Unterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen

Hauptunterschied - Stammzellen vs. differenzierte Zellen

Stammzellen und differenzierte Zellen sind zwei Arten von Zellen, die an der Zellbildung des Körpers beteiligt sind. Stammzellen werden während der gesamten Lebensdauer eines Organismus kontinuierlich erneuert. Aufgrund des Einflusses von Transkriptionsfaktoren auf Stammzellen werden sie in morphologisch und metabolisch unterschiedliche Zelltypen unterschieden, die auf eine einzigartige Funktion spezialisiert sind. Das Hauptunterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen ist das Stammzellen sind nichtspezialisierte Zellen, die sich selbst erneuern und in reife Zellen differenzieren können, während differenzierte Zellen darauf spezialisiert sind, eine bestimmte Funktion im Körper zu erfüllen.

Dieser Artikel erklärt,

1. Was sind Stammzellen?
      - Definition, Morphologie, Typen, Funktion, Beispiele
2. Was sind differenzierte Zellen?
      - Definition, Morphologie, Typen, Funktion, Beispiele
3. Was ist der Unterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen?

Was sind Stammzellen?

Stammzellen sind nichtspezialisierte Zellen im Körper, die sich selbst erneuern sowie in reife Zellen differenzieren können und spezielle Funktionen spezifizieren. Im frühen Embryo des Menschen befinden sich Stammzellen in der inneren Zellmasse. Stammzellen finden sich auch in einigen Geweben des Fötus, der Plazenta und der Nabelschnur sowie in mehreren erwachsenen menschlichen Organen. Aus den Stammzellen in adulten Organen können innerhalb eines bestimmten Organs mehrere spezialisierte Zelltypen gebildet werden. Zum Beispiel werden Astrozyten, Gliazellen und Gehirnneuronen aus neuralen Stammzellen gebildet. Einige Stammzellen, die sich in Zellen differenzieren, funktionieren an verschiedenen Stellen. Dieses Attribut wird als Plastizität bezeichnet. Auf der anderen Seite werden multipotente Stammzellen durch Bildung mehrerer Gewebe unterschieden.

Drei Arten von Stammzellen können während verschiedener Entwicklungsstadien von Organismen identifiziert werden: embryonale Stammzellen, fötale Stammzellen und adulte Stammzellen. Stammzellen, die in frühen Stadien des Embryos gewonnen werden, werden als bezeichnet embryonisch Stammzellen (ESCs). Die innere Zellmasse besteht aus multipotenten Stammzellen, aus denen drei Keimschichten entstehen: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm. Im Labor können diese multipotenten Stammzellen aus dem Blastozyt entfernt werden, um ihre nichtspezialisierten Stadien als Zellkulturlinien aufrechtzuerhalten. Diese Zelllinien werden in medizinischen Therapien verwendet. Die primitiven Zelltypen des Fötus werden als bezeichnet fötal Stammzellen, Diese entwickeln sich schließlich zu verschiedenen nicht ausgereiften Organen wie Neuralrohr, Herz, Darm, Leber, hormonausscheidenden Drüsen, Knochen, Gesicht, Schädel und Bindegewebe. Hämatopoetische Stammzellen kommen sowohl in der fötalen Leber und im Blut als auch in der Plazenta und der Nabelschnur vor. Sie lassen mehrere Arten von Blutzellen entstehen. Embryonale Stammzellen sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Embryonale Stammzellen

Als undifferenzierte Zellen, die bei Erwachsenen in differenzierten Geweben wie Knochenmark und Gehirn vorkommen, werden als bezeichnet Erwachsene Stammzellen. Erwachsene Stammzellen erneuern sich während der gesamten Lebenszeit des Erwachsenen, indem sie identische Kopien davon machen. Sie sind auch in der Lage, sich in spezialisierte Zellen im Gewebe zu differenzieren. Neben Knochenmark und Gehirn sind Blut, Leber, Haut, Zahnpulpa, Auge, Skelettmuskel, Pankreas und Gastrointestinaltrakt die anderen im Körper gefundenen Quellen für adulte Stammzellen. Einige adulte Zellen sind multipotent. Hämopoese, das ist der Prozess der Differenzierung von Blutzellen vom hämatopoetischen Stamm, wird in gezeigt Figur 2.

Abbildung 2: Hämopoese

Was sind differenzierte Zellen?

Differenzierte Zellen sind spezialisierte Zellen, um im Körper eine bestimmte Funktion auszuführen. Diese Zellen unterscheiden sich morphologisch von ihren Stammzellen nach Größe, Form und unterscheiden sich funktional von metabolischer Aktivität, Membranpotential und Reaktionsfähigkeit auf Signale. Der Differenzierungsmechanismus von Stammzellen wird von der regulierten Genexpression bestimmt. Jeder Typ differenzierter Zellen wird durch ein bestimmtes Array von Transkriptionsfaktoren definiert. Während der frühen Entwicklung des Embryos entwickelt sich das Morula-Stadium nach 5-6 Tagen bis zur Befruchtung zum Blastozyt. Der Blastozyt wird vom Trophoblasten, der äußeren Zellschicht und der inneren Zellmasse, getrennt. Die innere Zellmasse besteht aus multipotenten Stammzellen, aus denen drei Keimschichten entstehen: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm. Dieser Vorgang wird als Gastrulation bezeichnet. Die Differenzierung der inneren Zellmasse in drei Keimschichten wird als erste Differenzierungsstufe betrachtet. Die drei Keimschichten differenzieren sich dann während der Embryonalzeit in unreife Organe.

Je nach Proliferationsfähigkeit können differenzierte Zellen in drei Gruppen eingeteilt werden. Die meisten differenzierten Zellen bei Erwachsenen bleiben bei G₀ Phase. Infolge des Zelltods aus verschiedenen Gründen, wie Verletzungen, nehmen differenzierte Zellen nur noch die Proliferation auf. Beispielsweise können sich Epithelzellen, Hautfibroblasten, die Blutgefäße auskleidende Endothelzellen und glatte Muskelzellen nach einer Gewebeverletzung vermehren. In einer Wunde erfahren Hautfibroblasten eine schnelle Proliferation I, um den Schaden zu reparieren. Die zweite Gruppe differenzierter Zellen teilt sich selten. Zum Beispiel werden Leberzellen nur zum Teilen stimuliert, um das fehlende Gewebe nach einem starken Verlust der Zellzahl zu ersetzen. Die gesamte Leber kann nach Entfernung von zwei Drittel der Leber innerhalb weniger Wochen regeneriert werden. Einige Nervenzellen im Gehirn können sich ebenfalls vermehren. Die dritte Gruppe differenzierter Zellen kann sich nicht vermehren. Differenzierte Zellen wie menschliche Herzmuskelzellen werden während der Embryonalperiode entwickelt und differenziert und während des gesamten Lebens beibehalten. Herzmuskelzellen können weder während des Todes von Herzmuskelzellen noch bei einem Herzinfarkt ersetzt werden. Eine differenzierte Neuronenzelle ist in gezeigt Figur 3.    

3: Eine Neuronenzelle

Unterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen

Definition

Stammzellen: Stammzellen sind die nichtspezialisierten Zellen, die sich selbst erneuern und in reife Zellen differenzieren können.

Differenzierte Zellen: Differenzierte Zellen sind darauf spezialisiert, eine bestimmte Funktion im Körper auszuführen.

Proliferation

Stammzellen: Stammzellen vermehren sich kontinuierlich über die gesamte Lebensdauer des Organismus.

Differenzierte Zellen: Einige differenzierte Zellen sind in der Lage, sich in einer hohen Rate zu vermehren, andere sind in einer niedrigen Rate und andere können sich nicht vermehren.

Morphologie

Stammzellen: Die meisten Stammzellen sind rund und klein.

Differenzierte Zellen: Differenzierte Zellen unterscheiden sich morphologisch von ihren Stammzellen durch Größe, Form, Stoffwechselaktivität, Membranpotential und Reaktion auf Signale.

Ort der Aktion

Stammzellen: Stammzellen wachsen und erneuern sich am selben Ort des Körpers, an dem sie gewonnen wurden.

Differenzierte Zellen: Einige differenzierte Zellen funktionieren an demselben Ort, an dem sie differenziert wurden, und andere funktionieren an einem bestimmten Ort.

Beispiele

Stammzellen: Beispiele für Stammzellen sind hämatopoetische Stammzellen und die Zellen in Knochenmark, Gehirn, Blut, Leber, Haut, Zahnpulpa, Auge, Skelettmuskel, Pankreas und Gastrointestinaltrakt.

Differenzierte Zellen: Epithelzellen, Hautfibroblasten, Endothelzellen, die die Blutgefäße und glatte Muskelzellen auskleiden, Leberzellen, Nervenzellen und menschliche Herzmuskelzellen sind Beispiele für differenzierte Zellen.

Fazit

Stammzellen und differenzierte Zellen befinden sich im Körper von Pflanzen und Tieren und spielen eine entscheidende Rolle beim Aufbau und der Funktionsweise des Körpers. Stammzellen sind die frühen Zellen des Embryos. Die innere Zellmasse unterscheidet sich in drei Keimschichten, die für die Bildung von Organen und Gewebe des Jungen verantwortlich sind. Drei Arten von Stammzellen können in verschiedenen Entwicklungsstadien des Körpers gefunden werden. Sie sind embryonale Stammzellen, fötale Stammzellen und adulte Stammzellen. Einige Stammzellen zeigen Plastizität und einige sind in der Lage, mehrere Arten differenzierter Zellen zu erzeugen. Differenzierte Zellen unterscheiden sich morphologisch und metabolisch von ihren Stammzellen. Einige differenzierte Zellen geben auch die Fähigkeit zur Proliferation auf. Daher besteht der Hauptunterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen in ihrer Morphologie und ihren Funktionen im Körper.

Bildhöflichkeit:
1. "Phase der humanen embryonalen Stammzellkolonie" Von Id711 in der Wikipedia auf Englisch - Aus en.wikipedia an Commons übertragen von Sreejithk2000 unter Verwendung von CommonsHelper. (Public Domain) über Commons Wikimedia
2. "1902 Hemopoiesis" Von OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013. (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia
3. “415 Neuron” Von OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013. (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia

Referenz:
1. Nationaler Forschungsrat (USA) und Institut für Medizin (USA) für biologische und biomedizinische Anwendungen der Stammzellforschung. „Projektüberblick und Definitionen“. Stammzellen und die Zukunft der regenerativen Medizin. US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 28. März 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. "Zellproliferation in Entwicklung und Differenzierung". Die Zelle: ein molekularer Ansatz. 2. Auflage US National Library of Medicine, 01. Januar 1970. Web. 28. März 2017.