Bioloogias tähendab proliferatsioon rakkude paljunemist ja kasvu. Selles protsessis paljunevad rakud rakkude jagunemise teel ja kasvama kasvades nende geneetiliselt ettenähtud suuruse ja kujuni. Levik mängib inimestel suurt rolli, eriti embrüo- ja kasvufaasis ning seejärel peamiselt teatud tüüpi kudedes tõrjutud rakkude täiendamisel ja parandusprotsessides.
Mis on levik?
Bioloogias on proliferatsioon rakkude paljunemine ja kasv. Proliferatsioon viitab kudede proliferatsioonile, mis koosneb mitootilistest rakkude jagunemistest ja rakkude kasvust. Rakkude kasv hõlmab maksimaalset kasvu maht rakkude suurus ja kuju, mis on geenide DNA-s ette programmeeritud. Stiimuli jagunemiseks annab kindel hormoonid, neurotransmitterid (käskjalad) ja kasvufaktorid. Täiskasvanute staadiumis ei ole inimestel teatud tüüpi koed või rakud enam võimelised paljunema, st nad ei ole enam võimelised jagunema ja seega ka paljunema. See kehtib näiteks enamuse närvikoe ja enamuse sensoorsete rakkude kohta. Kuid paljudes koetüüpides toimuvad pidevalt uuenemisprotsessid, mida tavaliselt soodustavad proliferatsioonivõimelised põhirakud või isegi tüvirakud. Inimeste keskmine rakkude vanus varieerub mõnest tunnist kuni elueani, olenevalt koetüübist. Näiteks sarvkest uueneb iga 28 päeva tagant. Soolestik limaskest suudab seda mõne päeva jooksul palju kiiremini. Kuigi erütrotsüüdid, punane veri rakkudest vabanenud rakud luuüdi, uuendada iga 120 päeva järel valged verelibled elada vaid paar päeva.
Funktsioon ja eesmärk
Inimese embrüonaalse ja postnataalse arengu jaoks on koerakkude paljunemisel suur tähtsus. Hinnangute kohaselt koosneme sündides umbes 5 triljonist rakust. See arv suureneb proliferatsiooniprotsessi tõttu täiskasvanutel umbes 60–90 triljonini. Lahtrite arv on seega kasvanud kaksteist kuni kuusteist korda. Pärast kasvufaasi lõppu kaotavad mõned rakutüübid võime paljuneda. Muud tüüpi rakkudes on proliferatsioonivõime endiselt piiratud. Koetüüpide puhul, mille rakud ei saa enam paljuneda, kuid vajavad siiski end uueneda, pöördub keha tüvirakkude tüübi järele, mis on sageli juba spetsialiseerunud, st on kaotanud kõikvõimsuse ja suudavad ainult kasvama spetsiifiliste koetüüpide rakkudesse. Piiratud võime paljuneda on vajalik raku uuenemisprotsessi säilitamiseks, mis võtab erinevat tüüpi koe jaoks erineva aja. Ülejäänud proliferatsioonivõime vajalikkust väljendab ilmekalt asjaolu, et umbes 50 miljonit rakku sureb sekundis ja kas taaskasutatakse, lagundatakse ja eritub organismi ainevahetuse teel või nagu nahk, lihtsalt väljapoole kooritud. Rakud, mis pidevalt surevad ja organismi ainevahetuse teel lagunevad, tuleb asendada proliferatsiooniga, et raku sisu üldiselt ei kaotaks. Eriline roll vigastuste korral on proliferatsioonil. Messenger-ainete poolt kontrollituna algab vigastuste paranemise faasis paljunemisprotsess hormoonid ja ensüümide. Mittekihiline sidekoe rakud (fibrotsüüdid), mis asuvad Kõõlused ja sidemed rändavad kahjustatud piirkonda ja suudavad oma projektsioonidega vastastikku kokku puutuda ja nende tsütoskeleti kontraktiilsete elementide kaudu kokku tõmmata, võimaldades sidemete või kõõluste rebenenud otstel uuesti pingutada. Parandusmehhanism näitab, et teatud rakkude proliferatsioonivõimet saab vajadusel uuesti aktiveerida. Alates 1990. aastate keskpaigast on teada, et neurogenees ehk uute närvirakkude moodustumine keskosas närvisüsteem, on võimalik ka teatud närviliste tüvirakkudega täiskasvanutel, mida seni ei peetud võimalikuks. Närvilised tüvirakud, mis asuvad hipokampus tekitavad eelkäijarakke (eellasrakke), millel on ka mõnepäevane proliferatsioonivõime.
Haigused ja vaevused
Protsessi haavade paranemist võib pidada näiteks kehast, millel on võime rakkude proliferatsioonivõimet vastavalt vajadusele sisse ja välja lülitada. See tõstatab küsimuse, miks seda võimalust kõigis koetüüpides ei eksisteeri, nii et haiguse tagajärjel hävinud elundid või õnnetusjuhtumi tagajärjel kaotatud jäsemed võivad kasvama tagasi. Ilmselt tähendab evolutsiooniliselt tunnustatud loodus seda, et rakkude piiramatu paljunemisvõime korral oleksid ohud suuremad kui võimalik kasu. Piiramatu proliferatsioonivõimega seotud peamine oht on see, et keerukat protsessi ei saa enam kontrollida. See tähendab, et kui rakud on oma proliferatsioonivõime sisse lülitanud, ei reageeri nad enam messenger-ainetele, ensüümide ja hormoonid. Tulemuseks oleks takistamatu rakukasv. Täpselt nii on kasvajate puhul, mille kude kasvab pidevalt ehk proliferatsioonivõimet ei saa enam peatada. Healoomuliste (healoomuliste) ja pahaloomuliste (pahaloomuliste) kasvajate peamine erinevus seisneb selles, et pahaloomulised kasvajad saavad lisaks enda paljunemisvõimele ka ise toituda, kuna neil on oma laevad läbi vaskularisatsiooniprotsessi ja on võimelised metastaasideks. Lisaks ohjeldamatu leviku võimalusele, mida saab viima et vähk väga erineva orientatsiooniga koosseisudes on probleemiks ka piiratud proliferatsioonivõime probleem. Sageli käivitavad düsfunktsioonid toksiinid ja ravimid nagu alkohol ja nikotiin. Näiteks krooniline alkohol kuritarvitamine põhjustab halvenenud levikut ja diferentseerumist T-lümfotsüüdid, mis on programmi oluline osa immuunsüsteemi.
