瘤是細胞病變最嚴重的形式,而腫瘤的形成源于細胞的異常分裂分化,因此充分了解細胞分裂分化的特點及其影響因素對防治腫瘤具有積極的意義。
[1] 孫君潔.細胞分化與腫瘤[J].昆明醫科大學學報,1988(4).
[2] 鄒小農.中國肺癌流行病學[J].中華腫瘤防治雜志,2007,14(12):881-883.
[3] 劉東華,蔣悟生,李懋學.鎘對洋蔥根生長和細胞分裂的影響[J].環境科學學報,1992,12(4):439-446.
R734.2
A
ISSN.2095-8242.2017.055.10859.02
本文編輯:王雨辰