Jak przebiega proces podziału komórek?

Ciało człowieka to organizm wielokomórkowy, w którym nieustannie odbywa się podział komórek. W całym tym procesie uczestniczy wapń, pełniący funkcję tzw. wtórnego przekaźnika.

Organizmy żywe zbudowane są z komórek, które w większości mają zdolność podziału. Proces podziału komórek ma różny cel. U człowieka podział komórek umożliwia przede wszystkim wzrost i regenerację^[1].

Na poziomie każdej komórki wapń pełni funkcję tzw. wtórnego przekaźnika. Do jego zadań należy kontrolowane wielu procesów życiowych, jak przekaźnictwo nerwowe, metabolizm energetyczny, podział i różnicowanie komórek. To właśnie ten pierwiastek daje sygnał do fizjologicznej, programowanej śmierci komórki — apoptozy^[2].

Podział komórek

Komórki organizmu wielokomórkowego powstają w ramach procesu podziału — mitozy. Komórka macierzysta dzieli się i wytwarza dwie nowe (potomne), które są identyczne genetycznie. Dopiero później większość z tych komórek specjalizuje się w pełnieniu określonych funkcji, które są typowe dla poszczególnych tkanek. W procesie różnicowania się komórek dochodzi do wielu zmian morfologicznych i funkcjonalnych^[3].

Wapń w komórkach

Wapń to pierwiastek, który przede wszystkim jest materiałem budulcowym kości i zębów. Obecny jest również poza układem kostnym. Pulę wapnia ustrojowego uzupełnia wapń w surowicy krwi, w przestrzeni pozanaczyniowej, w przestrzeni pozakomórkowej oraz wewnątrzkomórkowej.

Nas interesuje wapń wewnątrzkomórkowy. Jest go stosunkowo niewiele, łącznie we wszystkich komórkach ok. 4 g. Niemniej jego obecność jest kluczowa dla procesu podziału i specjalizacji komórek. Zgromadzony jest w trzech pulach:

• wapń cytoplazmatyczny (w postaci zjonizowanej i niezjonizowanej),
• wapń związany z błonami komórkowymi,
• wapń obecny w organellach wewnątrzkomórkowych (tutaj jest go najwięcej)^[4].

Stężenie tego pierwiastka w płynie wewnątrzkomórkowym jest niemalże śladowe, 10 000-krotnie mniejsze niż stężenia wapnia pozakomórkowego. Odpowiedni poziom wapnia wewnątrzkomórkowego świadczy o prawidłowo funkcjonującej gospodarce wapniowej. To ze względu na zachodzące w organizmie mechanizmy kompensacyjne, istnieje możliwość zachowania homeostazy wewnątrzkomórkowej.^[5].

Udział wapnia w procesie podziału i specjalizacji komórek

Jedną z ważniejszych funkcji wapnia w ludzkim organizmie jest udział w procesach podziału i specjalizacji komórek. W tym zakresie do jego podstawowych zadań zaliczamy przede wszystkim:

• występowanie w roli wtórnego i pierwotnego przekaźnika informacji,
• udział w cyklu komórkowym^[6].

W przypadku wszystkich komórek organizmu wapń reguluje procesy ich podziału i różnicowania^[7]. Optymalny poziom wapnia w ustroju pomaga więc w zasadniczych życiowych procesach komórki. Zachowanie homeostazy wapnia jest bardzo ważne na wszystkich poziomach – zarówno komórek, jak i ustroju. W ten sposób zapewnia prawidłowe funkcjonowanie organizmu^[8].

^[1] Rye C. i inn., Biology, OpenStax, 2017 Rice Universit, s. 273-276.

^[2] Barańska J., Wapń jako pierwotny i wtórny przekaźnik informacji. Udział Ca2+ w cyklu komórkowym, sekrecji i adhezji, KOSMOS Problemy Nauk Biologicznych, Tom 46, 1997, Numer 1 (234), s. 33.

^[3] Cyt. Rye C. i inn., Biology…, s. 274.

^[4] Kołłątaj W., Szewczyk L., Endokrynologia Pediatryczna, Gospodarka wapniowa – rola wapnia w organizmie ludzkim, Tom 5 | Rok 2006 | Nr 1(14), s. 58.

^[5] Tamże, s. 58.

^[6] Cyt. Barańska J., Wapń jako pierwotny…, s. 34-43.

^[7] Tamże, s. 43.

^[8] Tamże. s. 43.