Первые одноклеточные организмы, давшие на определенном этапе эволюции начало многоклеточным, появились в водной среде первичного Мирового океана, и их генетический аппарат формировался под характеристики этой среды. Одним из факторов его формирования, вероятно, могла быть определенная постоянная величина давления на поверхность клетки и внутриклеточные структуры. В результате величина этого давления могла стать одной из генетически заданных характеристик вне- и внутриклеточной среды, оптимальной для жизнедеятельности клетки. В многоклеточном организме каждая клетка входит в состав какого-то органа или ткани. Органы и ткани окружены почти нерастяжимыми соединительнотканными оболочками. Соединительнотканные перегородки делят органы и ткани на отдельные отсеки. В органе и в каждом его отсеке находится определенное количество ДК его паренхимы и определенный объем занимают внутриорганные сосуды и нервы. В результате каждая ДК находится под какой-то величиной сдавливания. Степень сдавливания клетки может быть комфортной для нее, но может отличаться в ту или другую сторону. Интенсивность сдавливания определяется факторами, находящимися снаружи клетки, вне ее. Изменять интенсивность сдавливания клеток в органе можно, сдавливая или растягивая капсулу органа и соединительнотканные перегородки внутри него или меняя количество ДК внутри постоянного по величине объема нерастяжимого каркаса органа. Только сама клетка может «оценить» степень комфортности ее сдавливания. Следовательно, клетка должна иметь возможность постоянно влиять на интенсивность своего сдавливания. Влиять на соединительнотканную капсулу органа и внутриорганные соединительнотканные перегородки ДК не могут. Следовательно, регулировать степень своего сдавливания ДК могут только через изменение количества ДК, находящихся внутри жесткого коллагенового каркаса. Количество клеток внутри жесткого коллагенового каркаса определяется соотношением скорости создания новых ДК и скорости ликвидации состарившихся. Это значит, что ДК должны влиять на активность СК по созданию новых ДК. СК – аналог первых одноклеточных организмов. Одно из основных свойств живого, присущее СК, – способность размножаться. По-видимому, в условиях комфортной околоклеточной среды СК должны вести себя как одноклеточные организмы, а именно непрерывно делиться после достижения СК определенных размеров. Однако в условиях многоклеточного организма количество ДК, образуемых СК, не должно нарушить генетически заданную комфортную степень сдавливания ДК. Следовательно, ДК должны регулировать скорость создания СК новых ДК путем постоянного торможения их митотической активности. Это значит, что ДК должны синтезировать и постоянно выделять в околоклеточную жидкость и, возможно, в кровь вещества, вызывающие торможение митотической активности СК. По-видимому, такими веществами являются кейлоны. Изменяя интенсивность торможения митотической активности СК с помощью кейлонов, ДК, находящиеся внутри общего для ДК и СК сегмента органа, могут устанавливать комфортную для себя степень сдавливания или, по крайней мере, прилагать усилия в этом направлении.
В период роста организма под воздействием гормона роста все кости скелета млекопитающего непрерывно растут благодаря делению костных клеток в зонах роста костной ткани. Рост костей создает постоянное растягивающее воздействие на коллагеновые оболочки всех органов и тканей, на все внутриорганные коллагеновые перегородки, межорганные соединительнотканные соединения и через них – на мягкие ткани паренхимы органов. Растяжению подвергаются все клетки, межклеточные контакты и внеклеточные соединительнотканные структуры. Растягивающие усилия прилагаются снаружи к оболочкам клеток и к механически связанным с ними внутриклеточным структурам. Это значит, что в период роста организма плотность упаковки всех его ДК внутри жестких соединительнотканных каркасов постоянно снижена по сравнению с генетически заданной комфортной для клеток величиной. Восстановить оптимальную интенсивность сдавливания ДК могут, только увеличивая скорость создания клеток данного типа соответствующими СК, расположенными внутри общего с ними сегмента органа или ткани. Для этого ДК должны снизить скорость синтеза веществ, создаваемых и выделяемых ими в околоклеточные пространства для торможения деления создающих их УСК. В период роста тела на все ДК и СК будет постоянно действовать снаружи растягивающая их сила. Это значит, что скорость постоянно синтезируемых и постоянно выделяемых всеми ДК организма веществ, тормозящих митотическую активность СК, будет снижена. В результате будет постоянно повышена скорость создания новых СК и новых ДК. При этом скорость создания новых ДК будет превышать скорость гибели состарившихся. Одновременно на СК в период роста организма должны усиленно действовать гормоны и различные ростовые факторы, стимулирующие их рост и деление, в том числе гормон роста, или соматотропный гормон, и инсулиноподобные факторы роста. Скорость создания новых ДК определяется количеством УСК, асимметрично делящихся в единицу времени. По-видимому, ускорить деление конкретной УСК гормоны вряд ли могут, но перевести деление части СК из асимметричного в симметричное представляется вполне вероятным. В результате увеличится количество СК, создающих УСК, увеличится количество УСК и увеличится количество ДК. Таким образом, стимулируя симметричный вариант деления СК, гормоны могут участвовать в скорости создания ДК в единицу времени.
Постоянное растягивающее усилие действует в период роста тела на все клеточные и неклеточные структуры, входящие в состав любого органа и в состав любой ткани. Определенное одинаковое по интенсивности усилие будет действовать на все виды ДК и СК, входящих в состав органа или ткани, в том числе на ДК и СК всех видов сосудов и на все афферентные и эфферентные нервные волокна. В результате вся морфологическая структура тканей и органов и взаимоотношения между всеми входящими в их состав элементами в период роста существенно меняться не будут. При этом скорость создания новых ДК в период роста будет постоянно превышать скорость гибели состарившихся ДК. В результате средний возраст ДК в каждом органе и в каждой ткани будет постепенно либо уменьшаться (и орган, и ткань стареть не будут), либо процесс старения будет замедлен. Количество ДК, образующих органы и ткани, в период роста организма будет постепенно увеличиваться, вызывая пропорциональное увеличение размеров каждого органа и ткани и всего организма. Одновременно в период роста будут непрерывно меняться структурные элементы соединительной ткани, входящей в состав всех органов и тканей.
При возникновении противоположного растяжению процесса, а именно, сдавливания ДК сверх комфортной для них величины ДК могут увеличить интенсивность синтеза и выделения веществ, тормозящих деление СК. Скорость создания СК новых ДК уменьшится. В результате даже при неизменной скорости старения и гибели ДК в органе будет уменьшаться общее количество ДК. Плотность их упаковки будет снижаться, приближаясь к оптимальным величинам.
После остановки роста тела размеры каждого органа или ткани остаются неизменными на протяжении многих лет последующей жизни. В состав каждого органа и ткани входит определенное количество ДК, определяющих размеры органа и ткани. При этом образующие органы и ткани ДК с какой-то скоростью непрерывно гибнут и ликвидируются. Тем не менее размеры и форма органов остаются многие годы неизменными. Следовательно, место погибших ДК занимают новые молодые ДК, аналогичные погибшим. Сохранение размеров и формы органа позволяет утверждать, что новые ДК создаются УСК только тогда, когда для них появляется свободное место. В результате степень сдавливания ДК уменьшается по сравнению с генетически заданной комфортной величиной. Интенсивность выделения ДК кейлонов, тормозящих митотическую активность СК, уменьшается, скорость образования ДК соответствующими УСК возрастает. Продолжительность жизни ДК определяется степенью комфортности их околоклеточной среды и от УСК не зависит. Интенсивность деления УСК зависит от сигналов, источником которых являются ДК. Следовательно, после остановки роста тела скорость создания СК новых ДК определяется в основном интенсивностью синтеза ДК кейлонов, достигающих диффузией УСК и постоянно тормозящих их митотическую активность. Кейлоны, выделяемые ДК и несущие информацию о степени их сдавливания, поступают к расположенным поблизости УСК, собранным вместе в нише УСК. При этом выделяемые ДК кейлоны достигают УСК не через кровь, а непосредственно простой диффузией в жидкости, находящейся в межклеточных пространствах. Поэтому качество обмена информацией между клетками с помощью химических соединений определяется не только интенсивностью их выделения клетками, но и скоростью обновления жидкости, находящейся между клетками. Это значит, что концентрация химического вещества, действующего на клетку, предназначенную для его восприятия, зависит не только от интенсивности его выделения клеткой, источником информации, но и от концентрации, которая в конечном счете достигнет клетки – получателя сигнала. Поэтому очевидно, что УСК, расположенные в нише, могут получать наиболее надежную информацию от ДК, расположенных в непосредственной близости от ниши. Более отдаленные ДК будут «обслуживаться» УСК другой ниши. Отсюда следует, что в состав лабильных и стабильных тканей должно входить огромное количество принципиально схожих структур (назовем их модулями), состоящих из УСК содержащих их ниш и обслуживаемых УСК участков тканей, содержащих определенное количество соответствующих ДК. Близость расположения УСК ниши к «обслуживаемому» ею участку ткани, содержащей определенное количество ДК, позволяет поддерживать постоянное определенное количество ДК определенного типа в каждом модуле. В результате после остановки роста тела в последующей жизни поддерживается размер, форма органа и общее количество входящих в его состав ДК, несмотря на постоянную гибель и ликвидацию части ДК. Сигналы о гибели части ДК могут подавать УСК только живые, т. е. оставшиеся ДК. Так как гибель ДК происходит постоянно, следовательно, сигнал об их гибели постоянно поступать к УСК может только от живых ДК в виде снижения концентрации кейлонов, вырабатываемых постоянно ДК и тормозящих интенсивность деления УСК. Интенсивность торможения УСК находится в прямой зависимости от концентрации кейлонов, достигающих УСК, находящихся в ближайшей нише УСК, «обслуживающей» определенное количество ближайших ДК. УСК может создать только определенное количество ДК определенного типа и исчезнет. С ее исчезновением плотность упаковки УСК в нише уменьшается. Оптимальная плотность упаковки УСК в нише может восстановиться только в результате появления в ней новой УСК, подобной исчезнувшей. Очевидно, УСК, в отличие от других СК, делиться симметрично и создавать симметричным делением 2 одинаковые дочерние клетки, полностью воспроизводящие материнскую, не могут. Возможно, это связано с укорочением при каждом делении УСК ее теломер. Следовательно, источником новой УСК может быть только СК – предшественница исчезнувшей УСК. От ниши УСК в нишу СК, создающих эти УСК, поступает химический сигнал, по-видимому, также в виде уменьшения концентрации химического вещества, тормозящего деление СК, создающих УСК. В результате возрастает количество УСК, создаваемых СК и поступающих на освободившееся место в нишу УСК. В период роста человека более или менее пропорционально растут все его органы и ткани. Это значит, что непрерывно должно возрастать количество модулей, состоящих из СК – УСК – ДК и обеспечивающих рост органов и тканей, т. е. непрерывное увеличение количества входящих в их состав соответствующих типов ДК. По-видимому, обеспечить рост тела по силам модулям, так как входящие в состав каждого из них СК могут делиться как асимметрично, создавая УСК, так и симметрично, увеличивая число СК. Количество создаваемых в единицу времени новых СК, новых УСК и новых ДК будет определяться только длительностью клеточного цикла, т. е. временем от одного деления СК до следующего ее деления. Это значит, что СК, создающие УСК, могут создать сколь угодно большое количество ДК за неограниченно длительный промежуток времени. При необходимости увеличить скорость создания ДК и, следовательно, увеличить количество создающих их УСК и создающих УСК СК, по-видимому, существует вариант включения в процесс создания модулей СК более высоких уровней потенции. Реализация этого варианта на всем протяжении каскада клеток от мультипотентных СК до УСК и ДК позволяет, по-видимому, создавать необходимое количество ДК за более короткий промежуток времени. Их конечное количество и размер организма определится только величиной размеров тела после остановки его роста.
Эмбрион человека перед появлением на свет отличается от взрослого в основном меньшими размерами. Это значит, что в нем уже присутствуют все 200 типов ДК и все 200 типов, создавших их УСК. СК – предшественница УСК – может создавать несколько различных типов УСК и, следовательно, несколько типов ДК. То, какой тип УСК будет создавать та или иная СК, по-видимому, зависит от ее местоположения в тех или иных тканях организма. При этом положение каждой СК в организме к концу беременности уже определено. После родов на протяжении всей остальной жизни оно меняться уже не будет. По мере роста всех тканей и органов будет только увеличиваться количество уже имеющихся в них ниш, содержащих соответствующие СК, и ниш, содержащих соответствующие УСК.
Благодаря непрерывному симметричному и асимметричному делению СК количество СК в каждой ступени каскада СК должно возрастать в геометрической прогрессии по мере удаления от исходных мультипотентных СК и приближения к ДК. Это значит, что по мере снижения потенции СК последствия гибели какого-то их количества будут оказывать все менее значительное долгосрочное негативное влияние на организм. Исходя из этих рассуждений, можно ожидать, что исходные мультипотентные СК, являющиеся родоначальниками всех 200 типов ДК и, следовательно, родоначальниками всего организма, начиная с конца эмбрионального периода и до конца жизни, должны находиться в организме человека в предельно комфортных условиях, в местах наиболее защищенных от каких-то внешних и внутренних повреждающих воздействий. Одновременно места их расположения должны быть по возможности равномерно распределены в теле человека, чтобы максимально приблизить ниши мультипотентных СК к регионам нахождения ДК, производимых этими мультипотентными СК. Действительно, депо мультипотентных СК находится в губчатом веществе плоских и трубчатых костей. Ниши мультипотентных СК находятся также непосредственно в большинстве органов и тканей. Они служат источником пополнения ниш СК меньшей степени потентности внутри этих органов и тканей. Запас мультипотентных СК в их нишах при необходимости может пополняться как симметричным делением, так и поступлением мультипотентных СК из их депо в расположенной поблизости костной ткани.
Таким образом, в процессе эволюции создана в виде организма человека такая многоклеточная система, которая позволяет в соответствии с генетической программой индивидуального развития организма обеспечивать полное обновление всех ДК лабильных и стабильных тканей и исключать старение ДК вечных тканей. Это значит, что, в отличие от образующих организм клеток, большинство из которых стареет и погибает, сам организм, благодаря нестареющим СК, задуман как нестареющий до тех пор, пока он не достигает возраста половой зрелости, позволяющего наиболее надежно обеспечивать сохранение и распространение генетической информации.