Všichni rádi obdivujeme rozmanitost přírody a organismů, které v ní žijí. Neuvěřitelné formy a specializace v živočišné a rostlinné říši nás nepřestávají fascinovat. Podobnou pestrost forem můžeme najít i na mikroskopické úrovni buněk a z nich vznikajících tkání. Přes tuto různorodost zachovávají všechny buňky trojí uspořádání, které následuje kosmické zákony: uvnitř buňky se vždy nachází jádro a kolem jádra cytoplazma ohraničená membránou. Pouze výjimečně se vyzrálé specializované buňky jádra zbavují (např. červené krvinky), aby mohly dokonale plnit svou funkci, ale schopnost rozmnožovat se mají pak jen jejich nezralé formy.
Než se dostaneme k jednotlivým buněčným typům, je třeba objasnit, jak všechny tyto různorodé populace buněk vznikají a vyvíjejí se. Představme si okamžik spojení spermie a vajíčka a vznik zygoty (oplozeného vajíčka), kdy každá z těchto buněk přinese polovinu genetické informace a dohromady vytvoří celek. Toto oplozené vajíčko má neuvěřitelnou schopnost stvořit všechny typy buněk, je takzvaně totipotentní. Následně dojde k rychlému dělení a buňky, které vznikají, se už začínají specializovat do různých typů. Tedy, přestože je genetická informace uvnitř každé buňky totožná, vypnutím nebo zapnutím různé kombinace genů se z buňky stane např. pevná buňka zubu nebo smršťující se buňka svalu. Existuje řada faktorů vnitřních i vnějších, které ovlivňují přepisování konkrétní genetické informace. To vše zkoumá epigenetika, vědecká disciplína, jež se zabývá studiem změn v genové expresi, které nejsou způsobeny změnami v sekvenci DNA samotné. Epigenetické modifikace ovlivňují, jak jsou geny zapínány nebo vypínány, a tím regulují různé biologické procesy. Epigenetické značky mohou být předávány z jedné generace na další, což znamená, že faktory prostředí ovlivňující rodiče mohou mít vliv na jejich potomky. Epigenetika hraje klíčovou roli v mnoha biologických procesech a může ovlivnit riziko vzniku různých onemocnění, jako jsou například nádory, poruchy metabolismu nebo neurodegenerativní onemocnění.
Tato vědecká disciplína se snaží zmíněné procesy pochopit a přinášet nové poznatky o prevenci a léčbě nemocí, stejně jako o individuálních rozdílech, kterými se různé nemoci projevují. Zdálo by se, že je to otázka moderních výzkumů, avšak tato myšlenka pochází již od Hippokrata, starověkého řeckého lékaře, který je často nazýván otcem medicíny. Hippokrates věřil, že nemoc nelze jednoduše chápat jako samostatnou entitu, ale že je důležité brát v úvahu celou lidskou bytost a kontext, ve kterém žije, tedy epigenetické vlivy. Tento přístup zdůrazňuje individualitu pacientů a potřebu personalizované lékařské péče. Nejlépe můžeme tuto myšlenku shrnout ve větě: „neexistují nemoci, ale nemocní“.
Celý komplikovaný proces diferenciace buněk je řízen inteligencí přírody a současná věda mu rozumí jen částečně. V raných fázích vývoje zárodku dochází poměrně často k chybám a ví se, že velká část embryí nepokračuje ve svém vývoji a žena ani nepozná, že byla těhotná. Nejčastěji se to děje hned v prvních dnech po vzniku zárodku a v době zahnízdění do děložní sliznice. V pozdějších fázích těhotenství zaniká již jen menší procento zárodků. Celkově se asi jen každý třetí počatý jedinec vyvine do konce těhotenství. Poté, co embryo překonalo nejrizikovější časnou fázi vývoje, začne diferencovat svoje buňky do stále specializovanějších druhů. Po narození se pak již některé typy buněk nedělí. Nejvýznamnější jsou nervové buňky, ale i třeba buňky srdeční nebo kosterní svaloviny a specializované buňky sítnice. Při poškození těchto buněk dochází k jizvení (infarkt myokardu), v situaci poškození některé části mozku může dojít k tomu, že je funkce nahrazena okolními nervovými buňkami tak, že se sice nevytvoří nové nervové buňky, ale vzniknou nové spoje mezi nepoškozenými buňkami. Nejrychleji se naopak dělí buňky, které jsou vystaveny vyššímu riziku poškození nebo opotřebení: buňky epitelu (pokožka, střevo), buňky sliznic (ústa, jícen), buňky vlasových folikulů a krevní buňky. Díky této jejich schopnosti se udržují tyto tkáně dobře funkční.
Základní buněčné schéma (jádro, cytoplazma, membrána) nabývá nejrůznějších podob a tvarů a celkem pak můžeme rozlišit více než dvě stě typů buněk. Rozmanitost je dobře vidět i na tom, jak jsou buňky svým funkcím uzpůsobeny. Podle toho nabývají nejrůznějších velikostí a tvarů. Za největší lidskou buňku je považováno vajíčko, které měří 120 μm (0,12 mm) a je možné ho vidět pouhým okem, avšak například výběžek neuronu, který tvoří nervové vlákno, může být až jeden metr dlouhý, i když samotný neuron má třeba jen 50 μm. Nejmenší lidskou buňkou je spermie, která měří jen asi 3 μm a je tedy asi čtyřicetkrát menší než vajíčko.
Základní skupiny a příklady, kde se vyskytují, uvádíme v následujícím seznamu:
rohovatějící epitelové buňky (buňky kůže, nehtu, vlasu);
krycí epitelové buňky (sliznice ústní dutiny, sliznice močového měchýře);
epitelové buňky specializované na vylučování sekretů (slinné žlázy, mazové žlázy, slzné žlázy);
epitelové buňky specializované na vylučování hormonů (buňky hypofýzy, štítné žlázy);
epitelové buňky specializované na vstřebávání (střevní epitel, kanálky ledvin);
buňky s metabolickou a zásobní funkcí (jaterní buňka, tuková buňka);
buňky výstelek (cévní stěna, pobřišnice);
buňky s posuvnou funkcí (řasinkové buňky dýchacích cest, vejcovodů);
buňky specializované na produkci mezibuněčné hmoty (buňky chrupavky, kosti, zubu);
buňky schopné stahu (svalové buňky);
buňky krevní a imunitní (červené krvinky, bílé krvinky);
buňky nervové (neurony);
buňky tvořící receptory ve smyslových orgánech (vláskové buňky ve vnitřním uchu, tyčinky a čípky na
sítnici oka);
zárodečné buňky (vajíčko, spermie).
Tyto jednotlivé skupiny je možné členit ještě podrobněji, ale to ponecháme specialistům. Každý typ buněk je podrobován rozsáhlému výzkumu, abychom lépe pochopili jeho funkci ve zdraví i v nemoci. V rámci tohoto výzkumu je důležité porozumět nejen funkci každé buňky zvlášť na úrovni buněčné i molekulární, ale hlavně jejich vzájemným interakcím. Tyto interakce se uskutečňují buď přímým dotykem, nebo prostřednictvím chemických látek, které jsou dopravovány tělními tekutinami (krev, lymfa, mezibuněčná tekutina). Každá buňka má na svém povrchu tisíce až desetitisíce receptorů různých druhů. Každý druh receptorů si můžeme představit jako jeden smysl, který reaguje na jemu pochopitelné signály. Díky pokročilé technice mikrofotografie můžeme tyto vzájemné interakce zaznamenat, ale bylo by úžasné moci nejen vidět, ale i „naslouchat“ vzájemné komunikaci buněk a chápat ji. Čím více člověk ví o tomto mikroskopickém světě, tím je pro něj překvapivější, jak je tato komplikovaná souhra povětšinou harmonická a znovu nás přivádí k úžasu nad dokonalostí Přírody a jejího Stvořitele.
Z použité literatury:
Vacek Z., Embryologie, Grada 2006
Alberts B, Molecular biology of the cell, W.W. Norton & Company, New York, 2015
Cells of the Adult Human Body: A Catalogue, Garland Science, 2015
Článek vyšel v časopise Akropolitán č.180
