Абриелль

Материал проверен врачами клиники. 2024 г.

Интересные факты о стволовых клетках (Левицкая М.Г.)

Стволовые клеткиЭта статья родилась сама собой. Из вопросов пациентов и ежедневных консультаций, так как основное направление нашей клиники — пересадка жировой ткани, липофиллинг. Осуществляя подобные операции каждый день, мы длительное время «ведем» пациентов.

В результате наблюдений сложилось общее впечатление, что пациенты «молодеют». То есть происходит не только восполнение или увеличение объемов, но и улучшаются свойства кожи в областях пересадки. Причем начинаются изменения не сразу, а спустя 3-4 месяца после операции и позже, то есть после полного приживления тканей.

Предположения о наличии стволовых клеток в жировой ткани были, но захотелось подробнее изучить тему и ответить самим себе на множество вопросов. Что это за зверь такой «стволовая клетка»? Где живет? Чем питается? Что заставляет его начать «активничать»? И множество других вопросов.

Стволовые клетки: развитие клеточных технологий

Интернет перегружен информацией о стволовых клетках, в основном, в целях рекламного характера. Много заблуждений, мифов и домыслов. Тема вызывает огромный интерес у аудитории. Но она до конца не изучена и во многом закрыта. Фактически современные научные исследования в этой области и медицина стоят только у истоков.

Понятно одно: это колоссальный потенциал, который есть у каждого человека, но забирать, выделять, выращивать их способны только крупные специализированные научно-исследовательские институты (их всего 4-5 в Москве и 1-2 в Петербурге) в связи с технологической сложностью и дороговизной процесса. Вводить выращенные стволовые клетки официально (законно) не может никто.

Проект закона о применении данной технологии находится в стадии разработки и обсуждения. В основном идет о применении гемопоэтических стволовых клеток. Вопрос на данный момент не изучен и не предусмотрен законодательством, поскольку не накоплен достаточный опыт наблюдений за пациентами этой категории.

Сейчас законной технологией является только терапия культивированными аутологичными фибробластами. В своих поисках авторы использовали не только отечественные научные статьи, но и много иностранной литературы. Нам было интересно, и нам кажется, будет интересно Вам.

Интересные факты о стволовых клетках

Факт №1

Стволовые клеткиРис 1. Максимов А.А.

Само понятие введено в науку выдающимся русским ученым Александром Александровичем Максимовым еще в 1908 году, чтобы объяснить механизм быстрого самообновления клеток крови. Он выступил с новой теорией кроветворения в Берлине на съезде гематологов. Именно 1908 год можно по праву считать началом истории развития исследований.

Факт №2

Стволовые клетки (stem cell) — прародительницы всех клеток и тканей организма.

С них и начинается каждый организм. Сами они появляются в момент слияния яйцеклетки и сперматозоида. Образуются стволовые клетки-родоначальницы, из которых в дальнейшем формируются все органы эмбриона, а также ткани вокруг него. Отличаются быстрым делением и ростом, но не созревают (не приобретают узкую типовую и тканевую специализацию).

Основное их свойство — способность создавать любые ткани и органы человека. Это означает, что в нас от рождения заложены процессы самовосстановления и регенерации.

Стволовые клеткиРис. 2 Строение

Большая часть стволовых клеток в процессе внутриутробного развития плода, быстро увеличиваясь в количестве, дает огромное разнообразие клонов. Каждый клон представляет собой совокупность клеток, произошедших от одного предка. Затем клетки каждого клона (один клон = одна ткань) созревают, приобретают окончательную тканевую и органную специфичность и постепенно теряют способность к безудержному делению и самоподдержанию, проходя цикл развития от плюрипотентности — мультипатентности — до унипотентности (детали ниже).

Таким образом формируются все ткани и органы: кожа, мышцы, кости, сосуды и т.д. Однако часть стволовых клеток сохраняется практически во всех тканях после рождения и до глубокой старости. Только находятся эти «прародительницы» в дремлющем состоянии.

Для большей ясности приведу несколько определяющих понятий:

Тотипотентные стволовые клетки (от лат. — всемогущие) — образующиеся после деления оплодотворённой яйцеклетки с 1 по 5 сутки. При пересадке в материнский организм из неё может развиться новый полноценный зародыш и все окружающие его ткани.

Плюрипотентные — бластоцисты с 6 по 13 сутки после оплодотворения. В процессе эмбрионального развития дают начало всем типам клеток человека.

Мультипотентные — с более низким, чем у плюрипотентных, «дифференцировочным потенциалом» — они могут дать начало меньшему количеству разных типов специализированных клеток. Есть у эмбриона и у взрослого человека.

Унипотентные — могут дифференцироваться только в один тип специализированных клеток (то есть способны создавать клетки только одной ткани).

Стволовые клетки Рис. 3 Виды стволовых клеток

В процессе созревания тотипотентные клетки становятся плюрипотентными, плюрипотентные преобразуются в мультипотентные, мультипотентные — в унипотентные, а унипотентные переходят в класс клеток предшественников, которые уже не являются стволовыми (Рисунок 3, 4).

Стволовые клетки Рис. 4 Процесс созревания стволовых клеток

Факт №3

У стволовых клеток уникальный «медленный» метаболизм (обмен веществ). Метаболизм — это совокупность химических реакций, обеспечивающих организм веществами и энергией для жизнедеятельности, роста, размножения.

Замедленный обмен веществ позволяет стволовым клеткам находиться в «спящем» состоянии, в резерве и составлять так называемый «Н.З.» (неприкосновенный запас), используемый только в определенных моментах и неблагоприятных ситуациях (травмы, болезни, стрессы и т.д.).

Стволовые клетки, в процессе жизнедеятельности, в отличие от остальных клеток нашего организма, практически не используют кислород (являются анаэробными) и поэтому синтезируют мало энергии, хотя имеют все органеллы (такие, как митохондрии, рибосомы, лизосомы, эндоплазматический ретикулум и т.д.), необходимые для протекания кислородозависимых процессов. Это связано с тем, что в них в большом количестве вырабатывается специальный разобщающий белок, который блокирует кислородзависимые процессы синтеза энергии.

По мере созревания и окончательной дифференцировки стволовые клетки становятся «взрослыми» клетками органов и тканей нашего организма, а разобщающий белок вырабатывается все меньше. В пору зрелости в них начинают преобладать аэробные, т.е. кислородозависимые процессы.

Стволовые клетки Рис.5 Строение клетки

При любой травме тканей в первую очередь нарушается кровообращение и доставка кислорода в очаг повреждения. Страдают и погибают сперва зрелые клетки, которым необходим кислород для поддержания жизнедеятельности. Зато в очаге травмы «просыпаются» кислороднезависимые стволовые клетки и начинают процессы восстановления.

Факт №4

Стволовые клетки могут перемещаться по организму на значительные расстояния, используя естественные транспортные пути организма (с током крови и лимфы). Попадая на чужую территорию, "гостья" комфортно себя ощущает и дает многочисленное потомство клеток, свойственных данному органу или ткани.

Стволовые клетки Рис. 6. Схема из статьи «Fat Grafting Update: A 2012 Perspective» Claudio DeLorenzi

Нормальные клетки организма человека могут жить и работать только в окружении себе подобных, только в том органе или ткани, к которым они исходно принадлежат. Если они случайно заблудятся и попадут в несвойственное ей окружение, то неминуемо погибнет, причем не от рук негостеприимных соседей — включится внутренняя программа самоуничтожения.

Отзыв об омоложении стволовыми клетками

«На консультацию к пластическому хирургу меня привело желание снова полюбить себя. Пластический хирург Левицкая М.Г. посоветовала новую методику нанолипофилинг. Данная операция улучшает качество и структуру кожи. Прошло уже полгода после операции.

И сейчас я в полной мере могу оценить результат, которым очень довольна! Кожа стала гладкой, очень приятной на ощупь, выровнялась поверхность кожи. Цвет лица стал существенно лучше. Лицо выглядит свежим и отдохнувшим». Екатерина, 42 года.

ФАКТ №5

Стволовые клетки эмбриону необходимы для быстрого роста, а взрослому человеку — для физиологической регенерации, то есть для обновления старых клеток (гибель которых происходит постоянно в процессе жизни). Например, в коже обновление происходит со скоростью 100,000 в минуту, или 144 млн. в сутки. Также помощь в восстановлении после травм и болезней, оказывая скорую помощь попавшему в беду органу.

В регенерации 2 типа стволовых клеток — специализированные тканевые (дают начало клеткам только того типа ткани, в котором находятся, например, ростковый слой кожи или эпителий кишечника) и универсальные (например, из костного мозга или жира).

В таких случаях стволовые клетки «просыпаются», активизируются и мигрируют в очаги поврежденных тканей для осуществления репаративных (восстановительных) процессов. Для этого они делятся, в результате чего образуются 2 новые. Одна из них опять заснет, сохраняя присущие ей свойства и поддерживая резерв стволовых клеток (свойство самоподдержания), а 2 будет делиться множество раз, постепенно созревая, обновляясь и заживляя поврежденные ткани. Содержащиеся и в жировой ткани, они изначально призваны восстанавливать организм человека с момента его рождения.

Стволовые клетки Рис. 7 Свойство стволовых клеток

Процесс деления стволовых клеток четко регулируется организмом. Скорость процесса определяется масштабами потерь клеток органов. Как только плотность клеток в зоне повреждения восстанавливается, деление прекращается под действием стоп-сигнала (явление контактного торможения) и возобновляется только при очередном уменьшении количества клеток в органе.

Факт №6

Обычные клетки организма человека не способны размножаться бесконечно. Некоторые (например, нейроны и мышечные клетки) не делятся вовсе, другие делятся ограниченное число раз. Для большинства стволовых клеток ограничения не существует, либо оно представлено в виде большого числа возможных делений.

В 1961 году американский биолог Леонард Хейфлик установил, что клетки человеческого организма не делятся бесконечно. Максимально возможное количество делений в среднем составляет 50 ± 10. Это число получило название « предел Хейфлика». Отсчет количества делений начинается в эмбриональном периоде. Когда лимит исчерпывается, наступает старение клеток и организма.

Причиной ограничения числа делений служит особенность копирования ДНК. При каждом делении клетки она копируется не полностью, небольшой ее фрагмент на концах хромосом теряется. Сначала потери касаются участков ДНК, не содержащих важной для работы информации. Эти участки (длиной около 10 000 пар оснований) называются теломерами.

С каждым делением длина теломеров уменьшается. Когда теломеры «заканчиваются» и возникает угроза потери фрагментов ДНК, несущих значимую информацию, деление прекращается. Для эмбриональных, раковых, стволовых и половых клеток такой угрозы не существует, после каждого деления происходит компенсация потерь: специальный фермент — теломераза (открыт в 1985 году) достраивает теломеры до исходной длины.

Стволовые клетки Рис. 8 Строение хромосомы

Интересен факт, что с возрастом количество стволовых клеток в организме снижается. У новорожденного 1 стволовая клетка встречается на 10 тысяч, к 20-25 годам — 1 на 100 тысяч, к 30 — 1 на 300 тысяч. К 50-летнему возрасту в организме уже остается всего 1 на 500 тысяч. Истощение запаса стволовых клеток вследствие старения или тяжёлых заболеваний лишает организм возможностей самовосстановления, а жизнедеятельность органов снижается.

Результаты современных научных исследований говорят, что в 1 очередь истощается запас стволовых клеток костного мозга, тогда как резерв жировой ткани намного больше.

ФАКТ №7

Основные классификации стволовых клеток:

По источнику стволовые клетки можно разделить на 2 большие группы:

  • Эмбриональные стволовые клетки — клетки эмбриона (4-7 день развития), которые выделяются из абортивного материала. Могут давать популяции клеток любых тканей — тотипатентные. Обладают онкогенностью (способны вызывать рак), их использование запрещено законодательством.
  • Фетальные — плюрипотентные — клетки органов и тканей развивающегося эмбриона на 9-12 неделе развития, которые также выделяются из абортивного материала.
  • Стволовые клетки тканей взрослого человека расположены в тканях кожи, печени, поджелудочной железы, селезенки, нервной, мышечной, жировой ткани, костного и головного мозга, пульпы зуба, волосяных фолликулов, а также на дне кишечных крипт, сетчатке и роговице глаза, циркулируют в крови и т.д. Могут трансформироваться в клетки любого типа, они являются мультипотентными. Однако их преображение ограничено окружением, в которое они помещены. Например, попадая в мышечную ткань, такая стволовая клетка создаст новые мышечные клетки, в жировую — жировые.
  • Условно стволовые клетки взрослого человека разделяют на:
  • Гемопоэтические (кроветворные) — образуют все разнообразие клеток крови, определяющих иммунитет, борющихся с инфекциями, переносящих кислород и участвующих в процессах свертывания крови;
  • Мезенхимальные (стромальные) — способны формировать клетки практически всех известных «твердых» и мягких тканей человека.

Факт № 8

В качестве источника стволовых клеток используют:

  • Костный мозг;
  • Слизистую оболочку носоглотки в районе обонятельных рецепторов;
  • Жировую ткань;
  • Плацентарную и пуповинную кровь новорожденных;
  • Собственно плаценту.

Лидируют по количественному содержанию стволовых клеток пуповинная кровь и плацента, затем идет жировая ткань.

Факт №9

Исторически сложилось, что впервые мезенхимальные стволовые клетки обнаружили именно в костном мозге, после чего долгое время в биологии и медицине считалось, что основным депо стволовых клеток организма является только костный мозг. Предположение опровергнуто лишь в 2002 году, когда во всем мире началось интенсивное изучение мезенхимальных стволовых клеток из различных источников.

Показано, что стволовые клетки присутствуют в любой ткани или органе человека. Последние исследования, проведенные в США, Японии и многих других странах, выявили, что наиболее универсальны и предпочтительны для организма клетки жировой ткани.

В течение последних лет жировая ткань рассматривается как альтернативный костному мозгу источник получения мезенхимальных стволовых клеток.

Стволовые клетки Рис. 9 Источники получения стволовых клеток

Это связано с преимуществами жировой ткани: ее технически проще получить, содержание в жире стволовых клеток превосходит таковое в костном мозге. По данным литературы, из 1 мл жира сразу после его забора можно выделить около миллиона стволовых клеток, через 2 часа около пятисот тысяч, а через 18 часов хранения жира при 4оС это количество уменьшится еще на 50%.

Однако, несмотря на разные сроки выделения клеток, их жизнеспособность будет составлять 90-98%. При этом неважно, из какого участка забирали жировую ткань — количество, жизнеспособность и функциональная активность клеток будет одинаковой. А если учесть, что в норме жировая ткань составляет 15-20% массы тела у мужчин и 20-25% — у женщин, то человек имеет довольно значительный резерв для лечения и омоложения.

Факт №10

Стволовые клетки жировой ткани по рекомендации «Международного общества по применению технологий пересадки мезенхимальных стволовых клеток, полученных из жировой ткани» принято называть ADSCs (Adipose-Derived Stem Cells) или стромально — васкулярной фракцией включающей:

    Стволовые клетки Рис. 10 Свойства мезенхимальных клеток

Факт №11

Стволовые клетки Рис. 11 Фибробласты

Отдельно стоит остановиться на фибробластах в связи с их ролью в процессах самовосстановления. Фибробласты (Рис. 11) являются основным элементом среднего слоя кожи, называемого дермой (соединительная ткань). Кроме фибробластов дерма содержит другие типы клеток, а также коллаген, эластин и гликозаминогликаны (межклеточное вещество), кровеносные сосуды и железы (потовые и сальные).

Фибробласты синтезируют и выделяют в окружающую среду большое количество биологически активных веществ, среди которых выделим различные факторы роста, волокна — коллаген и эластин; гиалуроновую кислоту и другие компоненты межклеточного вещества, а также ферменты, разрушающие коллаген и гиалуроновую кислоту, а затем синтезирующие молекулы заново. Фибробласты непрерывно выполняют разрушение старых, отслуживших свой срок волокон (коллаген, элластин) и создание новых, обеспечив постоянное обновление межклеточного вещества.

Особенно интенсивно протекает метаболизм гиалуроновой кислоты. Помимо этого фибробласты — основа, обеспечивающая заживление ран и восстановление после повреждений.

Их предшественники (фибробластоподобные или мезенхимальные клетки) способны не только сами мигрировать в область очага повреждения, но и выделять биологически активные вещества. Последние активируют рост сосудов, привлекают другие стволовые или просто молодые незрелые клетки, стимулируют их деление, а также синтетические функции окружающих клеток.

Как и во всех органах, в коже происходят возрастные изменения в течение жизни. Одной из основных причин старения кожи является снижение активности фибробластов: они реже делятся (так как у каждой определенный лимит делений) и менее активно производят компоненты межклеточного вещества. Постепенно они перестают размножаться, снижается интенсивность выработки волокон и они становятся зрелыми частицами соединительной ткани — фиброцитами.

Несмотря на то, что фиброциты являются уже взрослыми дифференцированными клетками, они остаются клетками молодости, способствуя постоянному обновлению структурных элементов соединительной ткани дермы (они способны создавать межклеточное вещество, коллаген, эластин, гиалуроновую кислоту). Они не способны делиться, а с возрастом процессы синтеза в них протекают все менее активно. Однако процесс разрушения и поглощения тканей долгое время остается на прежнем уровне.

Можно предположить, что это связано с замедлением обменных процессов в процессе старения. Поэтому с возрастом уменьшается толщина дермы, содержание влаги и волокон в кожных покровах падает, теряется упругость и эластичность. Следствием становится растяжение кожи и образование морщин.

По данным американских исследователей, возраст, при котором человек может оставаться абсолютно здоровым, составляет 44 года для женщин (при средней продолжительности жизни 78,8 лет) и 40 для мужчин (при средней продолжительности жизни 72,6 года). То есть 32-35 последних лет каждый среднестатистический человек страдает от физической немощи угасающей жизни.

Как показывают научные исследования, процесс старения начинается с 30 лет. Напряженный ритм современной жизни и стрессы отбирают много энергии, и усугубляют процесс старения. Из результатов исследования сделано несколько выводов:

  • В нашем организме рука об руку одновременно идут 2 процесса обновление клеток и межклеточного вещества, а также разрушение старых, отслуживших свое элементов. Состояние здоровье — болезнь, молодость — старость зависят от равновесия процессов.

  • После 30 лет интенсивность общего обмена веществ в организме падает, обновление тканей идет медленнее, а затем угасает совсем. Какое-то время процесс разрушения еще сохраняется, в результате чего постепенно уменьшаются объемы тканей (мышечной, жировой, костной, дермы и т.д.). Результат деструктивного механизма сперва незаметен — существует заложенный от природы резерв. Обратите внимание на окружающих вас людей — лет до 40-45 сохраняется моложавый вид, а потом быстро начинают проявляться и прогрессировать возрастные изменения. Недаром существует поговорка: «До 30 лет всю ночь пьешь, гуляешь — а утром как огурчик, ничего не видно. От 30 до 40 лет всю ночь пьешь, гуляешь — а утром все на лице видно, а после 40 лет всю ночь спишь, не гуляешь — а утром на лице, как будто всю ночь пил, гулял». Хорошим образным примером являются пожилые люди — они «усыхают» и «съеживаются». Спустя некоторое время процесс разрушения останавливается. Вновь устанавливается равновесие между процессами созидание — разрушение.

Факт №12

Еще один аспект волнующий многих пациенток — вероятность развития рака после пересадки жировой ткани, например, в молочную железу. По данным зарубежных авторов, уже проведено множество работ, доказывающих, что если до манипуляции не было раковых клеток, то пересадка жировой ткани не вызывает онкологических процессов.

Доктор G.Rigotti и другие исследовали женщин, которых оперировали по поводу рака молочной железы, а затем корректировали грудь липофиллингом, и не выявили увеличение числа пациентов с рецидивом заболевания. Это показывает, что пересадка жира не должна вызывать рак даже у склонных к этому пациенток.

Если утверждать, что свободная пересадка жировой ткани может вызвать рак, то и любая хирургическая операция, в том числе перемещение или пересадка свободных лоскутов, как любой другой метод переноса тканей в одинаковой степени должны стимулировать рак. Подобное утверждение наложило бы запрет на все виды реконструктивной хирургии груди у женщин. Таким образом, противники липофилинга (в основном онкологи и реконструктивные хирурги) противоречат сами себе. Подход напоминает метод «двойных стандартов», применяемый, в современной политологии, журналистике и экономике….

Стволовые клетки Рис. 12 Стволовые клетки жировой ткани

Факт №13

В последние годы возрастает интерес к жировой ткани и содержащимся в ней стволовым клеткам, а также количество исследований в этой области в России и за рубежом.

На VII Международном курсе по пластической хирургии, который состоялся в Екатеринбурге 8 июня 2012 года, с докладами выступал один из создателей метода трансплантации жира, известнейший американский пластический хирург Сидни Коулман. С 1988 года доктор Коулман выступает с докладами на тему трансплантации жира на научных конференциях по всему миру, активно публикует работы.

С. Коулман участвует в исследовательских проектах Министерства обороны США, Медицинского центра Лэнгтон при Нью-Йоркском институте и других учреждений. Он рассказывал, что по современным научным данным жировая ткань, помимо регенеративных свойств, обладает также антимикробным и противовоспалительным действием.

В своей практике С. Коулман успешно использует жировую ткань не только для омоложения и восполнения объемов в эстетической медицине, но и для профилактики фотостарения (истончения, дряблости, морщинистости кожи, пигментации), лечения тканей поврежденных лучевой или гормональной терапией, рубцовых деформаций и особенно активно для реконструкции. Он утверждает, что стволовые клетки, присутствующие в жировой ткани, способствуют регенерации за счет формирования новых кровеносных сосудов и создания молодых, рабочих клеток.

Доктор Коулман отмечает, что при пересадке жировой ткани даже в минимальных количествах происходит структурное улучшение качеств кожи, которая становится более наполненной, упругой, гладкой и уплотненной. Такой «побочный» эффект от липофиллинга становится заметнее, проявляется спустя 3 – 4 месяца и более. Это тот период, за который формируются новые здоровые ткани в области пересадки.

Стволовые клетки и липофилинг

1. Липофилинг обоснованно называется операцией объемного омоложения за счет высокого содержания стволовых клеток в жировой ткани.

2. Жировое прививание не только восполняет объем, но и «лечит», стимулирует обновление и омоложение тканей. Выполняя микрофэтграфтинг, мы производим микротравму тканей. Это вызывает умеренный стресс, в результате чего «просыпаются» и начинают активно функционировать механизмы самовосстановления и омоложения, заложенные от рождения.

При этом мы активируем только небольшую часть резерва, которая могла быть не использована в процессе нашей жизни. Выполняя липофилинг, мы не наносим серьезного урона организму, так как не забираем весь жир без остатка. Более того, мы не выбрасываем (как при липосакции, а перераспределяем, используем жир как «строительный» материал. Все «полезное» сохраняем в организме, мобилизуя его скрытые резервы.

Осуществляя пересадку жировой ткани, мы переносим часть стволовых клеток и стимулируем их активность, а также привлекаем в очаг травмы другие стволовые клетки, усиливая репаративные процессы.

За счет стволовых клеток в тканях образуются новые сосуды, кожа, мышцы и т.д. Увеличение количества молодых фибробластов повышает выработку коллагеновых, элластиновых волокон, межклеточного вещества. Эти процессы приводят к качественному улучшению, омоложению зон пересадки жира: помимо увеличения объема улучшается цвет, тургор; кожа становится упругой, более эластичной, плотной и бархатистой, омолаживается.

Клиника «Абриелль»
г. Санкт-Петербург, Средний проспект В.О, д. 85
Телефон: +7 (981) 187-87-87
Мы работаем ежедневно с 09:00 до 21:00

Врачи

Бурлова (Левицкая) Мария
Пластический хирург, ведущий врач клиники
Общий стаж: 22 года