In de biologie verwijst proliferatie naar de reproductie en groei van cellen. In dit proces prolifereren cellen door celdelingen en groeien door te groeien tot hun genetisch beoogde grootte en vorm. Proliferatie speelt een belangrijke rol bij de mens, vooral tijdens de embryonale en groeifase, en daarna vooral voor het aanvullen van afgestoten cellen in bepaalde weefsels en bij herstelprocessen.
Wat is proliferatie?
In de biologie is proliferatie de vermenigvuldiging en groei van cellen. Proliferatie verwijst naar weefselproliferatie die bestaat uit mitotische celdelingen en celgroei. Bij celgroei gaat het om een maximale toename van volume van cellen tot de grootte en vorm die voorgeprogrammeerd is in het DNA van genen. De stimulans voor verdeeldheid wordt gegeven door bepaalde hormonen, neurotransmitters (boodschappers) en groeifactoren. In het volwassen stadium zijn sommige soorten weefsel of cellen bij de mens niet meer in staat tot proliferatie, dat wil zeggen dat ze niet meer kunnen delen en dus niet meer kunnen reproduceren. Dit geldt bijvoorbeeld voor het grootste deel van het zenuwweefsel en voor de meeste sensorische cellen. In veel weefselsoorten vinden echter voortdurend vernieuwingsprocessen plaats, die meestal worden vergemakkelijkt door proliferatie-geschikte basiscellen of zelfs stamcellen. De gemiddelde leeftijd van cellen bij mensen varieert van een paar uur tot een heel leven, afhankelijk van het weefseltype. Het hoornvlies vernieuwt zich bijvoorbeeld elke 28 dagen. De darm slijmvlies lukt dit veel sneller, binnen een paar dagen. Terwijl erytrocyten, het Rode bloed cellen die zijn vrijgelaten uit beenmerg, meestal elke 120 dagen vernieuwen witte bloedcellen leef maar een paar dagen.
Functie en doel
Voor de embryonale en postnatale menselijke ontwikkeling is de proliferatie van weefselcellen van groot belang. Volgens schattingen zijn we bij de geboorte samengesteld uit ongeveer 5 biljoen cellen. Dit aantal stijgt tot ongeveer 60 tot 90 biljoen bij volwassenen als gevolg van het proliferatieproces. Het aantal cellen is daarmee twaalf tot zestien keer toegenomen. Na voltooiing van de groeifase verliezen sommige celtypen hun vermogen om te prolifereren. Bij andere celtypen is er nog steeds een beperkt proliferatievermogen. Voor weefseltypen waarvan de cellen zich niet langer kunnen vermenigvuldigen maar zich nog moeten vernieuwen, neemt het lichaam zijn toevlucht tot een type stamcellen die vaak al gespecialiseerd zijn, dwz hun almacht hebben verloren en alleen kunnen groeien in cellen van specifieke weefseltypen. Het beperkte vermogen om te prolifereren is nodig om het celvernieuwingsproces in stand te houden dat verschillende tijdsduur in beslag neemt voor verschillende soorten weefsel. De noodzaak van het resterende proliferatieve vermogen wordt levendig uitgedrukt door het feit dat ongeveer 50 miljoen cellen per seconde afsterven en ofwel worden gerecycled, afgebroken en uitgescheiden door het metabolisme van het lichaam of, zoals in het geval van de huid, gewoon naar buiten geëxfolieerd. De cellen die voortdurend afsterven en worden afgebroken door het metabolisme van het lichaam, moeten worden vervangen door proliferatie om in het algemeen geen celsubstantie te verliezen. Proliferatie speelt een speciale rol bij blessures. Gecontroleerd door boodschappersubstanties, begint een proliferatieproces tijdens de genezingsfase van verwondingen met de medewerking van hormonen en enzymen Niet-lamellair bindweefsel cellen (fibrocyten) in de directe omgeving van pezen en ligamenten migreren naar het beschadigde gebied en kunnen onderling contact maken met hun uitsteeksels en samentrekken via contractiele elementen in hun cytoskelet, waardoor de gescheurde uiteinden van ligamenten of pezen weer kunnen worden aangespannen. Het reparatiemechanisme laat zien dat het proliferatieve vermogen van bepaalde cellen kan worden gereactiveerd wanneer dat nodig is. Sinds het midden van de jaren negentig is bekend dat neurogenese, dat wil zeggen de vorming van nieuwe zenuwcellen in het centrum zenuwstelsel, is ook mogelijk bij volwassenen met bepaalde neurale stamcellen, iets dat tot dan toe niet voor mogelijk werd gehouden. Neurale stamcellen die zich in een beperkt gebied van de hippocampus aanleiding geven tot voorlopercellen (voorlopercellen) die ook een proliferatief vermogen vertonen gedurende een periode van enkele dagen.
Ziekten en kwalen
Het proces van wond genezen kan worden gezien als een voorbeeld van het lichaam dat het vermogen heeft om de proliferatieve capaciteit van cellen aan en uit te zetten als dat nodig is. Dit roept de vraag op waarom deze mogelijkheid niet in alle soorten weefsel bestaat, zodat organen die door ziekte zijn vernietigd of ledematen die bij een ongeval verloren zijn gegaan groeien terug. Blijkbaar wordt de natuur erkend door evolutionaire middelen dat in een onbeperkt proliferatief vermogen van cellen de gevaren groter zouden zijn dan de potentiële voordelen. Het grootste gevaar van een onbeperkt proliferatievermogen is dat het complexe proces niet meer beheersbaar is. Dit betekent dat zodra de cellen hun proliferatieve capaciteit inschakelen, ze niet langer reageren op boodschappersubstanties, enzymen en hormonen Ongeremde celgroei zou het resultaat zijn. Dit is precies het geval bij tumoren, waarvan het weefsel onderhevig is aan constante groei, dwz het proliferatievermogen is niet meer te stoppen. Het belangrijkste verschil tussen goedaardige (goedaardige) en kwaadaardige (kwaadaardige) tumoren is dat kwaadaardige tumoren, naast hun eigen vermogen om te prolifereren, ook zichzelf kunnen voeden, aangezien ze hun eigen netwerk van schepen door het proces van vascularisatie en in staat zijn tot metastase. Naast de mogelijkheid van ongeremde proliferatie, die kan leiden naar kanker formaties met zeer verschillende oriëntaties, is er ook het probleem van een beperkt proliferatief vermogen. Vaak worden de disfuncties veroorzaakt door gifstoffen en door drugs zoals alcohol en nicotine Bijvoorbeeld chronisch alcohol misbruik leidt tot verminderde proliferatie en differentiatie van T-lymfocyten, die een belangrijk onderdeel zijn van de immuunsysteem.
