Как самой себе нарастить реснички: Нарастить ресницы самой себе возможно, но не рекомендуется

Хочется иногда создать себе такой сногсшибательный взгляд, чтобы окружающие поразились невероятной красоте глаз. И если свои ресницы позволяют накрасить их до «небес», то дело за малым – взять за этот процесс. А если волоски на веках крошечные или скудные, то помочь может только наращивание.

Сама я не сторонница искусственной красоты, но в особые дни и по особым случаям можно себе позволить. Наращивание ресниц обычно проводится в специальных салонах или с выездом мастеров на дом, как в Asap Fancy, но не всегда на это есть деньги. Расскажу, как можно нарастить реснички самой себе в домашних условиях. Для начала разберемся со списком инструментов.

Потребуется:

• Искусственные реснички. Они могут быть отдельными волосками, пусками или цельными. Пучки в самостоятельном наращивании – оптимальнейший вариант.
• Клей для наращивания. Обратите внимание, что есть разные цвета и качество. Можно купить и водостойкий клей, чтобы ресницы продержались как можно дольше.
• Пинцет специальный или с неострыми краями (иначе они погнут волоски).
• Плоская основа под клей (картонка, пластиковая дощечка).
• Масло, ватные диски или ватные палочки для исправления ошибок.

Для начала необходимо подготовить кожу глаз: умыться и обезжирить веки тоником. Раскрыть упаковку с ресничками и выдавить небольшое количество клея на подготовленную плоскую основу. Очень осторожно пинцетом взять из упаковки пучок ресничек (или отдельную ресничку) и приклеить к ресничному контуру. Второй рукой необходимо немного зафиксировать реснички и дождаться пары секунд для подсыхания.

Лучше всего начинать клеить с внешнего края века и двигаться к внутреннему, чтобы контролировать интенсивность искусственного слоя. Те реснички, которые в центре или по внутреннему краю существенно отличаются от собственной длины, можно осторожно подрезать маникюрными ножничками, закругляя естественно их контур.

В случае, если где-то получилось намазать лишнюю порцию клея, можно устранить оплошность с помощью растительного масла. Нужно смочить ватную палочку или диск маслом и осторожно убрать клей. Скорее всего, ресничка отклеится вместе с ним – ее нужно заново приклеить, воспользовавшись пинцетом. Вот так. Ничего сложно нет, но взгляд меняется кардинально, даже от двух небольших пучков на внешних уголках глаз.

Как построить реснички | Центр исследований рака

Новое понимание регуляторных механизмов образования ресничек может помочь объяснить их аномалии при раке.

Реснички, латинское название ресниц, представляют собой тонкие, похожие на волосы выступы, обнаруживаемые на поверхности многих типов клеток. Реснички собраны центриолями, цилиндрическими структурами, которые также важны для правильного деления клеток во время митоза. Хотя они могут выглядеть хрупкими, реснички участвуют в ряде важных клеточных функций, включая восприятие изменений в окружающей среде, движение клеток, а также отправку и получение молекулярных сигналов.Дефекты сборки и функции центриолей и ресничек связаны с несколькими генетическими заболеваниями и раками.

CCR исследователи открыли новые механизмы регуляции сборки ресничек. В исследовании Developmental Cell , Christopher J. Westlake, Ph.D., и его команда показали, что белок Akt регулирует ключевой этап в инициировании образования ресничек. Между тем, исследователи во главе с Jadranka Loncarek, Ph.D., в статье в Nature Communications охарактеризовали ультраструктуру и динамику дистальных придатков центриолей, структур, локализованных на концах центриолей, которые опосредуют образование ресничек.

Ранее Вестлейк и его команда обнаружили, что белок Rab11 доставляет другой белок, Rabin8, на мембранных пузырьках к центриоле, стимулируя образование ресничек. В исследовании Developmental Cell они продемонстрировали на различных здоровых клетках человека, что Akt, белок, участвующий в передаче сигналов в клетках, блокирует эти взаимодействия и образование ресничек.

Лаборатория Loncarek использовала передовые методы микроскопии для точного картирования положения белков дистальных придатков, чтобы понять, когда и как они собираются на центриоле.Они также продемонстрировали, что дистальные придатки претерпевают драматическое ремоделирование перед клеточным делением, что ставит под сомнение мнение, что они остаются неизменными на протяжении всего клеточного цикла.

Эти два новых исследования механизмов сборки центриолей и ресничек раскрывают, как эти критические процессы происходят в здоровых клетках, и могут помочь объяснить, как они идут наперекосяк при болезнях человека.

Их также удивляет синхронизация ресничек — или ее отсутствие — ScienceDaily

В человеческих телах есть встроенные системы, позволяющие позаботиться о себе.Клетки, выстилающие наши легкие, нос, мозг и репродуктивную систему, имеют реснички, которые представляют собой крошечные, похожие на волосы структуры, предназначенные для выведения жидкостей, клеток и микробов, чтобы оставаться здоровыми. Но механизмы их движения до конца не изучены.

Группа исследователей из инженерной школы МакКелви и медицинской школы Вашингтонского университета в Сент-Луисе хотела определить, как длина влияет на механическую эффективность уничтожения ресничек. Они обнаружили, что большинство механических показателей, включая силу, крутящий момент и мощность, увеличиваются пропорционально длине ресничек, но с точки зрения эффективности есть «золотая середина».Полученные данные дают представление о ресничках у людей и о том, как дефекты приводят к заболеваниям, таким как первичная цилиарная дискинезия, которая связана с хроническими респираторными инфекциями, изменениями оси право-лево и пороками сердца. Результаты будут опубликованы в выпуске Biophysical Journal от 9 апреля.

Исследование проводилось под руководством Матье Боттье, научного сотрудника лаборатории Филипа Бейли, профессора машиностроения Lilyan & E. Lisle Hughes и заведующего кафедрой машиностроения и материаловедения; и лабораторию Сьюзен К.Датчер, профессор генетики, клеточной биологии и физиологии медицинского факультета. Исследователи использовали высокоскоростную видеомикроскопию, чтобы проанализировать модель ресничек и определить их механические характеристики. Проанализировав почти 400 видеороликов, команда обнаружила, что наиболее эффективное биение ресничек было при их естественной длине 10-12 микрон, или около одной пятой ширины человеческого волоса.

«Мы не ожидали, что короткие реснички не будут периодическими», — сказал Боттье. «Реснички все движутся, но мы не находим фактического рисунка биений — ничего не было синхронизировано — и это было нашим первым открытием.«

Команда использовала Chlamydomonas reinhardtii, одноклеточную зеленую водоросль, которая обычно плавает с двумя движущимися хвостами и часто используется в качестве модели ресничек млекопитающих. Боттье и Кайл Томас, старшие студенты бакалавриата, специализирующиеся в области биомедицинской инженерии, использовали мутанта, у которого только одна ресничка вращалась на месте, что позволило производить более длительную видеозапись. Они удалили ресничку, затем зафиксировали отрастание на видео. Ресничкам потребовалось около 90 минут, чтобы вернуться к своей нормальной длине, и хотя его форма волны немного отличалась от таковой у стандартных ресничек, его ключевые характеристики были схожими.

«Мы хотели увидеть биение ресничек, что мы и сделали с видео», — сказал Боттье. «Затем мы спросили, как мы можем описать это, и лучше всего было посмотреть на средний ритм. Мы записали пять или шесть циклов биений, которые периодически повторяются, и из этих пяти или шести мы можем восстановить одно среднее, которое удалит возможные выбросы «.

Биение реснички происходит через серию изгибов, которые начинаются у ее основания и доходят до кончика. Ученые обнаружили, что периодическое биение начинается, когда реснички становятся длиннее двух-четырех микрон, а это означает, что для биения ресничек необходима критическая длина.По словам Боттье, в предыдущем исследовании ученые не изучали реснички короче пяти или шести микрон. Еще одно новое наблюдение заключается в том, что частота биений в периодически бьющихся ресничках довольно постоянна в нормальном диапазоне длины ресничек, хотя она немного уменьшается по мере увеличения длины с четырех микрон до 12 микрон, сказал Бейли.

Эта работа может помочь понять человеческие мутации, которые делают реснички короткими, и то, как короткие реснички повлияют на исход болезни, сказал Датчер.

Томас сказал, что исследование дает лучшее понимание того, как работают реснички и что вызывает колебания.

«Существует множество различных моделей, объясняющих, что движет этим паттерном изгиба, поэтому это исследование помогло узнать, какие модели более точны, а какие могут иметь неточности, чтобы мы могли понять, когда возникает дисфункция ресничек, что вызывает ее, потому что это может вызвать некоторые разговоры о том, как мы будем лечить это », — сказал Томас.

Молекулярные выражения Биология клетки: Структура клеток животных

Реснички и жгутики

Реснички и жгутики — подвижные клеточные придатки, обнаруженные у большинства микроорганизмов и животных, но не у высших растений.У многоклеточных организмов реснички функционируют, чтобы перемещать клетку или группу клеток или помогать транспортировать жидкость или материалы мимо них. Дыхательные пути человека выстланы ресничками, которые предотвращают попадание вдыхаемой пыли, смога и потенциально вредных микроорганизмов в легкие. Помимо прочего, реснички также генерируют потоки воды, чтобы переносить пищу и кислород через жабры моллюсков и транспортировать пищу через пищеварительную систему улиток. Жгутики находятся в основном на гаметах, но также создают потоки воды, необходимые для дыхания и циркуляции губок и кишечнополостных.Для одноклеточных эукариот реснички и жгутики необходимы для передвижения отдельных организмов. Простейшие, принадлежащие к типу Ciliophora , покрыты ресничками, тогда как жгутики являются характеристикой группы простейших Mastigophora .

В эукариотических клетках реснички и жгутики содержат моторный белок динеин и микротрубочки, которые состоят из линейных полимеров глобулярных белков, называемых тубулином .Ядро каждой из структур называется аксонемой и содержит две центральные микротрубочки, которые окружены внешним кольцом из девяти дублетов микротрубочек. Одна полная микротрубочка и одна частичная микротрубочка, последняя из которых разделяет стенку канальца с другой микротрубочкой, составляют каждую дублетную микротрубочку (см. Рисунок 1). Молекулы динеина расположены по окружности аксонемы через равные промежутки по ее длине, где они перекрывают промежутки между соседними дублетами микротрубочек.

Плазматическая мембрана окружает весь комплекс аксонемы, который прикреплен к клетке в структуре, называемой базальным телом (также известной как кинетосома ). Базальные тельца поддерживают базовую структуру внешнего кольца аксонемы, но каждый из девяти наборов кольцевых филаментов состоит из трех микротрубочек, а не из дублета микротрубочек. Таким образом, базальное тело структурно идентично центриолям, которые находятся в центросоме, расположенной рядом с ядром клетки.У некоторых организмов, таких как одноклеточные Chlamydomonas , базальные тельца локально и функционально преобразованы в центриоли, а их жгутики резорбируются перед делением клеток.

Реснички и жгутики эукариот обычно различаются по размеру и количеству: реснички обычно короче и встречаются вместе в гораздо большем количестве, чем жгутики, которые часто бывают одиночными. Структуры также демонстрируют несколько разные типы движения, хотя в обоих случаях движение генерируется активацией динеина и, как следствие, изгибом аксонемы.Движение ресничек часто описывают как движение плети или сравнивают с взмахом груди при плавании. Соседние реснички движутся почти одновременно (но не совсем), так что в группах ресничек возникают волнообразные паттерны движения. Однако у эукариот жгутики демонстрируют плавные, независимые волнообразные движения. Прокариотические жгутики, которые имеют совершенно иную структуру, построенную на основе белка , флагеллина , движутся во вращательном режиме за счет базального двигателя.

Дефекты ресничек и жгутиков клеток человека связаны с некоторыми заметными проблемами со здоровьем.Например, наследственное состояние, известное как синдром Картагенера, вызвано проблемами с плечами динеина, которые проходят между микротрубочками, присутствующими в аксонеме, и характеризуется повторяющимися респираторными инфекциями, связанными с неспособностью ресничек дыхательных путей избавляться от бактерий или бактерий. другие материалы. Заболевание также приводит к мужскому бесплодию из-за неспособности сперматозоидов продвигаться через жгутики. Повреждение респираторных ресничек также может быть приобретенным, а не унаследованным, и чаще всего связано с курением сигарет.Например, бронхит часто вызывается скоплением слизи и дегтя в легких, которые невозможно удалить должным образом из-за повреждения ресничек, вызванного курением.

НАЗАД К СТРУКТУРЕ ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ

Вопросы или комментарии? Отправить нам письмо.

© 1995-2021, автор — Майкл В. Дэвидсон и Государственный университет Флориды. Все права защищены. Никакие изображения, графика, программное обеспечение, сценарии или апплеты не могут быть воспроизведены или использованы каким-либо образом без разрешения правообладателей.Использование этого веб-сайта означает, что вы соглашаетесь со всеми юридическими положениями и условиями, изложенными владельцами.

Этот веб-сайт поддерживается нашим

Последнее изменение: пятница, 13 ноября 2015 г., 14:18.

Счетчик доступа с 1 октября 2000 г .: 477054

Микроскопы предоставлены:

Узнайте, как очистить легкие после отказа от курения

Как долго восстанавливаются легкие после отказа от курения?

Время является важнейшим фактором восстановления легких после отказа от курения.

Всего через 12 часов после последней сигареты уровень угарного газа в крови возвращается к норме. Это помогает вашему телу получать кислород, необходимый для всех клеточных функций.

Важнейшим аспектом здоровья легких являются здоровые реснички. Реснички — это крошечные волосовидные органеллы, которые можно найти по всему телу. Реснички в легких удаляют мусор, слизь и другие загрязнители.

Улучшение легких начинается от 2 недель до 3 месяцев. Реснички в легких восстанавливаются от 1 до 9 месяцев.

На восстановление легких после отказа от курения потребуется время. Не существует волшебной таблетки, которая заставит дискомфорт в груди после отказа от курения исчезнуть, но есть несколько советов и приемов, как очистить легкие после курения, чтобы дать им шанс на скорейшее выздоровление.

Существуют ли естественные способы очистки легких?

Есть несколько естественных способов очистить легкие после отказа от курения, в том числе:

• Потребление детоксицирующих и противовоспалительных продуктов
• Избегание загрязняющих веществ
• Выполнение упражнений на глубокое дыхание
• Регулярные физические упражнения

Очистите легкие после отказа от курения:

Продукты, которых следует избегать:

Перечисленные ниже продукты выделяют слизь и могут увеличить ее содержание в легких, что затрудняет их очистку после отказа от курения.

Молочные продукты Сюда входят сыр, масло, сливки, йогурт, кефир и молоко (все молоко, включая обезжиренное, 1%, 2%, цельное и сырое органическое).

полуфабрикаты . Избегайте мяса, которое было модифицировано для увеличения срока хранения или улучшения вкуса, например вяленого мяса, бекона, ветчины, салями, колбасы, хот-догов, мясных консервов и т. Д.

Блюда быстрого приготовления являются сильно переработанными, и их следует избегать. Обработанные веганские / вегетарианские продукты и пищевые заменители (сырное мясо и заменители сыра) также являются сильными продуцентами слизи.

Упакованные полуфабрикаты, в том числе замороженные полуфабрикаты, можно оставить на полке.

Конфеты и сладости . Избегайте шоколадных батончиков, пирогов, тортов, пирожных, ириски, желатина и других сладких кондитерских изделий. Такие сладости могут быть приятной пищей для некоторых людей, но если после отказа от курения у вас болят легкие, эти продукты не помогут вам почувствовать себя лучше.

Кофеин . Избегайте кофе и чая или газированных напитков с высоким содержанием кофеина. Вместо этого пейте много воды.Зеленый чай содержит кофеин, но также очень богат антиоксидантами и, таким образом, может быть полезен при боли в легких после отказа от курения. Антиоксиданты могут помочь избавиться от токсинов по всему телу, включая легкие.

Мягкие продуценты слизи включают некоторые сюрпризы, такие как кукуруза и соевые продукты, жирные масла, орехи, семена, бобы, злаки (например, хлеб, ячмень, овес, киноа, сплет и рис), а также крахмалистые и жирные овощи (например, авокадо). , грибы, зеленый горошек, оливки, бананы, картофель и кабачки).

Многие продукты этой категории полезны для здоровья и обладают другими питательными свойствами. Отказ от всех легких продуцентов слизи вряд ли изменит правила игры при боли в легких после отказа от курения.

Продукты питания для потребления

Ананас . содержит соединение под названием бромелайн, которое помогает уменьшить воспаление. Бромелайн также помогает повысить эластичность легких, чтобы вы могли получать больше кислорода при более глубоком вдохе.

Мед .Некоторые неофициальные данные свидетельствуют о том, что чайная ложка меда, принимаемая ежедневно, может принести много пользы для здоровья, включая удаление загрязняющих веществ из легких. Даже если это не так эффективно, как утверждают некоторые, ложка вкусного меда — неплохое начало дня!

Цитрусовые и ягоды (лимоны, лаймы, апельсины, грейпфруты, кумкваты, черника, ежевика и т. Д.).

Листовая зелень и зелень (брюссельская капуста, сельдерей, спаржа, побеги бамбука, цветная капуста, брокколи, тимьян, розмарин, орегано и т. Д.)).

Редис (включая красный, дайкон, хрен и другие) имеет много преимуществ для здоровья, и они особенно хороши для уменьшения дискомфорта в легких после отказа от курения. Они устраняют излишки слизи, успокаивают боль в горле, очищают носовые пазухи и уменьшают застойные явления в дыхательной системе.

Пряные корни , включая чеснок, лук, имбирь и куркуму, отлично подходят для легких.

Продукты с высоким содержанием хлорофилла (включая сок пырей, спирулину и проросшие семена) помогают насыщать организм кислородом.

Что я могу пить, чтобы очистить легкие?

Детоксифицирующие напитки, которые могут помочь очистить легкие, включают

• Мед и горячая вода
• Зеленый чай
• Лимонная вода
• Морковный сок
• Клубника и имбирь
• Напитки, богатые калием, включая коктейли с апельсинами, бананом, шпинатом и ягодами

Очистить легкие после отказа от курения будет легче, если другие загрязнители не попадут в дыхательную систему.

Избегайте других курильщиков.

Пассивный дым не только раздражает ваши легкие, но и другие курильщики могут вызвать тягу к курению и, возможно, вызвать у вас рецидив. Также следует избегать дыма от других источников, таких как огонь или дровяные печи.

Обеспечьте вентиляцию и чистоту жилых помещений.

Домашний очиститель воздуха может удалять аллергены и твердые частицы, помогая вашим легким получить доступ к чистому воздуху.

Определенные растения помогают достичь этой цели.Подумайте о покупке комнатного растения, например, паука, каучукового дерева или мирной лилии.

Попробуйте спать с открытыми окнами, чтобы впустить немного свежего воздуха. Вытирание пыли и чистка пылесосом также помогают поддерживать чистый воздух в доме.

Хотя чистый дом помогает легким получать чистый воздух, многие бытовые чистящие средства содержат вредные химические вещества, и их следует использовать с осторожностью. Аммиак особенно сильно раздражает дыхательную систему.

Как очистить легкие после курения: дыхательные упражнения

Диафрагмальные дыхательные упражнения рекомендованы специалистами по легочной реабилитации для правильного функционирования легких.

Если у вас нет хронического заболевания легких, но после отказа от курения у вас болят легкие, эти упражнения помогут очистить легкие и восстановить их здоровье.

Дыхание через сжатые губы выполняется путем медленного вдоха через нос в течение примерно 2 секунд, выдоха через рот в течение примерно 4 секунд и сжатия губ для ограничения потока воздуха.

Сделайте устойчивый и медленный выдох. Дополнительное время, затрачиваемое на выдох по сравнению со вдохом, важно.

Обязательно расслабляйте голову, шею и плечи на протяжении всего упражнения. К преимуществам дыхательных упражнений со сжатыми губами можно отнести:

• Открытие дыхательных путей для облегчения дыхания.
• Удаление старого и несвежего воздуха из легких.
• Содействие расслаблению.
• Снимает одышку.

Диафрагмальное дыхание (также называемое дыханием животом) — еще одно дыхательное упражнение, которое помогает улучшить легочную функцию.

Выполнение этого упражнения поможет очистить легкие после отказа от курения.Диафрагмальное дыхание похоже на дыхание поджатыми губами, но добавляет элемент упражнения на диафрагму.

Чтобы практиковать диафрагмальное дыхание, положите одну руку на живот, а другую — на грудь. На вдохе позвольте руке на животе подняться, в то время как рука на груди остается на месте.

На выдохе медленно выдохните через сжатые губы. Используйте руку на животе, чтобы выпустить воздух. Повторите упражнение от 3 до 10 раз.

Преимущества диафрагмального дыхания:

• Укрепление и удлинение дыхательных мышц.
• Повышение кардиореспираторной подготовки.

Как очистить легкие после курения: физические упражнения

Физическая подготовка — важнейший аспект здорового тела, включая здоровые легкие.

Преимущества физических упражнений многочисленны и варьируются от контроля веса, снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний, улучшения психического здоровья и настроения до снижения риска некоторых видов рака.

Кроме того, упражнения высвобождают эндорфины и дофамин, которые помогают при отмене никотина.

Yoga включает в себя большой компонент дыхательных упражнений и упражнений для всего тела. Оба они полезны для здоровой функции легких и улучшают состояние легких после отказа от курения. Подумайте о том, чтобы добавить в свой распорядок дня занятия йогой.

Если вы не привыкли к физическим упражнениям, постепенно добавляйте их в свой распорядок дня.

Постепенно увеличивайте физическую активность по мере того, как недели превращаются в месяцы. Во время упражнений вы можете заметить, что в ответ на них разовьется кашель.

При выполнении упражнений мокрота и слизь в дыхательной системе вытесняются, и вы кашляете, чтобы вывести их из организма.

Кашель может вызывать дискомфорт, но избавление от всего этого мусора поможет вылечить легкие после отказа от курения. Ударьте двух зайцев одним выстрелом и выйдите на улицу, чтобы потренироваться на свежем воздухе.

Становятся ли ваши легкие лучше после отказа от курения?

Хотя диета, дыхательные упражнения и физические упражнения могут помочь восстановить повреждение легких и укрепить здоровье легких, суть в том, что курение (особенно длительное) вызывает серьезные повреждения легких, которые могут быть необратимыми.

Тем не менее, продолжение курения только усугубит этот ущерб и приведет к повышению вероятности хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) и рака легких.

Чем раньше вы бросите курить, тем выше ваши шансы на восстановление легких.

Существует множество продуктов, утверждающих, что они очищают легкие после отказа от курения, но нет никаких научных доказательств того, что какой-либо из этих продуктов работает.

По словам доктора Джошуа Энглерта «В Интернете продается бесчисленное количество продуктов, которые заявляют, что удаляют токсины из легких, но нет научных исследований, подтверждающих использование любого из них.”

Хотя эти методы обычно не причиняют никакого вреда, важно понимать, что быстрых способов устранения повреждения легких, вызванного курением, не существует.

Легкие сами очищаются. Со временем, если вы воздержитесь от курения, пассивного курения и любых других загрязнителей легких, таких как вейпинг или плохое качество воздуха, ваши легкие начнут восстанавливаться.

Могут ли легкие очиститься после 40 лет курения?

Если вы курили десятилетиями, вашим легким потребуются десятилетия, чтобы восстановить себя, и они, скорее всего, никогда не вернутся в норму.Тем не менее, бросить курить через 40 лет лучше, чем продолжать курить 45 или 50 лет.

Никогда не поздно бросить курить, и хотя ваши легкие могут никогда не зажить полностью, они начнут поправляться, как только вы бросите курить, даже если вы курили всю свою жизнь.

Одно крупное исследование показало, что после 20 лет отказа от курения риск ХОБЛ падает до того же уровня, как если бы вы никогда не курили. После 30 лет риск рака легких также снижается до уровня некурящих.

Как видите, легкие заживают десятилетиями, и чем больше вы курите, тем дольше этот процесс.

Можно ли удалить смолу из легких?

Да, можно удалить смолу из легких с помощью натуральных средств, которые помогут легким восстановиться после курения. После того, как вы бросите курить, реснички постепенно заживут, что поможет удалить смолу из легких.

Если вы курите долгое время, у вас в легких есть смола. Деготь относится к токсичным частицам, остающимся в легких.Смола выстилает легкие и окрашивает их в черный цвет. Он повреждает реснички в легких и дыхательных путях, которые отвечают за их очистку.

Смола также содержит токсины, такие как окись углерода, аммиак и цианистый водород.

Исследования показывают, что на каждые 6 лет курения требуется 1 год, чтобы удалить такое количество смолы из легких.

Не существует процедуры или лекарства, мгновенно удаляющего смолу из легких.Этот процесс требует времени. После того, как вы бросите курить, реснички начнут восстанавливаться и медленно, но верно приступят к удалению смолы из ваших легких.

Реснички могут зажить от 1 до 9 месяцев после того, как вы бросите курить.

Защитите свои легкие

Если вы бросили курить и работаете над лечением легких, проявите терпение, избегайте загрязняющих веществ, избегайте ситуаций, которые могут вызвать тягу к курению, и в целом поддерживайте здоровый образ жизни.

Не вдыхайте ничего, кроме чистого чистого воздуха, и старайтесь поддерживать свое здоровье.Такие заболевания, как бронхит и даже простуда, могут привести к увеличению выработки слизи, что ухудшит ваши легкие.

Оставаясь здоровым, вы даете своему телу больше шансов на выздоровление.

Немедленно обратитесь к врачу, если после отказа от курения у вас возникла боль в груди, отдающая в левую руку, шею и челюсть; стеснение, сжатие или тяжесть в груди; одышка, потливость и тошнота.

Средство для очистки легких для курильщиков

Если вы пытаетесь бросить курить, вам может помочь врач.

Исследования показывают, что разговор с врачом о прекращении курения увеличивает ваши шансы на успех более чем в два раза.

Врач может помочь составить план отказа от курения, который подходит именно вам, включая рекомендации по безрецептурным лекарствам или лекарствам для прекращения курения, таким как Chantix.

Если вы готовы бросить курить, позвоните или забронируйте онлайн с PlushCare, чтобы записаться на видеовстречу к ведущему врачу США сегодня. Наши врачи помогли бесчисленному количеству пациентов бросить курить, предоставив поддерживающие реалистичные планы лечения, включая необходимые рецепты.

Подробнее о том, как очистить легкие после отказа от курения

Советы по поддержанию здоровья легких

Иногда мы воспринимаем наши легкие как должное. Они поддерживают нас живыми и здоровыми, и по большей части нам не нужно о них думать. Вот почему так важно уделять первоочередное внимание здоровью легких.

В вашем теле есть естественная защитная система, предназначенная для защиты легких, сдерживая попадание грязи и микробов. Но есть несколько важных вещей, которые вы можете сделать, чтобы снизить риск заболеваний легких.Вот несколько способов сохранить здоровье легких.

Не кури

Курение сигарет — основная причина рака легких и хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), включая хронический бронхит и эмфизему. Сигаретный дым может сузить дыхательные пути и затруднить дыхание. Это вызывает хроническое воспаление или отек легких, что может привести к хроническому бронхиту. Со временем сигаретный дым разрушает легочную ткань и может вызвать изменения, перерастающие в рак.Если вы курите, бросить курить никогда не поздно. Американская ассоциация легких может помочь, когда вы будете готовы.

Избегайте воздействия загрязнителей в помещении, которые могут повредить ваши легкие

Пассивное курение, химические вещества в доме и на рабочем месте, а также радон — все это может вызвать или усугубить заболевание легких. Сделайте свой дом и машину свободными от табачного дыма. Проверьте свой дом на радон. Избегайте занятий спортом на открытом воздухе в дни с плохим воздухом. И поговорите со своим врачом, если вы беспокоитесь, что что-то в вашем доме, школе или на работе может вызвать у вас заболевание.

Сведите к минимуму воздействие загрязнения наружного воздуха

Качество воздуха снаружи может меняться день ото дня, и иногда оно вредно для здоровья. Знание того, как загрязнение атмосферного воздуха влияет на ваше здоровье, и полезные стратегии минимизации длительного воздействия могут помочь вам и вашей семье в благополучии. Изменение климата и стихийные бедствия также могут напрямую влиять на здоровье легких.

Предотвратить инфекцию

Простуда или другая респираторная инфекция иногда могут стать очень серьезными. Есть несколько способов защитить себя:

• Часто мойте руки водой с мылом.Чистящие средства на спиртовой основе — хорошая замена, если вы не можете мыться.
• Избегает скопления людей в сезон простуды и гриппа.
• Хорошая гигиена полости рта может защитить вас от микробов во рту, ведущих к инфекциям. Чистите зубы не реже двух раз в день и посещайте стоматолога не реже одного раза в шесть месяцев.
• Делайте ежегодно прививку от гриппа. Поговорите со своим врачом, чтобы узнать, подходит ли вам вакцина от пневмонии. Когда вам доступна вакцина COVID-19, мы рекомендуем вам использовать этот безопасный и эффективный инструмент для предотвращения тяжелых заболеваний.
• Если заболел, держи при себе! Защищайте окружающих вас людей, в том числе своих близких, соблюдая дистанцию. Не ходите на работу или в школу дома, пока не почувствуете себя лучше.

Регулярные осмотры

Регулярные осмотры помогают предотвратить заболевания, даже если вы чувствуете себя хорошо. Это особенно верно в отношении заболеваний легких, которые иногда остаются незамеченными, пока не становятся серьезными. Во время осмотра ваш лечащий врач послушает ваше дыхание и выслушает ваши опасения.Если вам нужна медицинская страховка, узнайте больше о возможных вариантах.

Exercise

Если вы молоды или стары, стройны или крупны, здоровы или живете с хроническим заболеванием или инвалидностью, физическая активность может помочь сохранить ваши легкие здоровыми. Узнайте больше о том, как упражнения могут укрепить ваши легкие.

Самовосстанавливающиеся клетки

Наука. Авторская рукопись; доступно в PMC 2017, 9 декабря.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC5664224

NIHMSID: NIHMS914482

Как отдельные клетки залечивают разрывы мембран и восстанавливают утраченные структуры

Sindy K.Я. Тан

¹ Кафедра машиностроения, Стэнфордский университет

Уоллес Ф. Маршалл

² Кафедра биохимии и биофизики Калифорнийского университета в Сан-Франциско

¹ Кафедра машиностроения, Стэнфордский университет

² Кафедра биохимии и биофизики Калифорнийского университета в Сан-Франциско

Abstract

Многие организмы и ткани обладают способностью к исцелению и регенерации, как это необходимо для нормальной физиологии и патогенеза. Однако эти восстановительные активности можно также наблюдать на уровне отдельных клеток. Физические и молекулярные механизмы, с помощью которых клетка может излечивать разрывы мембран и восстанавливать поврежденные или отсутствующие клеточные структуры, остаются плохо изученными. В этом обзоре представлены современные представления о заживлении ран и регенерации как о двух различных аспектах самовосстановления клеток путем изучения нескольких модельных организмов, которые продемонстрировали высокую способность к восстановлению, включая ооцитов Xenopus , Chlamydomonas и Stentor coeruleus .Хотя остается много открытых вопросов, понимание того, как клетки восстанавливают себя, важно для нашего механистического понимания клеточной биологии. Он также имеет потенциал для новых применений и терапевтических подходов к лечению болезней человека.

Введение

Клетки обычно мягкие, мягкие и легко повреждаются. Однако многие могут отремонтировать себя после того, как их прокололи, разорвали или даже разорвали пополам, когда они были повреждены из-за нормального износа нормальной физиологии или в результате травмы или патологии.Клетка похожа на космический корабль: при проколе цитоплазма выливается наружу, как кислород, выходящий из поврежденного космического модуля. Как и Аполлон-13, поврежденная клетка не может рассчитывать на то, что кто-то ее починит. Он должен восстанавливать себя, сначала останавливая потерю цитоплазмы, а затем регенерировать, восстанавливая структуры, которые были повреждены или утеряны. Понимание того, как они восстанавливаются и восстанавливаются, может помочь в лечении состояний, связанных с повреждением клеток.

Стандартный вопрос, который мы задаем студентам, — это определить, что значит быть живым.Это на удивление сложно сделать точно, но, безусловно, одна из замечательных особенностей живых систем, которая отличает их от созданных людьми машин, — это их способность лечить и восстанавливать себя. На многоклеточном уровне ремонт и регенерация осуществляются путем создания новых клеток взамен утраченных. Таким образом, этот тип восстановления является прямым следствием другой основной особенности живых систем — способности клетки воспроизводить себя. Никаких дополнительных процессов, кроме деления клеток, не требуется.На уровне отдельной клетки гораздо менее очевидно, как происходит самовосстановление.

В этом обзоре мы будем различать заживление ран и регенерацию как два аспекта самовосстановления, которые служат разным целям, и обсудим каждый аспект отдельно. Заживление ран — это процесс, который останавливает дальнейшую потерю материала, почти так же, как сгусток крови останавливает дальнейшую потерю крови. С другой стороны, регенерация — это процесс, с помощью которого клетка специально восстанавливает и заменяет недостающие компоненты (органеллы, плазматическую мембрану, цитоплазму и т. Д.).) после стабилизации раны. Некоторые клетки могут заживлять раны, но не могут восстанавливаться. Например, если гигантскую одноклеточную инфузорию Bursaria разрезать пополам, половинки заживают свои поверхности и выживают, но они теряют все свои корковые структуры, становятся сферическими, энцистируют, а затем заново развивают новый корковый узор с нуля ( 1). Мы противопоставляем такие случаи клеткам, которые способны обнаруживать недостающие структуры и, в частности, регенерировать отсутствующие или поврежденные части.

Примеры самовосстанавливающихся клеток

Многие типы клеток могут заживлять раны и восстанавливать недостающие структуры ().Иногда нейроны способны восстанавливать и регенерировать поврежденные аксоны (2, 3), что важно, поскольку они не размножаются. Сердечные миоциты обычно получают механические ранения во время сердечных сокращений, они способны выжить и залечить разрывы мембран (4, 5).

Примеры самовосстанавливающихся ячеек. Заживление проколотого ооцита Xenopus , где темная и светлая половины представляют собой животный и растительный полюсы соответственно. Возобновление роста поврежденных аксонов в нейронах. Регенерация жгутиков у Chlamydomonas .В каждом случае регенерированные компоненты выделяются красным цветом. Точки представляют потерю содержимого ячейки из участков повреждения.

Заживление ран широко изучено на ооцитах Xenopus (6, 7). Ооцит Xenopus , хотя и продуцируется многоклеточным животным, представляет собой большую единичную клетку, которую легко получить и с которой можно работать. При проколе стеклянной иглой или лазерной абляцией ооцит быстро восстанавливает неповрежденную плазматическую мембрану.

Некоторые одноклеточные модельные системы иллюстрируют клеточную регенерацию.Преимущество изучения свободноживущих одноклеточных организмов состоит в том, что их нормальное поведение можно изучать без влияния каких-либо соседних клеток, как это было бы в случае клеток внутри ткани. Это важно, потому что, если клетка регенерируется в тканевом контексте, нельзя быть уверенным, исходит ли необходимая пространственная информация от самой клетки или от информации, поступающей от соседних клеток.

Chlamydomonas — одноклеточная зеленая водоросль, окруженная толстой клеточной стенкой.Два подвижных жгутика длиной примерно 10 микрон выступают из отверстий в клеточной стенке, позволяя клетке плавать. Когда клетка подвергается стрессу (например, из-за pH-шока), она отрезает собственные жгутики. Этот процесс, известный как жгутиковая аутотомия (8), предположительно помогает клетке выжить во враждебной среде, устраняя единственную уязвимую точку, не окруженную клеточной стенкой. После снятия стресса жгутики вырастают снова в течение 90 минут. Регенерация жгутиков у Chlamydomonas представляет собой простую и хорошо воспроизводимую парадигму для изучения регенерации органелл.

Другой классической системой для изучения регенерации одиночных клеток является Stentor coeruleus (). Стентор — это гигантская инфузория синего цвета, которая может достигать размеров более миллиметра. Клетка Stentor имеет форму конуса с круговым ротовым аппаратом (ОА), состоящим из тысяч ресничек на переднем конце клетки, специализирующихся на всасывании частиц пищи. Клетки Stentor демонстрируют удивительную способность к самовосстановлению после ранения. Когда части клетки Stentor , такие как ОА, удаляются с помощью стеклянной иглы или когда клетки разрезаются пополам, они могут самовосстанавливаться без потери цитоплазмы (9).Вместо этого клетка продолжает жить и может регенерировать недостающие компоненты за считанные часы (10). В разделенных пополам клетках обе половины могут регенерироваться, потому что Stentor содержит макронуклеус с высокой степенью полиплоидности, так что даже небольшие фрагменты клетки будут содержать достаточно геномных копий, чтобы выжить. Регенерация OA в Stentor была основной парадигмой для изучения клеточной регенерации (). Хотя ОА расположен на переднем конце клетки, он сначала не регенерирует в своем первоначальном месте.Вместо этого клетка синтезирует все базальные тельца, необходимые для сборки ОА на участке на поверхности клетки примерно на полпути по длине тела клетки, где узкие и широкие полосы пигмента встречаются друг с другом. Эти базальные тела образуют полную структуру ОА, в результате чего он известен как оральный зачаток. Затем примордий мигрирует к переднему концу клетки и поворачивается в правильную ориентацию. Весь этот процесс иногда происходит спонтанно в присутствии существующего ОА, который затем рассасывается и заменяется новым.Этот процесс замещения известен как «реорганизация», который, как предполагается, помогает обеспечить правильное масштабирование размера ОА в зависимости от размера клетки по мере роста клетки.

Регенерация и реорганизация ротового аппарата (зеленый) Stentor coeruleus . Синие линии обозначают полоски пигмента на поверхности, а красная область обозначает зачаток ротовой полости. На противоположном конце орального аппарата Stentor имеет задний фиксатор, который клетка использует для прикрепления к твердой подложке.Когда ротовой аппарат восстанавливается после удаления, он сначала собирается как зачаток ротовой полости, который затем мигрирует к переднему концу и становится новым ротовым аппаратом.

Эти примеры иллюстрируют способность клеток заживлять раны и восстанавливать недостающие структуры. Механизмы, используемые для самовосстановления в этих случаях, остаются неясными и представляют собой интересную проблему для клеточной биологии. Несколько вопросов касаются как заживления ран, так и регенерации. Во-первых, отражает ли восстановление конститутивное поведение или для его запуска нужен активный путь? Например, учитывая, что Stentor OA самопроизвольно заменяется во время реорганизации, может ли регенерация OA просто рассматриваться как ускоренная форма того же самого процесса оборота, при котором OA иногда заменяется новым? Или существует отдельная сигнальная программа, которую нужно запустить, чтобы запустить регенерацию? Многие самоорганизующиеся системы могут восстанавливать паттерн после возмущения.Важно определить, является ли заживление ран и / или регенерация «ответом», когда необходимо включить пути, или просто отражает конститутивную клеточную активность. Если ремонт запускается, что является стимулом? Как клетка обнаруживает, что что-то не так? Наконец, как только срабатывает репаративный ответ, как он на самом деле осуществляется на молекулярном уровне?

Заживление ран

Прежде чем обсуждать, как заживляют раны, мы сначала рассмотрим размер и временные масштабы, которые характеризуют проблему заживления ран.Отверстия в клеточных мембранах происходят довольно регулярно, но не все отверстия распознаются клеткой как раны, чтобы вызвать реакцию заживления. Например, небольшие поры мембраны образуются спонтанно из-за движения липидов. Основываясь на исследованиях плоских двухслойных липидных мембран, было обнаружено, что, когда поры маленькие (<~ 10 нм), восстанавливающая сила за счет натяжения мембраны повторно закрывает эти поры (11, 12). В физиологических условиях мембрана также может проникать в процессы, такие как конъюгация в бактериях, которые используют пили - трубчатые каналы (~ 10 нм) - для переноса ДНК от одной клетки к другой (13).В vitro клеточные мембраны были проницаемы во время таких процессов, как электропорация, микроинъекция и, в последнее время, «нанотрубки», которые представляют собой полые нанотрубки из оксида металла (~ 100 нм) для внутриклеточной доставки ионов и молекул (14, 15) . Эти процессы обычно не повреждают клетку и не вызывают реакции раны. Итак, когда же отверстие распознается как рана?

Одна из перспектив — рассмотреть функцию мембраны, которая состоит в том, чтобы отделить внутриклеточную среду от внешней и поддерживать физиологические концентрации ионов, белков и других макромолекул.Таким образом, внезапное изменение внутриклеточной среды может служить индикатором, предупреждающим клетку о разрыве мембраны. В частности, приток ионов кальция часто является ключевым триггером реакции на рану (6, 16, 17). С физиологической точки зрения это имеет смысл, учитывая, что Ca ²⁺ является важным внутриклеточным посредником и лежит в основе многих важных сигнальных путей. Избыточный внутриклеточный уровень Ca ²⁺ токсичен и может привести к гибели клеток (18, 19). Несмотря на то, что, насколько нам известно, ни одна из работ не описала в явном виде минимальный размер разрыва мембраны, чтобы вызвать реакцию раны, можно ожидать, что отверстие должно быть достаточно большим и длиться достаточно долго, чтобы позволить притоку ионов, таких как Ca ²⁺ , нарушить внутриклеточная среда, чтобы ее можно было распознать как рану.

После обнаружения дыры, сколько времени нужно ячейке, чтобы исправить ее, прежде чем будет нанесен необратимый ущерб? Как и в случае утечки кислорода из космического корабля, потерю можно допустить, но только до определенного предела. В случае клетки рана должна быть своевременно закрыта, чтобы предотвратить чрезмерную потерю клеточной массы, а также приток и накопление нежелательных компонентов из внешней среды. В отсутствие реакции раны можно применить уравнение для потока через круглое отверстие, чтобы оценить скорость утечки Q клеточной массы из проколотой клетки (20).Предполагая, что цитоплазма представляет собой простую жидкость, вытекающую из мембранной раны, Q = r ³ ΔP / (3μ _i ), , где r — радиус раны, ΔP — разница давлений на мембраны, а μ _i — вязкость внутренней жидкости. Предполагая Δ P ~ 10 Па, μ _i ~ 1 — 100 мПа-с (в 1 — 100 раз больше, чем у воды), скорость утечки составит ~ 80% — 0,8% объема ячейки в секунду для размер раны составляет 10% от размера клетки.Это простое приближение игнорирует сложность многих аспектов клетки (например, вязкоупругих свойств цитоплазмы). Тем не менее, чисто с точки зрения физики и массопереноса, это приближение предполагает, что заживление должно происходить от секунд до десятков секунд, а не дней, чтобы предотвратить чрезмерную потерю клеточной массы. Если мы рассмотрим приток нежелательных компонентов (например, Ca ²⁺ ) путем простой диффузии, мы получим аналогичную шкалу времени t ~ x ² / D ~ 1 — 10 секунд для расстояния x ~ 10 мкм м и коэффициент диффузии D ~ 10 ⁻¹⁰ — 10 ⁻¹¹ м ² / с (21).Действительно, в исследованиях с использованием довольно широкого спектра типов клеток, включая яйца морских ежей (22), фибробласты (23), альвеолярные эпителиальные клетки (24), временные масштабы герметизации раны составляли от нескольких секунд до десятков секунд.

Тем не менее, некоторым клеткам требуется от нескольких минут до нескольких часов, чтобы закрыть рану. Такие различия можно объяснить, рассматривая параметры в приближениях массопереноса, приведенных выше. Например, низкий внеклеточный уровень Ca ²⁺ замедлит диффузионный приток и последующее накопление Ca ²⁺ до уровня, необходимого для запуска раневой реакции (17).Точно так же высокая вязкость клеток снизит скорость утечки клеточной массы. В обоих случаях клетка не должна заживать так быстро. В отношении первого случая было обнаружено, что в отсутствие Ca ²⁺ яйца морских ежей не закрывали их раны (22). Что касается второго случая, гигантские аксоны дождевых червей заживают за несколько минут. По совпадению, эти аксоны также имеют плотно упакованный цитоскелет, который может замедлять диффузию (25).

Как клетки залечивают раны в нужное время? Механизм заживления ран был относительно хорошо изучен на нескольких модельных системах, таких как яйца морских ежей и ооцитов Xenopus , и был рассмотрен в других работах (6, 17, 26, 27).Здесь мы кратко опишем известные механизмы. Общепризнанно, что Ca ²⁺ необходим для запуска реакции раны. Еще в 1930 году Хайльбрунн сообщил, что Ca ²⁺ необходим для заживления ран (28), требование, наблюдаемое во многих других типах клеток (22, 29). Использование Ca ²⁺ в качестве триггера для реакции на рану имеет смысл не только из-за физиологического значения Ca ²⁺ , но и с инженерной точки зрения. Для многих типов клеток несвязанный Ca ²⁺ имеет самый крутой градиент концентрации на клеточной мембране (~ 10 ⁴ -кратная разница для Ca ²⁺ ; <10 ² -кратная разница для других ионов, таких как Na ⁺ , K ⁺ и Mg ²⁺ ) (30, 31).Использование видов с крутым градиентом в качестве триггера увеличивает чувствительность клетки к травмирующим событиям. Но что на самом деле делает кальций для заживления раны?

В целом было показано, что Ca ²⁺ запускает два дополнительных механизма, основанных на предшествующих исследованиях на нескольких модельных организмах (): 1) Заплатка отверстия в мембране путем индукции слияния мембран посредством ряда процессов, включая экзоцитоз, эндоцитоз , и недавно описанный «взрыв», который включает слияние внутриклеточных компартментов, которые затем разрываются наружу на стороне, обращенной наружу клетки (17, 32).Дополнительные мембраны могут происходить из внутриклеточных везикул и органелл. 2) Образование кисетной нити актомиозина, которая сжимается вокруг раны. Это сокращение заставляет неповрежденную мембрану и подлежащий кортикальный цитоскелет закрыть рану (6, 17).

Исследования заживления ран на модельных клетках, таких как ооцитов Xenopus и мышечных клетках, показали, что этот процесс запускается притоком Ca ²⁺ и окислительных форм. Эти виды вызывают слияние мембран, происходящих из внутриклеточных везикул и органелл, а также сокращение актомиозиновой кошельковой нити вокруг места раны.

Ca ²⁺ может быть не единственным сигналом, запускающим заживление ран. Недавно было обнаружено, что окислительные виды из внеклеточной среды играют роль, которая не зависит от реакции раны, запускаемой Ca ²⁺ . Было высказано предположение, что при ранении поперечно-полосатых мышц окисление вызывает олигомеризацию MG53, мышечно-специфичного белка семейства трехчастных мотивов, и может привлекать MG53-содержащие везикулы в место раны (33). Поступление Ca ²⁺ затем приводит к слиянию везикул с мембраной, чтобы залатать рану.В отдельном исследовании перерезки нейронов было обнаружено, что мелатонин, антиоксидант, снижает скорость заживления, поддерживая окисление в качестве дополнительного триггера для ответа на рану (2).

Регенерация

После заживления раны клетка сталкивается с проблемой восстановления поврежденных или утраченных структур. Популяции делящихся клеток может не потребоваться активный механизм регенерации, потому что по мере пролиферации клеток они будут строить новые структуры в ходе нормального роста.В отсутствие активного пути регенерации клеточные структуры будут продолжать расти в размерах и количестве, а затем будут разделены между дочерними клетками при делении клетки. Для органелл, которые растут с постоянной скоростью и затем распределяются между дочерними, было показано, что этих двух процессов достаточно для восстановления размера органелл после возмущения (34), но восстановление размера может занять много поколений клеток. Другие клетки могут восстанавливать утраченные или поврежденные структуры в течение одного клеточного цикла.Мы обсудим две модельные системы — регенерацию жгутиков в Chlamydomonas и регенерацию орального аппарата в Stentor .

Регенерация жгутиков у Chlamydomonas (35) и оральная регенерация у Stentor (36) сопровождаются активацией транскрипции и трансляцией белков, связанных с регенерируемой структурой. Транскрипция обязательна для регенерации Stentor OA, но не для регенерации жгутиков Chlamydomonas .Если жгутики удаляются в присутствии ингибиторов трансляции, жгутики все еще регенерируют, но только до половины нормальной длины (37), предполагая, что синтез нового белка запускается во время регенерации, чтобы обеспечить достаточное количество материала для достижения правильной конечной длины. Как клетка узнает, что жгутик или ОА, соответственно, были удалены, чтобы запустить программы транскрипции? В принципе, клетка может узнать, что структура отсутствует, обнаружив: 1) потерю функции структуры; 2) удаление структуры, приводящей к ячеистым напряжениям, возникающим при отрыве части ячейки; или 3) отсутствие сигнальной молекулы, продуцируемой структурой, если она присутствует.

Для жгутиков, функция которых заключается в создании потока жидкости, паралич не вызывает регенерацию, а разрывает, что позволяет предположить, что стимул не является потерей функции. Если отрублен только один жгутик, он будет регенерировать с кинетикой, аналогичной той, когда оторваны оба жгутика. В то время как это происходит, другой жгутик укорачивается, пока оба жгутика не достигают одинаковой длины (38), предположительно из-за конкуренции за белки-предшественники (39). Затем два жгутика вырастают до нормальной длины. Если этот эксперимент повторить с ингибиторами трансляции, два жгутика станут короче (38), подразумевая, что экспрессия гена может быть запущена даже при удалении только одного жгутика.Этот результат противоречит модели, в которой присутствие жгутиков производит тормозной сигнал, который держит гены выключенными.

Что является триггером регенерации в Stentor ? Если OA трансплантируется на клетку, которая находится в процессе регенерации, регенерация немедленно останавливается, и зачаток ротовой полости резорбируется (40), что позволяет предположить, что присутствие OA генерирует тормозной сигнал, который предотвращает образование нового зачатка полости рта. Если клетку Stentor перемешать стеклянными иглами, она обычно образует один или несколько зачатков ротовой полости, но это полностью предотвращается, если на измельченную клетку прививается новый ОА (41).И наоборот, если две клетки пересаживают вместе с последующим хирургическим удалением одной ОА, образуются два зачатка полости рта, даже если остается один интактный ОА (42). Этот эксперимент предполагает, что стимул, запускающий регенерацию, — это не полная потеря всех OA, а скорее отсутствие OA, соответствующего сайту зачатка. Тем не менее, сообщалось, что регенерацию можно ингибировать путем случайного введения изолированного ОА в цитоплазму регенерирующей клетки (43). Таким образом, позиционные требования к ингибированию остаются неясными.

Доказательства того, что регенерация полости рта в Stentor может быть вызвана потерей одного орального аппарата. Одной из сильных сторон Stentor как модельной системы является возможность трансплантации клеток и фрагментов клеток вместе. В изображенном здесь эксперименте две клетки пересаживаются вместе, образуя дублетную клетку, которая имеет два оральных аппарата. Если затем удалить один ОА хирургическим путем, обе слитые клетки образуют зачатки полости рта (красные), так что одна половина дублета регенерируется, а другая реорганизуется.

Возможности и приложения

Хотя многие исследования репарации отдельных клеток были выполнены на низших организмах, выявленные механизмы имеют потенциал для новых стратегий лечения болезней человека. Например, метастазы могут подвергать раковые клетки разрушающим механическим силам. Способность опухолевых клеток восстанавливать свою ядерную оболочку, которая часто разрывается во время метастазирования, когда они проникают в ткани, необходима для выживания клеток (44). Ингибирование репарации ядер в таких клетках может снизить метастатический потенциал.В другом примере клетки могут быть проколоты во время атаки бактериальных патогенов. Например, стрептолизин-О (SLO), продуцируемый Streptococcus pyogenes , образует мембранные поры диаметром до 38 нм (45). Если бы можно было временно сделать клетки пациента более уязвимыми к повреждениям, это могло бы вызвать «защиту выжженной земли», в результате чего инфицированные клетки умирали бы, ограничивая дальнейшее распространение инфекции. И наоборот, понимание того, как клетки восстанавливаются и регенерируются, открывает потенциал для стратегий регенеративной медицины, в которых поврежденные клетки могут быть побуждены к регенерации in situ, а не заменять их новыми клетками.

Использование этих возможностей требует разработки инструментов и анализов, подобных тем, которые используются при исследованиях ран на тканевом уровне. Воспроизводимый, физиологически релевантный и высокопроизводительный анализ позволит идентифицировать экспрессию генов и задействованные молекулярные пути. Например, эксперименты по ранению в Stentor по-прежнему в основном основаны на ручной хирургии с использованием стеклянных игл (46). Этот метод не менялся более 100 лет, он медленный и трудновоспроизводимый.В последнее время при ранении все чаще применяется лазерная абляция. Лазерное ранение позволяет точно контролировать положение и размер раны. Однако влияние лазера на клетки все еще является активной областью исследований (50, 51). Производительности также может быть недостаточно для создания достаточного количества клеток на той же стадии процесса их восстановления для молекулярных исследований, таких как секвенирование РНК. В дополнение к методу ранения необходимы методы количественной оценки заживления. Измерение размера раны на основе изображений ограничено оптическим разрешением и доступностью мембранных красителей.Альтернативный метод — измерение скорости внешнего поглощения красителя — может вводить в заблуждение, поскольку поглощение зависит не только от размера раны, но и от вязкоупругости цитоскелета, которая может динамически изменяться в процессе заживления.

Восстановление единичных клеток все чаще признается консервативным явлением в широком диапазоне биологических систем. Очевидно, что остается много открытых вопросов, в частности, о молекулярных механизмах заживления и регенерации ран. Эти явления также вызывают более серьезные вопросы.Например, вопрос о наименьшем клеточном фрагменте, от которого клетки могут лечить, также заставляет задуматься о минимальном наборе компонентов, необходимых для заживления и последующего выживания. Такой минимальный набор, возможно, может быть другим подходом к определению «минимальной ячейки». Таким образом, понимание того, как клетки восстанавливают себя, важно не только для нашего механистического понимания клеточной биологии, но и, в конечном счете, для понимания того, что значит быть живым.

Благодарности

Авторы благодарят сотрудников своих лабораторий за множество интересных бесед.Работа в авторских лабораториях по заживлению ран и регенерации поддерживается грантом NSF № 1517089 (ST и WM) и грантом NIH GM113602 (WM), соответственно. Оба автора выражают признательность NSF за поддержку № 1548297.

Сноски

^* Эта рукопись была принята к публикации в журнале Science. Эта версия не подвергалась окончательному редактированию. Пожалуйста, обратитесь к полной версии записи на http://www.sciencemag.org/. Рукопись не может быть воспроизведена или использована каким-либо образом, не подпадающим под действие положений Закона об авторском праве о добросовестном использовании, без предварительного письменного разрешения AAAS.

Понимание того, как отдельные клетки восстанавливаются и регенерируются, лежит в основе нашего механистического понимания клеточной биологии и может помочь в лечении состояний, связанных с повреждением клеток.

Список литературы

Реснички в клетках: определение, функции и структура — видео и стенограмма урока

Как функционируют реснички?

Реснички состоят из более мелких кусочков белка, называемых тубулином , и соединены с клеткой базальным тельцем.Эти кусочки тубулина производятся в клетке, а затем транспортируются на поверхность. Когда подвижные реснички работают вместе, чтобы перемещать молекулы и жидкости мимо клеток, это называется intraflagellar transport .

Если реснички не функционируют должным образом, это влияет на внутриглажеллярный транспорт и особенно проблематично в таких областях, как глаза, которым для правильной работы требуются фоторецепторы. Неисправные состояния ресничек называются цилиопатиями , но основные причины все еще исследуются.

Структура ресничек

Каждая отдельная ресничка имеет основу микротрубочек, называемую аксонемой ресничек, и она окружена плазматической мембраной. Каждая цилиарная аксонема подвижной реснички имеет девять пар микротрубочек, окружающих центральную пару, тогда как неподвижная ресничка имеет девять пар микротрубочек, но не имеет центральной пары. Ученые в настоящее время лучше понимают структуру подвижных ресничек, чем неподвижных.

Резюме урока

Почти каждая клетка в вашем теле снабжена ресничками , и они отвечают за перемещение клетки и перемещение жидкости мимо клетки.Эти процессы поддерживают нормальное функционирование организма. Реснички бывают двух типов: подвижные и неподвижные. Подвижные реснички отвечают за движения и работают в тандеме друг с другом, чтобы максимизировать их эффективность и процесс внутрижгутикового транспорта. Напротив, неподвижных ресничек обычно находятся сами по себе на каждой клетке и отвечают за восприятие того, что происходит в среде, окружающей клетку. Реснички состоят из небольших белков, называемых тубулин , и мы все еще исследуем полную структуру и функцию каждого типа ресничек.Когда реснички не работают должным образом, эти состояния называются цилиопатиями .

Словарь и определения

Результаты обучения

По завершении этого урока учащиеся должны уметь:

• Описывать реснички
• Определить функцию ресничек
• Определите типы ресничек