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15.5: Erwachsene Stammzellen
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Adult Stem Cells
 
PROTOKOLLE

15.5: Adult Stem Cells

15.5: Erwachsene Stammzellen

Stem cells are undifferentiated cells that divide and produce more stem cells or progenitor cells that differentiate into mature, specialized cell types. All the cells in the body are generated from stem cells in the early embryo, but small populations of stem cells are also present in many adult tissues including the bone marrow, brain, skin, and gut. These adult stem cells typically produce the various cell types found in that tissue—to replace cells that are damaged or to continuously renew the tissue.

The Small Intestine

The epithelium lining the small intestine is continuously renewed by adult stem cells. It is the most rapidly replaced tissue in the human body, with most cells being replaced within 3-5 days. The intestinal epithelium consists of thousands of villi that protrude into the interior of the small intestine—increasing its surface area to aid in the absorption of nutrients.

Intestinal stem cells are located at the base of invaginations called crypts that lie between the villi. They divide to produce new stem cells, as well as daughter cells (called transit amplifying cells) that divide rapidly, move up the villi and differentiate into all the cell types in the intestinal epithelium, including absorptive, goblet, enteroendocrine, and Paneth cells. These mature cells continue to move up the villi as they carry out their functions, except Paneth cells which move back down to reside at the base of the crypt.

When the mature cells reach the top of the villi, they undergo apoptosis—programmed cell death—and are shed. New cells continue to push up from below, continuously replacing the cells that are lost.

Stammzellen sind undifferenzierte Zellen, die sich teilen und mehr Stammzellen oder Vorläuferzellen produzieren,. Diese können sich dann in reife, spezialisierte Zelltypen differenzieren. Alle Zellen im Körper werden aus Stammzellen im frühen Embryo erzeugt. Kleine Populationen von Stammzellen sind auch immer noch in vielen adulten Geweben wie Knochenmark, Gehirn, Haut und Darm zu finden. Diese adulten Stammzellen produzieren typischerweise die verschiedenen Zelltypen, die in diesem Gewebe gefunden werden, um geschädigte Zellen zu ersetzen oder das Gewebe kontinuierlich zu erneuern.

Der Dünndarm

Das Epithel, das den Dünndarm auskleidet, wird kontinuierlich durch adulte Stammzellen erneuert. Es ist das Gewebe im menschlichen Körper, was am schnellsten ersetzt wird. Die meisten Zellen werden dabei innerhalb von 3-5 Tagen ersetzt. Das Darmepithel besteht aus Tausenden von Zotten, die in das Innere des Dünndarms ragen. Seine Oberfläche wird stark vergrößert, um die Aufnahme von Nährstoffen zu unterstützen.

Intestinale Stammzellen befinden sich an der Basis von Invaginationen, die Krypten genannt werden und zwischen den Zotten liegen. Sie teilen sich, um neue Stammzellen zu produzieren. Außerdem produzieren sie Tochterzellen (sogenannte Transit-Amplifikations-Zellen), die sich schnell teilen, die Zotten hinaufwandern und sich in alle Zelltypen des Darmepithels differenzieren. Dazu gehören absorptive, Kelch-, enteroendokrine und Paneth-Zellen. Diese reifen Zellen bewegen sich bei der Ausübung ihrer Funktionen weiter die Zotten hinauf. Eine Ausnahme bilden die Paneth-Zellen, die sich wieder nach unten bewegen, um an der Basis der Krypta zu residieren.

Wenn die reifen Zellen die Spitze der Zotten erreichen, durchlaufen sie die Apoptose Zelltod und werden abgestoßen. Bei der Apoptose handelt es sich um den programmierten Zelltod. Neue Zellen schieben sich von unten nach oben und ersetzen kontinuierlich abgestorbene Zellen.


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