Syncytium este un termen folosit pentru a descrie acele celule multinucleate care apar prin fuziunea celulară. Aceste „celule” sunt un fel de „masă citoplasmatică” care conține mai mulți nuclei închiși în aceeași membrană celulară.
Syncytia poate fi văzută în aproape toate regatele vieții: animale, plante, ciuperci și arhaea. De exemplu, în timpul dezvoltării embrionare a animalelor, la plantele familiei Podostemaceae și în dezvoltarea sporilor tuturor ciupercilor, se observă stadii sincitiale.
Formarea unui sincitiu după o rană în țesutul epitelial al unei muște de fructe (Drosophila Melanogaster) (Sursa: A se vedea pagina autorului Via Wikimedia Commons)
Cu toate acestea, la animale și plante, formarea sincitiei poate fi indusă de un anumit tip de agent patogen. La animale, rujeola, HIV și alte virusuri tind să inducă sincitia în țesuturi, motiv pentru care se spune că sunt agenți patogeni „sincitari”.
Cercetătorii au observat aceste formațiuni „anormale” pe parcursul experimentelor cu culturi de celule animale dispuse în monostraturi infectate de culturi virale din familiile Paramyxovirus, Lentivirus, Cronavirus și Herpevirus.
La plante, nematode din genurile Globodera și Heterodera induc formarea sincitiei. Aceste specii de agenți patogeni atacă plantele care sunt importante pentru agricultura umană.
Cercetătorii din diverse domenii consideră că este important să aprofundeze studiul structurilor multinucleate, cum ar fi sincitia, deoarece acestea sunt importante pentru cercetarea de bază și chiar pentru discuția unei reforme în teoria celulelor actuale.
caracteristici
Indiferent de factorul care stimulează fuziunea celulară, sincitia sunt mase citoplasmatice cu mai mulți nuclei în interior. Formarea acestui tip de structură este foarte frecventă în ciclul de viață al organismelor eucariote.
Cuvântul "syncytium" provine din grecescul "syn", care înseamnă "împreună" și "kytos", care înseamnă "recipient", "vas" sau "depozit". Prin urmare, biologii caracterizează sincitia drept „mase multinucleate de protoplasmă care sunt produsul fuziunii celulare”.
În unele cercetări, se face o distincție între termenul "sincytium", "plasmodium" și termenul "coenocit", deoarece în ciuda faptului că sunt toate structuri în care o celulă conține mai mulți nuclei în interior, toate au origini diferite.
plasmodia
Plasmodia sunt mase citoplasmatice continue cu mai mulți nuclei în interior. Cu toate acestea, fiecare nucleu guvernează activitatea citoplasmei înconjurătoare; acest teritoriu citoplasmatic dominat de fiecare nucleu este cunoscut ca „energetic”.
Originea plasmodiei are legătură cu diviziunile succesive ale nucleului, însoțite de o creștere a masei citoplasmei, dar fără ca acesta să se împartă în celule noi, fiecare separat de propria membrană plasmatică.
Cenocytes
Coenocitele, pe de altă parte, provin din diverse evenimente de diviziune nucleară, fără ca citokineza (separarea celulelor) să aibă loc, în timp ce sincitia provine clar din fuziunea uneia sau a mai multor celule nucleate, care pierd parte a membranei sale plasmatice.
La originea sincitiei, celulele - inițial individuale - emit extensii care fuzionează cu cele ale altor celule pentru a stabili o mare rețea, fără nici o limită care să separe fiecare dintre cele care le-au dat naștere.
Teoria sincitială
Teoria sincitială a originii metazoanelor (animale) propune ca metazoanele să provină din protozoare ciliate. Acest lucru a fost sugerat din cauza asemănărilor observate între ciliatele „moderne” și viermii plat acellomed.
Ambele tipuri de organisme au caracteristici precum mărimea, forma, tipul de simetrie, poziția gurii și prezența cililor superficiali. Prin urmare, teoria expune trecerea de la un protist ciliat multinucleat la un vierme plat al grupului de acellomate.
Teoria sincitială stabilește, de asemenea, posibilitatea ca viermii săi să fie primii metazoani. Cu toate acestea, aceste organisme posedă un interior celular cu un singur nucleu și nu sub formă de sincitiu, precum protozoarele ciliate.
Această teorie nu explică modul în care cnidarii sau ctenoforii (grupuri considerate mai primitive decât viermele plate) și alte grupuri mai avansate derivate din ciliați, deci nu are în prezent mulți apărători.
Exemple
În plante
Formarea sincitiei este frecventă în dezvoltarea endospermului semințelor aproape tuturor plantelor superioare.
În timpul fertilizării ovulului în angiosperme, are loc un proces de fertilizare dublă, deoarece unul dintre nucleii grăunțului de polen se contopește cu cei doi nuclei polari ai sacului embrionar pentru a forma o celulă cu trei nuclei, iar celălalt cu siguranța nucleului a ovulului.
Dezvoltarea gametofitului și embrionului feminin în Arabidopsis. (a) Schema care arată ontogenia gametofitului feminin și dezvoltarea timpurie a embrionului și endospermei. (Sursa: DPC via Wikimedia Commons)
Celula primei fuziuni va da naștere endospermei din care sămânța se va alimenta odată ce a germinat.
În genul Utricularia, dezvoltarea sacului embrionar se produce prin fuziunea haustoriului micropilar al endospermei cu celulele nutritive placentare. Această fuziune formează o structură multinucleată numită „țesut placentar sporofitic”.
În ciuperci
În toate organismele regnului Fungi, un proces numit „somatogamie” sau „talogamie” are loc înainte de formarea sporilor, care constă în unirea a două celule somatice nediferențiate pentru a produce un sincitiu.
Această fertilizare este tipică în grupuri de ciuperci, cum ar fi basidiomicetele, unele ascomicete și fitomicete.
La ciupercile care sunt considerate „primitive”, apar de obicei gameți flagelați. Acești gameti, în general, depind de un mediu apos pentru a se muta la cealaltă celulă sexuală și, astfel, pentru a-l putea fertiliza.
În schimb, somatogamia nu produce gametangia și nici celule specializate pentru reproducere și, prin urmare, nu depind de prezența unui mediu specific pentru reproducerea lor.
La animale
În timpul dezvoltării embrionare a animalelor, se formează un sincitiu, care se numește sincitotrofoblast, care este o masă de citoplasme care va forma stratul cel mai exterior al trofoblastului și care funcționează în legătura dintre embrion și țesutul matern.
Acest strat de celule este format din fuziunea celulelor embrionare care pierd membrana celulară. Este localizat în interiorul epiteliului, în stroma endometrială, în timpul întregii dezvoltări a embrionului mamifer.
Răspunde de efectuarea schimbului de gaze și de substanțe nutritive cu mama embrionului; este, de asemenea, locul în care sunt produși hormoni importanți pentru dezvoltarea corespunzătoare a fătului.
Sincitiotrofoblastul este un exemplu excelent de sincitie, deoarece acest strat de celule nu crește în dimensiune sau volum, din cauza niciunui tip de diviziune celulară. Creșterea acestui strat se produce numai prin migrarea și fuziunea celulelor din citotrofoblast.
Referințe
- Brusca, RC, & Brusca, GJ (2003). Nevertebrate (nr. QL 362. B78 2003). Basingstoke.
- Elemente de implantare și placentare: aspecte clinice și meleculare. Jurnalul mexican de medicină reproductivă, 6 (2), 102-116.
- Hernández-Valencial, M., Valencia-Ortega, J., Ríos-Castillo, B., Cruz-Cruz, PDR, și Vélez-Sánchez, D. (2014).
- Hickman, CP (1939). Zoologie. În Proceedings of the Indiana Academy of Science (Vol. 49, p. 199-201).
- Kono, Y., Irishio, W., & Sentsui, H. (1983). Test de inhibare a inducției sinctiului cu complement pentru detectarea anticorpilor împotriva virusului leucemiei bovine. Canadian Journal of Comparative Medicine, 47 (3), 328.
- Płachno, BJ, & Świątek, P. (2011). Syncytia la plante: fuziunea celulară în formarea sincytiului endosperm-placentar în Utricularia (Lentibulariaceae). Protoplasmă, 248 (2), 425-435.
- Schols, D., Pauwels, R., Baba, M., Desmyter, J., și De Clercq, E. (1989). Formarea sinctiului și distrugerea celulelor CD4 + bystander, cultivate cu celule T infectate în mod persistent cu virusul imunodeficienței umane, așa cum este demonstrat prin citometrie în flux. Journal of general virology, 70 (9), 2397-2408.
- Watkins, BA, Crowley, R., Davis, AE, Louie, AT, și Reitz Jr, MS (1997). Formarea sinctiului indusă de virusul de imunodeficiență umană de tip 1, se corelează cu afinitatea pentru CD4. Journal of general virology, 78 (10), 2513-2522.