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 regenerację1.

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 — apoptozy2.

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 funkcjonalnych3.

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 wewnątrzkomórkowej5.

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 komórkowym6.

W przypadku wszystkich komórek organizmu wapń reguluje procesy ich podziału i różnicowania7. 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 organizmu8.

  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.