Fyziológia bunky

Bunky vyšších živočíchov i človeka vznikajú z jednej bunky – oplodneného vajíčka (zygoty). Brázdovacími deleniami sa utvorí morula, neskôr blastocysta. Od štádia gastruly, keď sa vytvoria tri zárodkové listy – ektoderma, mezoderma a entoderma – už nemožno pokladať všetky bunky za rovnaké zo stránky štrukturálnej ani funkčnej. Nastáva diferenciácia buniek, ktorú možno definovať ako pokračujúcu špecializáciu buniek v štruktúre, funkciách a vzájomných vzťahoch.

Diferenciácia je premena od všeobecnejšej homogénnej štruktúry k špecializovanejšej a heterogénnejšej. Vývoj sa uskutočňuje v oblasti štrukturálnej i funkčnej. Celulárna diferenciácia prebieha po celý život organizmu. Maximum dosahuje u človeka v intrauterinnom období a je jedným z najdôležitejších procesov vývinu. Celulárna diferenciácia v embryonálnom období vedie k vzniku jednotlivých tkanív (histogenéza), ktoré sa neskôr zúčastňujú na formovaní orgánov a orgánových systémov (organogenéza). Bunková diferenciácia je vo väčšine somatických buniek ireverzibilným procesom.

V priebehu svojho vývinu sa diferencujú pôvodne geneticky rovnaké bunky vyšších organizmov rôznymi smermi. Vznikajú tak v rozličných tkanivách a orgánoch rozdielne vlastnosti a funkcie buniek. Tento jav možno vysvetliť tým, že niektoré gény v rámci DNA určitých buniek sú schopné prenosu genetickej informácie, kým iné oblasti DNA, alebo tie isté v inom časovom období túto schopnosť nemajú.

Všeobecne sa akceptoval názor, že medzi stupňom diferenciácie buniek a ich schopnosťou rozmnožovania (delenia) je určitý antagonizmus. Poznáme vysoko diferencované bunky (acinózne bunky pankreasu, bunky pečene a obličiek), ktoré majú schopnosť mitoticky sa deliť. Proces diferenciácie tak prebieha zväčša v interfáze medzi mitózami. V nervových bunkách nastáva definitívna diferenciácia až po rozmnožení predchodcov zrelých neurónov. Neuroblasty vznikajúce z nediferencovaných buniek medulárnej rúry a gangliovej lišty dosiahnu vysoký stupeň diferenciácie, takže dospelé neuróny stratia schopnosť premeny na iné bunkové formy aj schopnosť rozmnožovania (delenia). Zriedkavejšie sa stáva, že bunka na určitej úrovni diferenciácie prechádza do iného diferenciačného stavu (prechod zrelého B–lymfocytu na plazmatickú bunku produkujúcu protilátky). Tento jav sa označuje ako modulácia určitého stavu diferenciácie. Šírka modulácie môže v konkrétnych prípadoch kolísať, ale je vždy vopred určená. Pre bunku sa musí v určitom časovom období ešte pred dosiahnutím diferenciačného stavu stanoviť presne spôsob diferenciácie. V embryológii sa na označenie tohto dôležitého javu používa termín determinácia. Medzi determináciou a získaním definitívneho diferencovaného stavu bunky môžu prebehnúť početné bunkové delenia a rôzne dlhé obdobia. Determinácia je zvyčajne ireverzibilný jav. Aj pri obnovenej mitotickej aktivite už diferencovaných buniek zostáva zachovaná v pamäti bunky.