Verschil tussen stamcellen en gedifferentieerde cellen

Belangrijkste verschil - Stamcellen versus gedifferentieerde cellen

Stamcellen en gedifferentieerde cellen zijn twee soorten cellen die betrokken zijn bij de cellulaire samenstelling van het lichaam. Stamcellen worden continu vernieuwd gedurende de levensduur van een organisme. Vanwege de invloed van transcriptiefactoren op stamcellen, worden ze gedifferentieerd in morfologische en metabolisch verschillende celtypen, gespecialiseerd voor een unieke functie. De grootste verschil tussen stamcellen en gedifferentieerde cellen is dat stamcellen zijn de niet-gespecialiseerde cellen die zichzelf kunnen vernieuwen en differentiëren tot volwassen cellen, terwijl gedifferentieerde cellen gespecialiseerd zijn om een ​​gespecificeerde functie in het lichaam uit te voeren.

Dit artikel legt uit,

1. Wat zijn stamcellen
      - Definitie, morfologie, typen, functie, voorbeelden
2. Wat zijn gedifferentieerde cellen
      - Definitie, morfologie, typen, functie, voorbeelden
3. Wat is het verschil tussen stamcellen en gedifferentieerde cellen

Wat zijn stamcellen

Stamcellen zijn de niet-gespecialiseerde cellen die in het lichaam worden aangetroffen en die zichzelf kunnen vernieuwen en differentiëren tot volwassen cellen, waarbij wordt gespecificeerd voor gespecialiseerde functies. In het vroege embryo van de mens worden stamcellen aangetroffen in de binnenste celmassa. Stamcellen worden ook gevonden in sommige weefsels van de foetus, de placenta en de navelstreng en in verschillende volwassen organen van de mens. Meer dan één gespecialiseerde celtypen kunnen binnen een bepaald orgaan uit de stamcellen in volwassen organen worden opgewekt. Als een voorbeeld worden astrocyten, gliacellen en hersenneuronen opgewekt uit neurale stamcellen. Sommige stamcellen die differentiëren in cellen functioneren op verschillende plaatsen; dit kenmerk staat bekend als plasticiteit. Aan de andere kant worden multipotente stamcellen gedifferentieerd door het vormen van meerdere weefsels.

Drie soorten stamcellen kunnen worden geïdentificeerd tijdens verschillende ontwikkelingsstadia van organismen: embryonale stamcellen, foetale stamcellen en volwassen stamcellen. Stamcellen, die zijn afgeleid in de vroege stadia van het embryo, worden aangeduid als embryonale stamcellen (SER). De binnenste celmassa is samengesteld uit multipotente stamcellen, die aanleiding geven tot drie kiemlagen: ectoderm, mesoderm en endoderm. In het laboratorium kunnen deze multipotente stamcellen uit de blastocyte worden verwijderd om hun niet-gespecialiseerde stadia als celkweeklijnen te behouden. Deze cellijnen worden gebruikt in medische therapieën. De primitieve celtypen van de foetus worden aangeduid als foetus stamcellen, die uiteindelijk worden ontwikkeld tot verschillende niet-gerijpte organen zoals neurale buis, hart, darm, lever, hormoonafscheidende klieren, botten, gezicht, schedel en bindweefsels. Hematopoietische stamcellen worden aangetroffen in zowel de foetale lever en het bloed als in de placenta en de navelstreng. Ze geven aanleiding tot meerdere soorten bloedcellen. Embryonale stamcellen worden getoond in figuur 1.

Figuur 1: Embryonale stamcellen

Niet-gedifferentieerde cellen, die kunnen worden aangetroffen in gedifferentieerde weefsels zoals beenmerg en hersenen bij volwassenen, worden aangeduid als volwassen stamcellen. Volwassen stamcellen zelfvernieuwend gedurende de hele levensduur van de volwassene door identieke exemplaren ervan te maken. Ze kunnen ook differentiëren tot gespecialiseerde cellen in het weefsel. Anders dan beenmerg en hersenen, bloed, lever, huid, tandvlees, oog, skeletspier, pancreas en maagdarmkanaal zijn de andere bronnen van adulte stamcellen die in het lichaam worden aangetroffen. Sommige volwassen cellen zijn multipotent. Hemopoiesis, het proces van differentiatie van bloedcellen van de hematopoietische stamcellen, wordt getoond in Figuur 2.

Figuur 2: Hemopoiesis

Wat zijn gedifferentieerde cellen

Gedifferentieerde cellen zijn gespecialiseerde cellen om een ​​specifieke functie in het lichaam uit te voeren. Deze cellen zijn morfologisch verschillend van hun stamcellen door grootte, vorm en functioneel verschillend van metabole activiteit, membraanpotentiaal en gevoeligheid voor signalen. Het mechanisme van differentiatie van stamcellen wordt bepaald door de gereguleerde genexpressie. Elk type gedifferentieerde cellen wordt gedefinieerd door een bepaalde reeks transcriptiefactoren. Tijdens de vroege ontwikkeling van het embryo wordt het morula-stadium na 5-6 dagen tot de bevruchting ontwikkeld tot de blastocyte. De blastocyte is gescheiden van trophoblast, wat de buitenste cellaag en de binnenste celmassa is. De binnenste celmassa is samengesteld uit multipotente stamcellen, die aanleiding geven tot drie kiemlagen: ectoderm, mesoderm en endoderm. Dit proces wordt gastrulatie genoemd. De differentiatie van de binnenste celmassa in drie kiemlagen wordt beschouwd als de eerste differentiatiefase. De drie kiemlagen differentiëren daarna in onrijpe organen tijdens de embryonale periode.

Afhankelijk van het vermogen om te prolifereren, kunnen gedifferentieerde cellen in drie groepen worden verdeeld. De meeste van de gedifferentieerde cellen bij volwassenen blijven rusten bij G₀ fase. Als gevolg van celdood als gevolg van verschillende redenen, zoals verwondingen, hervatten gedifferentieerde cellen alleen proliferatie. Als een voorbeeld zijn epitheelcellen, huidfibroblasten, endotheelcellen die de bloedvaten en gladde spiercellen bekleden in staat tot proliferatie na het ondergaan van een weefselbeschadiging. In een wond ondergaan huidfibroblasten een snelle proliferatie om de schade te herstellen. De tweede groep van gedifferentieerde cellen deelt zich meestal zelden. Levercellen worden bijvoorbeeld alleen gestimuleerd om te delen om het ontbrekende weefsel te vervangen na een groot verlies van het aantal cellen. De gehele lever kan worden geregenereerd nadat binnen een paar weken tweederde van de lever is verwijderd. Sommige zenuwcellen in de hersenen zijn ook in staat te prolifereren. De derde groep van gedifferentieerde cellen is niet in staat tot proliferatie. Gedifferentieerde cellen zoals menselijke hartspiercellen worden tijdens de embryonale periode ontwikkeld en gedifferentieerd en gedurende het hele leven bewaard. Hartspiercellen kunnen niet worden vervangen, hetzij tijdens de dood van hartspiercellen of een hartaanval. Een gedifferentieerde neuroncel wordt getoond in figuur 3.    

Figuur 3: Een neuroncel

Verschil tussen stamcellen en gedifferentieerde cellen

Definitie

Stamcellen: Stamcellen zijn de niet-gespecialiseerde cellen die zichzelf kunnen vernieuwen en differentiëren tot rijpe cellen.

Gedifferentieerde cellen: Gedifferentieerde cellen zijn gespecialiseerd om een ​​specifieke functie in het lichaam uit te voeren.

Proliferatie

Stamcellen: Stamcellen prolifereren continu tijdens de levensduur van het organisme.

Gedifferentieerde cellen: Sommige gedifferentieerde cellen kunnen in hoge mate prolifereren, sommige zijn in een lage snelheid en andere kunnen niet prolifereren.

Morfologie

Stamcellen: De meeste stamcellen zijn rond van vorm en klein van formaat.

Gedifferentieerde cellen: Gedifferentieerde cellen zijn morfologisch verschillend van hun stamcellen door grootte, vorm, metabole activiteit, membraanpotentiaal en reactievermogen op signalen.

Plaats van actie

Stamcellen: Stamcellen groeien en vernieuwen zichzelf op dezelfde plaats van het lichaam, waar ze werden afgeleid.

Gedifferentieerde cellen: Sommige gedifferentieerde cellen functioneren op dezelfde plaats waar ze waren gedifferentieerd en andere functioneren op een andere locatie.

Voorbeelden

Stamcellen: Hematopoietische stamcellen en de cellen in beenmerg, hersenen, bloed, lever, huid, tandvlees, het oog, skeletspier, pancreas en gastro-intestinaal stelsel zijn voorbeelden van stamcellen.

Gedifferentieerde cellen: Epitheliale cellen, huidfibroblasten, endotheelcellen langs de bloedvaten en gladde spiercellen, levercellen, zenuwcellen en menselijke hartspiercellen zijn voorbeelden van gedifferentieerde cellen.

Conclusie

Stamcellen en gedifferentieerde cellen worden gevonden in het lichaam van zowel planten als dieren en spelen een vitale rol in zowel de opbouw als het functioneren van het lichaam. Stamcellen zijn de cellen van het embryo die vroeg afleiden. De binnenste celmassa is gedifferentieerd in drie kiemlagen, die verantwoordelijk zijn voor het creëren van organen en weefsels van de jongen. Drie soorten stamcellen kunnen worden gevonden in verschillende ontwikkelingsstadia van het lichaam. Het zijn embryonale stamcellen, foetale stamcellen en volwassen stamcellen. Sommige stamcellen vertonen plasticiteit en sommige zijn in staat om meerdere soorten gedifferentieerde cellen te genereren. Gedifferentieerde cellen zijn morfologisch en metabolisch verschillend van hun stamcellen. Sommige gedifferentieerde cellen geven ook het vermogen om te prolifereren op. Daarom is het belangrijkste verschil tussen stamcellen en gedifferentieerde cellen hun morfologie en functies in het lichaam.

Afbeelding met dank aan:
1. "Menselijke embryonale stamcelkoloniefase" door Id711 op Engelse Wikipedia - Overgebracht van en.wikipedia naar Commons door Sreejithk2000 met behulp van CommonsHelper. (Public Domain) via Commons Wikimedia
2. "1902 Hemopoiesis" door OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-website. 19 juni 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia
3. "415 Neuron" door OpenStax College - Anatomy & Physiology, Connexions-website. 19 juni 2013. (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia

Referentie:
1. National Research Council (US) en Institute of Medicine (US) Committee on the Biological and Biomedical Applications of Stem Cell Research. "Projectoverzicht en definities." Stamcellen en de toekomst van regeneratieve geneeskunde. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 28 maart 2017.
2. Cooper, Geoffrey M. "Cell Proliferation in Development and Differentiation." The Cell: A Molecular Approach. 2e editie. U.S. National Library of Medicine, 01 januari 1970. Web. 28 maart 2017.