Hauptunterschied – Stammzellen vs. differenzierte Zellen

Stammzellen und differenzierte Zellen sind zwei Arten von Zellen, die am zellulären Aufbau des Körpers beteiligt sind. Stammzellen werden während der gesamten Lebenszeit eines Organismus ständig erneuert. Durch den Einfluss von Transkriptionsfaktoren auf Stammzellen werden diese in morphologisch und metabolisch unterschiedliche Zelltypen differenziert, die auf eine einzigartige Funktion spezialisiert sind. Die Hauptunterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen ist das Stammzellen sind die unspezialisierten 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 die unspezialisierten Zellen des Körpers, die sich selbst erneuern und sich in reife Zellen differenzieren können, um spezielle Funktionen zu spezifizieren. Im frühen Embryo des Menschen befinden sich Stammzellen in der inneren Zellmasse. Stammzellen werden auch in einigen Geweben des Fötus, der Plazenta und der Nabelschnur sowie in mehreren erwachsenen Organen des Menschen gefunden. Aus den Stammzellen adulter Organe können innerhalb eines bestimmten Organs mehr als ein spezialisierter Zelltyp gezüchtet werden. Als Beispiel werden Astrozyten, Gliazellen und Gehirnneuronen aus neuralen Stammzellen gezüchtet. Einige Stammzellen, die sich in Zellen differenzieren, funktionieren an verschiedenen Stellen; diese Eigenschaft wird als Plastizität bezeichnet. Andererseits werden multipotente Stammzellen durch die Bildung mehrerer Gewebe differenziert.

Drei Arten von Stammzellen können während verschiedener Entwicklungsstadien von Organismen identifiziert werden: embryonale Stammzellen, fetale Stammzellen und adulte Stammzellen. Stammzellen, die in den frühen Stadien des Embryos gewonnen werden, werden als. bezeichnet embryonische Stammzellen (ESC). Die innere Zellmasse besteht aus multipotenten Stammzellen, aus denen drei Keimblätter entstehen: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm. Im Labor können diese multipotenten Stammzellen aus dem Blastozyt entnommen werden, um ihre unspezialisierten Stadien als Zellkulturlinien zu erhalten. Diese Zelllinien werden in medizinischen Therapien verwendet. Die primitiven Zelltypen des Fötus werden als fötale Stammzellen, die schließlich zu verschiedenen unreifen Organen wie Neuralrohr, Herz, Darm, Leber, Hormondrüsen, Knochen, Gesicht, Schädel und Bindegewebe entwickelt werden. Hämatopoetische Stammzellen kommen sowohl in der fetalen Leber und im Blut als auch in der Plazenta und der Nabelschnur vor. Sie führen zu mehreren Arten von Blutzellen. Embryonale Stammzellen sind in Abbildung 1 dargestellt.

Abbildung 1: Embryonale Stammzellen

Undifferenzierte Zellen, die bei Erwachsenen in differenzierten Geweben wie Knochenmark und Gehirn zu finden sind, werden als. bezeichnet adulte Stammzellen. Adulte Stammzellen erneuern sich während der gesamten Lebensdauer des Erwachsenen selbst, indem sie identische Kopien von ihnen herstellen. Sie sind auch in der Lage, sich im Gewebe in spezialisierte Zellen zu differenzieren. Neben Knochenmark und Gehirn sind Blut, Leber, Haut, Zahnmark, Auge, Skelettmuskel, Bauchspeicheldrüse und Magen-Darm-Trakt die anderen Quellen für adulte Stammzellen im Körper. Einige adulte Zellen sind multipotent. Die Hämopoese, der Prozess der Differenzierung von Blutzellen von den hämatopoetischen Stammzellen, ist in Abbildung 2 dargestellt.

Abbildung 2: Hämopoese

Was sind differenzierte Zellen?

Differenzierte Zellen sind spezialisierte Zellen, um eine bestimmte Funktion im Körper zu erfüllen. Diese Zellen unterscheiden sich morphologisch von ihren Stammzellen durch Größe, Form und funktionell von metabolischer Aktivität, Membranpotential und Reaktionsfähigkeit auf Signale. Der Differenzierungsmechanismus von Stammzellen wird durch die regulierte Genexpression bestimmt. Jeder Typ von differenzierten Zellen wird durch ein bestimmtes Array von Transkriptionsfaktoren definiert. Während der frühen Entwicklung des Embryos wird nach 5-6 Tagen bis zur Befruchtung das Morula-Stadium zum Blastozyt entwickelt. Die Blastozyte wird von Trophoblasten, der äußeren Zellschicht und der inneren Zellmasse, getrennt. Die innere Zellmasse besteht aus multipotenten Stammzellen, aus denen drei Keimblätter entstehen: Ektoderm, Mesoderm und Endoderm. Dieser Vorgang wird Gastrulation genannt. Als erste Differenzierungsstufe wird die Differenzierung der inneren Zellmasse in drei Keimblätter angesehen. Die drei Keimblätter differenzieren dann während der Embryonalzeit zu unreifen Organen.

Je nach Proliferationsfähigkeit lassen sich differenzierte Zellen in drei Gruppen einteilen. Die meisten differenzierten Zellen bei Erwachsenen bleiben bei G₀ Phase. Als Folge des Zelltods aus verschiedenen Gründen, wie z. B. Verletzungen, nehmen differenzierte Zellen nur die Proliferation wieder auf. Beispielsweise können sich Epithelzellen, Hautfibroblasten, Endothelzellen, die die Blutgefäße auskleiden, und glatte Muskelzellen nach einer Gewebeverletzung proliferieren. In einer Wunde vermehren sich Hautfibroblasten schnell, um den Schaden zu reparieren. Die zweite Gruppe differenzierter Zellen teilt sich normalerweise selten. Beispielsweise werden Leberzellen nur zur Teilung angeregt, um das fehlende Gewebe nach einem massiven Verlust der Zellzahl zu ersetzen. Die gesamte Leber kann nach Entfernung von zwei Dritteln der Leber innerhalb weniger Wochen regeneriert werden. Einige Nervenzellen im Gehirn sind auch in der Lage, sich zu vermehren. Die dritte Gruppe differenzierter Zellen ist nicht in der Lage, sich zu vermehren. Differenzierte Zellen wie menschliche Herzmuskelzellen werden während der Embryonalperiode entwickelt und differenziert und während des gesamten Lebens erhalten. Herzmuskelzellen können weder beim Absterben von Herzmuskelzellen noch bei einem Herzinfarkt ersetzt werden. Eine differenzierte Neuronenzelle ist in Abbildung 3 dargestellt.

Abbildung 3: Eine Neuronenzelle

Unterschied zwischen Stammzellen und differenzierten Zellen

Definition

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

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

Proliferation

Stammzellen: Stammzellen vermehren sich während der gesamten Lebenszeit des Organismus kontinuierlich.

Differenzierte Zellen: Einige differenzierte Zellen sind in der Lage, sich mit hoher Geschwindigkeit zu vermehren, einige mit geringer Geschwindigkeit und andere sind nicht in der Lage, sich zu 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 Reaktionsfähigkeit auf Signale.

Aktionsort

Stammzellen: Stammzellen wachsen und erneuern sich selbst an der gleichen Stelle des Körpers, an der sie entstanden sind.

Differenzierte Zellen: Einige differenzierte Zellen funktionieren an der gleichen Stelle, an der sie differenziert wurden, und andere funktionieren an einem anderen Ort.

Beispiele

Stammzellen: Beispiele für Stammzellen sind hämatopoetische Stammzellen und die Zellen in Knochenmark, Gehirn, Blut, Leber, Haut, Zahnmark, Auge, Skelettmuskulatur, Bauchspeicheldrüse und Magen-Darm-Trakt.

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

Abschluss

Stammzellen und differenzierte Zellen kommen sowohl im Körper von Pflanzen als auch von Tieren vor und spielen eine entscheidende Rolle beim Aufbau und Funktionieren des Körpers. Stammzellen sind die früh entstehenden Zellen des Embryos. Die innere Zellmasse wird in drei Keimblätter differenziert, die für die Bildung von Organen und Geweben des Jungen verantwortlich sind. Drei Arten von Stammzellen kommen in verschiedenen Entwicklungsstadien des Körpers vor. Sie sind embryonale Stammzellen, fetale Stammzellen und adulte Stammzellen. Einige Stammzellen weisen Plastizität auf und andere sind in der Lage, mehrere Arten von differenzierten 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 Funktion im Körper.

Bild mit freundlicher Genehmigung: 1. "Koloniephase menschlicher embryonaler Stammzellen" Von Id711 in der englischen Wikipedia – Von en.wikipedia auf Commons übertragen von Sreejithk2000 mit CommonsHelper. (Public Domain) über Commons Wikimedia2. „1902 Hemopoiesis“ Von OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013. (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia3. „415 Neuron“ Von OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions-Website. 19. Juni 2013. (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia

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