Регенерация органов и тканей. Формы регенерации

Регенера́ция — способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении утраченных органоидов или частей клетки.

Регенерацией называется восстановление организмом утраченных частей на той или иной стадии жизненного цикла. Регенерация, происходящая в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или части организма, называется репаративной. Регенерацию в процессе нормальной жизнедеятельности организма, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической.

Физиологическая регенерация

В каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими. Такие процессы носят название физиологической регенерации.

Репаративная регенерация

Репаративной называют регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела. Выделяют типичную и атипичную репаративную регенерацию.

При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага.

При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна.

Регенерация у животных

Способность к регенерации широко распространена среди животных. Низшие животные, как правило, чаще способны к регенерации, чем более сложные высокоорганизованные формы. Так, среди беспозвоночных гораздо больше видов, способных восстанавливать утраченные органы, чем среди позвоночных, но только у некоторых из них возможна регенерация целой особи из небольшого её фрагмента. Тем не менее общее правило о снижении способности к регенерации с повышением сложности организма нельзя считать абсолютным. Такие примитивные животные, как круглые черви и коловратки, практически не способны к регенерации, а у гораздо более сложных ракообразных и амфибий эта способность хорошо выражена; известны и другие исключения. Некоторые сравнительно близкородственные животные сильно различаются в этом отношении. Так, у многих видов дождевых червей только из передней половины тела может полностью регенерировать новая особь, тогда как пиявки не способны восстановить даже отдельные утраченные органы. У хвостатых амфибий на месте ампутированной конечности образуется новая, а у лягушки культя просто заживает и никакого нового роста не происходит. Нет также чёткой связи между характером эмбрионального развития и способностью к регенерации. Так, у некоторых животных со строго детерминированным развитием (гребневики, полихеты) во взрослом состоянии регенерация развита хорошо (у ползающих гребневиков и некоторых полихет целая особь может восстановиться из небольшого участка тела), а у некоторых животных с регулятивным развитием (морские ежи, млекопитающие) — достаточно слабо.

Многие беспозвоночные способны к регенерации значительной части тела. У большинства видов губок, гидроидных полипов, многих видов плоских, ленточных и кольчатых червей, мшанок, иглокожих и оболочников из небольшого фрагмента тела может регенерировать целый организм. Особенно примечательна способность к регенерации у губок. Если тело взрослой губки продавить через сетчатую ткань, то все клетки отделятся друг от друга, как просеянные сквозь сито. Если затем поместить все эти отдельные клетки в воду и осторожно, тщательно перемешать, полностью разрушив все связи между ними, то спустя некоторое время они начинают постепенно сближаться и воссоединяются, образуя целую губку, сходную с прежней. В этом участвует своего рода «узнавание» на клеточном уровне, о чем свидетельствует следующий эксперимент. Губки трёх разных видов разделяли описанным способом на отдельные клетки и как следует перемешивали. При этом обнаружилось, что клетки каждого вида способны «узнавать» в общей массе клетки своего вида и воссоединяются только с ними, так что в результате образовалась не одна, а три новых губки, подобные трём исходным. Из других животных к восстановлению целого организма из взвеси клеток способна только гидра.

Регенерация у человека

У человека хорошо регенерирует эпидермис, к регенерации способны также такие его производные, как волосы и ногти. Способностью к регенерации обладает также костная ткань (кости срастаются после переломов). С утратой части печени (до 75 %), щитовидной или поджелудочной железы клетки оставшихся фрагментов начинают усиленно делиться и восстанавливают первоначальные размеры органа. Нервные клетки также обладают такой способностью. При определённых условиях могут регенерировать кончики пальцев^[1]. В связи с обнаружением на регенерирующих тканях слабых электрических напряжений можно предположить, что слабые электрофорезные токи ускоряют регенерацию

22.Уровни регенерации.

Регенерация - это восствановление погибших структурных элементов ткани. Представляет собой адаптацию организма, выработанную в ходе эволюционного процесса.

Морган в 1901 г. выделил два способа регенерации - морфаллаксис и эпиморфоз. Морфаллаксис - преобразование части тела в целый организм, которое происходит без клеточного размножения (у инфузорий, кишечнополостных, бластомеров личинки лягушки). Эпиморфоз - регенерация, идущая от раневой поверхности ткани или органа, при которой происходит размножение клеток. Морган четко отграничивал регенерацию от гипертрофии, считая, что при гипертрофии происходит восстановление ткани или органа без размножения его клеточных элементов, в отличие от регенерации.

Некоторые авторы считают гипертрофию одним из вариантов регенерации; но не следует забывать, что восстановление ткани и органа не одно и то же, что и восстановление их массы.

Различают следующие уровни регенерации: молекулярная, ультрасруктурная, клеточная, тканевая, органная.

Процесс регенерации состоит из двух морфологических процессов - пролиферации (размножения клеточных элементов) и дифференцировки (их созревания). На скорость регенерации оказывают влияние многие факторы - гуморальные (клеточные и тканевые гормоны, факторы роста), иммунологические (иммунная система «следит» за выполнением регенерационного процесса и соблюденением генетической информации клеток), нервные (нервная система обеспечивает трофическую функцию), функциональные (функциональное значение органа - стимул для регенерации, особенно печени).

В медицинском аспекте различают три вида регенерации - физиологическую, репаративную и патологическую (извращенную репаративную).

На ход регенерационного процесса могут оказывать влияние общие (питание, рост, наличие витаминов в крови) и местные процессы (воспаление, ишемия сосудов и т.д.).

23.типы и способы репаративной регенерации.

В последние десятилетия изучение процессов репаративной регенерации происходило на уровне молекулярной биологии, электронной микроскопии. Проведенные исследования прояснили проблемы “биологических реакций “. Многочисленные и всесторонние исследования показали, что течение репаративной регенерации и формирования регенерата имеют стадийный характер и напрямую зависят от общего состояния организма и местных изменений тканевого метаболизма. Выделяют три типа репаративной регенерации: десмогенный, хондрогенный и ангиогенный, для которых характерна стадийность течения.
Первая стадия репаративной регенерации - это стадия катаболизма тканевых структур и дедиференциации, пролиферации костных элементов. Она начинается с момента травмы, в результате действия механической травмивнои силы возникает перелом кости Во время перелома повреждается не только костная ткань, но и мягкие ткани, сосуды, нервные ветви окружающие ее, возникает кровоизлияние (гематома). Тяжесть травмы напрямую зависит от силы и продолжительности действия травмивного фактора. Гематома уже в первые минуты наполняется кусочками соседних мягких тканей, надкостницы, костного мозга, ендосту, различными клетками и составляющими элементами их долями ядерной оболочки, ядерного и плазматического содержимого ДНК, ядерными фракциями РНК, лизосомальных ферментов, составляющими элементами крови и другими биологическими веществами.
Эпицентр повреждения окружающий шарок мягких тканей, клетки которого находятся в состоянии парабиоза. Судьба этой паранекротичной прослойки зависит от степени тяжести паранекротичного процесса и времени восстановления микроциркуляторного русла. Под паранекротичной прослойкой лежат мягкие ткани с неповрежденными сосудами, нервами, обеспечивающих нормальный ход обмена веществ.
Травма в организме обусловливает общие и местные защитные, адаптационные специфические и неспецифические нервоворефлекторные и гуморальные реакции в участке перелома, в гематоме, которая становится собственно гетерогенной массой, в результате наполнения и кусочками различных тканей, элементами клеток, клетками крови, развиваются анаэробные процессы (гликолиз), что приводит к образованию органических кислот (пирувата, лактата и др. и нарастание осмотического давления, возникает ацидоз, сначала за счет уменьшения количества резервных основ, а позднее - вследствие роста количества ионов водорода. Увеличивается выход лейкоцитов, белков, накапливается значительное количество деградированных частей и глюкопротеидов, происходит денатурация коллагена, вследствие чего повышается концентрация ионов водорода. Денатурация коллагена происходит также под действием протеаз (трипсина, фибринолизин, химотрипсина, катепсина и др.).
Нарушается обмен воды в тканях, клетки теряют калий, развивается гиперкалиемия в очаге повреждения. Наблюдается сосудистый застой, выпадает фибрин, которому ошибочно приписывают способность превращаться в колагеноподибни волокна и образовывать кость. В настоящее время доказано, что коллагеновые волокна в организме образуются только путем синтеза клетками соединительной ткани. В зоне повреждения возникает дезинтеграция межклеточной субстанции, нарушаются физические связи с коллагеновыми волокнами демонтируются, распадаются и под действие протеаз деградируют. В гетерогенной массе (гематоме) возникают различные по своему происхождению химические соединения полипептидов, олигопептидов, аминокислот, азотных оснований т.п., вследствие декарбоксилирование образуют гистамин, брадикинин, серотонин, ацетилхолин (так называемые тканевые гормоны).

24.Физиологическая регенерация.уровни…