Процесът на регенерация на клетките: как и защо се случва. Медицинска енциклопедия - регенерация Процес, основан на регенерация

РЕГЕНЕРАЦИЯ (лат. regeneratio - съживяване, обновяване) - обновяване в процеса на жизнената дейност на структурите на тялото (физиологични Р.) и възстановяване на тези, които са били загубени в резултат на патологични процеси (репаративни Р.). Процесът R. се развива на системно, органно, тъканно, клетъчно и вътреклетъчно ниво. Осъществява се чрез пряко и индиректно делене на клетки, вътреклетъчни органели и тяхното размножаване. Универсалните форми на R. са обновяването на вътреклетъчните структури и тяхната хиперплазия. В този случай е възможна самата вътреклетъчна регенерация, когато след смъртта на част от клетката нейната структура се възстановява поради пролиферацията на оцелели органели или увеличаване на броя на органелите в една клетка със смъртта на друга (компенсаторна хиперплазия на органели). Възстановяването на първоначалната маса на орган след увреждане се извършва по различни начини. В някои случаи запазената част от органа не се променя или се променя слабо, а липсващата му част израства от повърхността на раната под формата на ясно ограничен регенерат. Този метод за възстановяване на изгубена част от орган се нарича епиморфоза. В други случаи настъпва преструктуриране на останалата част от органа, при което той постепенно придобива първоначалната си форма и размер. Тази версия на регенеративния процес се нарича морфалаксис.

Общоприето е, че репаративната Р. (репарация) представлява крайната фаза на различни патологии. процеси, протичащи след дистрофични, некротични и възпалителни промени. Съвременните изследвания обаче показват, че веднага след началото на действието на патогенния фактор, физиологичната Р. рязко се засилва, насочена към компенсиране на внезапното ускорено потребление на структури или тяхната смърт; по това време по същество вече е репаративен R. В някои случаи R. завършва с образуването на част, идентична по форма с мъртвата и изградена от същата тъкан (пълна R., реституция, хомоморфоза). В други случаи, в резултат на R., може да се образува друг орган вместо изгубения, например при ракообразните се образува крайник вместо антена (хетероморфоза). Наблюдава се и непълно развитие на регенериращия орган - хипотипия, например по-малък брой пръсти на крайник при тритон или, напротив, прекомерно ново образуване на костна тъкан на мястото на фрактурата (суперрегенерация). Понякога в областта на увреждането се образува съединителна тъкан, която не е специфична за даден орган, а съединителна тъкан, която впоследствие се подлага на белези (непълна Р. или заместване). По различни причини ходът на репаративния R. може да придобие продължителен характер, да се изкриви качествено, да бъде придружен от образуването на бавно гранулиращи, дълготрайни нелекуващи язви, образуването на фалшива става и др. В такива случаи , говорят за патологичен Р.

В някои органи и тъкани, например в костния мозък, покривния епител, лигавиците и костите, физиологичният Р. се изразява в непрекъснатото обновяване на клетъчния състав, а репаративният Р. се изразява в пълното възстановяване на тъканта. дефект и възстановяване на първоначалната му форма чрез интензивно митотично клетъчно делене. В други органи, например в черния дроб, бъбреците, панкреаса, белите дробове, обновяването на клетъчния състав става сравнително бавно и елиминирането на увреждането и нормализирането на нарушените функции се осигуряват в тях на базата на клетъчна пролиферация и увеличаване в масата на органелите в вече съществуващи оцелели клетки. В резултат на това се увеличава масата на последните, те претърпяват хипертрофия и съответно се повишава тяхната функционална активност. Характерно е, че в тези органи първоначалната им форма най-често не се възстановява, на мястото на увреждане се образува белег, а замяната на загубената част става за сметка на неповредени органи, т.е. процесът на възстановяване протича според тип регенеративна хипертрофия. В центъра, нервната система и миокарда, където липсва способност за митотично клетъчно делене, структурното и функционално възстановяване след увреждане се постига почти изключително поради увеличаване на масата на органелите в оцелелите клетки и хипертрофия на последните, т.е. „възстановителната” способност се изразява само под формата на вътреклетъчен P .

Ефективността на процеса R. до голяма степен се определя от условията, при които протича. Важно е общото състояние на организма. По този начин изтощението, дефицитът на витамини и нарушенията на инервацията инхибират репаративния R. и допринасят за прехода му към патологичен. Скоростта на репаративната регенерация до известна степен се определя от възрастта, но по-голямо значение имат тежестта на самото заболяване и неговите усложнения, както и промените в условията, при които протича процесът на регенерация; По този начин обикновено няма подуване на костите на калварията от ръбовете на дефекта, но ако този дефект е изпълнен с костни стружки, той е покрит с пълноценна костна тъкан.

Регенерация(от латински regeneratio - прераждане) - процесът на възстановяване от тялото на изгубени или повредени структури. Регенерацията поддържа структурата и функциите на тялото, неговата цялост. Има два вида регенерация: физиологична и репаративна. Възстановяването на органи, тъкани, клетки или вътреклетъчни структури след разрушаването им по време на живота на организма се нарича физиологиченрегенерация. Нарича се възстановяване на структури след нараняване или други увреждащи фактори репаративнарегенерация. По време на регенерацията протичат процеси като детерминация, диференциация, растеж, интеграция и др., подобни на процесите, протичащи в ембрионалното развитие. По време на регенерацията обаче всички те идват вторично, т.е. в оформен организъм.

Физиологиченрегенерацията е процесът на актуализиране на функциониращите структури на тялото. Благодарение на физиологичната регенерация се поддържа структурна хомеостаза и органите могат постоянно да изпълняват своите функции. От общобиологична гледна точка физиологичната регенерация, подобно на метаболизма, е проява на такова важно свойство на живота като самообновяване.

Пример за физиологична регенерация на вътреклетъчно ниво са процесите на възстановяване на субклетъчните структури в клетките на всички тъкани и органи. Значението му е особено голямо за така наречените „вечни” тъкани, които са загубили способността си да се регенерират чрез клетъчно делене. Това се отнася преди всичко за нервната тъкан.

Примери за физиологична регенерация на клетъчно и тъканно ниво са обновяването на епидермиса на кожата, роговицата на окото, епитела на чревната лигавица, периферните кръвни клетки и др. Обновяват се производните на епидермиса - косата и нокти. Това е т.нар пролиферативенрегенерация, т.е. попълване на броя на клетките поради тяхното делене. В много тъкани има специални камбиални клетки и огнища на тяхната пролиферация. Това са крипти в епитела на тънките черва, костния мозък, пролиферативни зони в епитела на кожата. Интензивността на клетъчното обновяване в тези тъкани е много висока. Това са така наречените „лабилни“ тъкани. Всички еритроцити на топлокръвните животни например се подменят за 2-4 месеца, а епителът на тънките черва се подменя напълно за 2 дни. Това време е необходимо, за да може клетката да се придвижи от криптата до вилуса, да изпълни функцията си и да умре. Клетките на органи като черен дроб, бъбрек, надбъбречна жлеза и др., се обновяват много по-бавно. Това са така наречените „стабилни“ тъкани.

За интензивността на пролиферацията се съди по броя на митозите на 1000 преброени клетки. Ако вземем предвид, че самата митоза продължава средно около 1 час, а целият митотичен цикъл в соматичните клетки продължава средно 22-24 часа, тогава става ясно, че за да се определи интензивността на обновяване на клетъчния състав на тъканите, е необходимо необходимо за преброяване на броя на митозите за един или няколко дни. Оказало се, че броят на делящите се клетки не е еднакъв по различно време на деня. Така беше отворено ежедневен ритъм на делене на клетките,пример за което е показан на фиг. 8.23.

Ориз. 8.23. Ежедневни промени в митотичния индекс (MI)

в епитела на хранопровода ( аз) и роговицата ( 2 ) мишки.

Митотичният индекс се изразява в ppm (0/00), отразявайки броя на митозите

на хиляда преброени клетки

Установен е дневен ритъм на броя на митозите не само в нормалните, но и в туморните тъкани. Това е отражение на по-общ модел, а именно ритъма на всички функции на тялото. Една от съвременните области на биологията е хронобиология -изучава по-специално механизмите на регулиране на ежедневните ритми на митотичната активност, което е много важно за медицината. Наличието на дневна периодичност в броя на митозите показва регулируемостта на физиологичната регенерация от организма. В допълнение към дневните надбавки има лунни и годишенцикли на обновяване на тъкани и органи.

Има две фази на физиологичната регенерация: разрушителна и възстановителна. Смята се, че разпадните продукти на едни клетки стимулират пролиферацията на други. Хормоните играят основна роля в регулирането на клетъчното обновяване.

Физиологичната регенерация е присъща на организмите от всички видове, но се среща особено интензивно при топлокръвните гръбначни, тъй като те обикновено имат много висока интензивност на функциониране на всички органи в сравнение с други животни.

Репаративни(от лат. reparatio - възстановяване) регенерацията настъпва след увреждане на тъкан или орган. Той е много разнообразен по отношение на факторите, причиняващи щетите, размера на щетите и методите за възстановяване. Механична травма, като операция, излагане на токсични вещества, изгаряния, измръзване, излагане на радиация, гладуване и други патогенни агенти, всички са увреждащи фактори. Регенерацията след механична травма е най-широко изследвана. Способността на някои животни, като хидра, планария, някои пръстеновидни, морски звезди, морски птици и др., да възстановяват изгубени органи и части от тялото, отдавна учудва учените. Чарлз Дарвин, например, смята за удивителна способността на охлюва да възпроизвежда глава и способността на саламандъра да възстановява очите, опашката и краката точно на местата, където са били отрязани.

Степента на щетите и последващото възстановяване варира значително. Екстремен вариант е възстановяване на целия организъм от отделна малка част от него, всъщност от група соматични клетки. Сред животните такова възстановяване е възможно при гъби и кишечнополостни. При растенията дори от една соматична клетка е възможно развитието на цяло ново растение, както се получи в примера с морковите и тютюна. Този тип възстановителни процеси се придружава от появата на нова морфогенетична ос на тялото и се нарича B.P. Токин „соматична ембриогенеза“, тъй като в много отношения тя прилича на ембрионалното развитие.

Има примери за възстановяване на големи участъци от тялото, състоящи се от комплекс от органи. Примерите включват регенерирането на оралния край в хидрата, главния край в пръстеновидната лигавица и възстановяването на морската звезда от един лъч (фиг. 8.24). Регенерацията на отделни органи е широко разпространена, например крайници на тритон, опашка на гущер, очи на членестоноги. Заздравяването на кожа, рани, увреждане на костите и други вътрешни органи е по-малко обширен процес, но не по-малко важен за възстановяване на структурната и функционална цялост на тялото. От особен интерес е способността на ембрионите в ранните етапи на развитие да се възстановяват след значителна загуба на материал. Тази способност беше последният аргумент в борбата между привържениците на преформационизма и епигенезата и доведе G. Driesch до концепцията за ембрионалната регулация през 1908 г.

Ориз. 8.24. Регенерация на комплекс от органи при някои видове безгръбначни животни. А -хидра; Б -трихофития; В -Морска звезда

(вижте текста за обяснение)

Има няколко разновидности или методи на репаративна регенерация. Те включват епиморфоза, морфалаксис, зарастване на епителни рани, регенеративна хипертрофия, компенсаторна хипертрофия.

ЕпителизацияПри зарастване на рани с увредена епителна покривка процесът е приблизително еднакъв, независимо дали регенерацията на органа се извършва допълнително чрез епиморфоза или не. Заздравяването на епидермални рани при бозайници, когато повърхността на раната изсъхне, образувайки кора, протича по следния начин (фиг. 8.25). Епителът на ръба на раната се удебелява поради увеличаване на обема на клетките и разширяване на междуклетъчните пространства. Фибриновият съсирек играе ролята на субстрат за миграцията на епидермиса в дълбините на раната. Мигриращите епителни клетки не претърпяват митоза, но имат фагоцитна активност. Клетките от противоположните краища влизат в контакт. След това настъпва кератинизация на епидермиса на раната и отделяне на кората, покриваща раната.

Ориз. 8.25. Диаграма на някои от случващите се събития

по време на епителизация на кожна рана при бозайници.

а-началото на врастването на епидермиса под некротичната тъкан; Б-сливане на епидермиса и отделяне на краста:

1 -съединителната тъкан, 2- епидермис, 3- краста, 4- некротична тъкан

Докато епидермисът срещне противоположните ръбове, се наблюдава изблик на митоза в клетките, разположени непосредствено около ръба на раната, която след това постепенно намалява. Според една версия това огнище е причинено от намаляване на концентрацията на митотичния инхибитор - кайлон.

Епиморфозае най-очевидният метод за регенерация, състоящ се в израстването на нов орган от ампутираната повърхност. Подробно е проучена регенерацията на крайниците на тритони и аксолотли. Има регресивни и прогресивни фази на регенерация. Регресивна фазаЗапочни с изцелениерана, по време на която настъпват следните основни събития: спиране на кървенето, свиване на меките тъкани на пънчето на крайника, образуване на фибринов съсирек върху повърхността на раната и миграция на епидермиса, покриващ повърхността на ампутацията.

Тогава се започва унищожаванеостеоцити в дисталния край на костта и други клетки. В същото време клетките, участващи във възпалителния процес, проникват в разрушените меки тъкани, наблюдава се фагоцитоза и локален оток. Тогава, вместо да се образува плътен плексус от влакна на съединителната тъкан, както се случва по време на заздравяването на рани при бозайници, диференцираната тъкан се губи в областта под епидермиса на раната. Характеризира се с остеокластична костна ерозия, която е хистологичен признак дедиференциация.Епидермисът на раната, вече проникнал от регенериращи нервни влакна, започва бързо да се удебелява. Пространствата между тъканите все повече се запълват с мезенхимни клетки. Натрупването на мезенхимни клетки под епидермиса на раната е основният индикатор за образуването на регенеративен бластеми.Клетките на бластемата изглеждат по същия начин, но в този момент се залагат основните характеристики на регенериращия крайник.

Тогава се започва прогресивна фаза,което се характеризира в най-голяма степен с процесите на растеж и морфогенеза. Дължината и теглото на регенеративната бластема бързо нарастват. Растежът на бластемата се случва на фона на формирането на функции на крайниците в разгара си, т.е. неговата морфогенеза. Когато общата форма на крайника вече е развита, регенератът все още е по-малък от нормалния крайник. Колкото по-голямо е животното, толкова по-голяма е тази разлика в размера. Завършването на морфогенезата изисква време, след което регенератът достига размерите на нормален крайник.

Някои етапи на регенерация на преден крайник в тритон след ампутация на нивото на рамото са показани на фиг. 8.26. Времето, необходимо за пълна регенерация на крайниците, варира в зависимост от размера и възрастта на животното, както и от температурата, при която се случва.

Ориз. 8.26. Етапи на регенерация на предни крайници при тритон

При младите ларви на аксолотлите крайникът може да се регенерира за 3 седмици, при възрастните тритони и аксолотли за 1-2 месеца, а при сухоземните амбисти това отнема около 1 година.

По време на епиморфната регенерация не винаги се образува точно копие на отстранената структура. Тази регенерация се нарича нетипичен.Има много видове атипична регенерация. Хипоморфоза -регенерация с частична подмяна на ампутираната структура. Така при възрастна жаба с нокти вместо крайник се появява структура, подобна на шило. Хетероморфоза -появата на друга структура на мястото на изгубената. Това може да се прояви под формата на хомеотична регенерация, която се състои в появата на крайник на мястото на антените или очите при членестоноги, както и в промяна на полярността на структурата. От къс фрагмент от планария може надеждно да се получи биполярна планария (фиг. 8.27).

Възниква образуване на допълнителни структури, или прекомерна регенерация.След изрязване на пънчето при ампутация на главата на планарията се получава регенерация на две или повече глави (фиг. 8.28). Възможно е да получите повече цифри, когато регенерирате крайник на аксолот, като завъртите края на пънчето на крайника на 180°. Допълнителните структури са огледални изображения на оригиналните или регенерирани структури, до които са разположени (закон на Бейтсън).

Ориз. 8.27. Биполярна планария

Морфалаксис -Това е регенерация чрез преструктуриране на регенериращата зона. Пример за това е регенерирането на хидра от пръстен, изрязан от средата на тялото й, или възстановяването на планария от една десета или двадесета част от нейната част. В този случай на повърхността на раната не възникват значителни процеси на оформяне. Отрязаното парче се свива, клетките вътре в него се пренареждат и се появява цял индивид

намалява по размер, който след това расте. Този метод на регенерация е описан за първи път от Т. Морган през 1900 г. В съответствие с неговото описание морфалаксисът протича без митоза. Често има комбинация от епиморфен растеж на мястото на ампутация с реорганизация чрез морфалаксис в съседни части на тялото.

Ориз. 8.28. Многоглава планария, получена след ампутация на главата

и нанасяне на прорези върху пънчето

Регенеративна хипертрофиясе отнася до вътрешните органи. Този метод на регенерация включва увеличаване на размера на останалия орган без възстановяване на първоначалната му форма. Илюстрация е регенерацията на черния дроб на гръбначни животни, включително бозайници. При маргинално увреждане на черния дроб отстранената част от органа никога не се възстановява. Повърхността на раната заздравява. В същото време клетъчната пролиферация (хиперплазия) се увеличава в останалата част и в рамките на две седмици след отстраняването на 2/3 от черния дроб се възстановява първоначалното тегло и обем, но не и формата. Вътрешната структура на черния дроб се оказва нормална, лобулите имат типичен размер. Функцията на черния дроб също се нормализира.

Компенсаторна хипертрофиясе състои от промени в един от органите с нарушение в друг, принадлежащ към същата органна система. Пример за това е хипертрофия на един от бъбреците при отстраняване на другия или уголемяване на лимфните възли при отстраняване на далака.

Последните два метода се различават по местоположението на регенерацията, но механизмите им са еднакви: хиперплазия и хипертрофия.

Възстановяването на отделни мезодермални тъкани, като мускулна и скелетна тъкан, се нарича тъканна регенерация.За регенерацията на мускулите е важно да се запазят поне малки пънчета в двата края, а за регенерацията на костите е необходим периост. Регенерацията чрез индукция възниква в определени мезодермални тъкани на бозайници в отговор на действието на специфични индуктори, които се въвеждат в увредената област. Този метод дава възможност за пълно заместване на дефекта на костите на черепа след въвеждане на костни стружки в него.

По този начин има много различни методи или видове морфогенетични явления при възстановяването на изгубени и увредени части на тялото. Разликите между тях не винаги са очевидни и е необходимо по-задълбочено разбиране на тези процеси.

Изследването на явленията на регенерация засяга не само външни прояви. Има редица въпроси, които са проблемни и теоретични по своята същност. Те включват въпроси на регулирането и условията, при които протичат процесите на възстановяване, въпросите за произхода на клетките, участващи в регенерацията, способността за регенерация в различни групи, животни и характеристиките на процесите на възстановяване при бозайници.

Установено е, че реални промени в електрическата активност настъпват в крайниците на земноводните след ампутация и по време на процеса на регенерация. Когато електрически ток преминава през ампутиран крайник, възрастните жаби с нокти показват повишена регенерация на предните крайници. При регенериращите се увеличава количеството на нервната тъкан, от което се прави изводът, че електрическият ток стимулира врастването на нервите в ръбовете на крайниците, които обикновено не се регенерират.

Опитите да се стимулира регенерацията на крайниците при бозайници по подобен начин са неуспешни. По този начин, под въздействието на електрически ток или чрез комбиниране на действието на електрически ток с фактор на растеж на нервите, беше възможно да се получи при плъхове само растеж на скелетна тъкан под формата на хрущялни и костни калуси, които не приличаха нормални елементи на скелета на крайниците.

Няма съмнение, че процесите на регенерация се регулират от нервна система.Когато крайникът е внимателно денервиран по време на ампутация, епиморфната регенерация е напълно потисната и никога не се образува бластема. Проведени са интересни експерименти. Ако нервът на крайника на тритона се прибере под кожата на основата на крайника, се образува допълнителен крайник. Ако се вземе до основата на опашката, се стимулира образуването на допълнителна опашка. Намаляването на нерва в страничната област не причинява никакви допълнителни структури. Тези експерименти доведоха до създаването на концепцията регенерационни полета. .

Установено е, че броят на нервните влакна е определящ за започване на регенерацията. Видът на нерва няма значение. Влиянието на нервите върху регенерацията е свързано с трофичния ефект на нервите върху тъканите на крайниците.

Получени данни в полза хуморална регулацияпроцеси на регенерация. Особено често срещан модел за изследване на това е регенериращият черен дроб. След прилагане на серум или кръвна плазма от животни, които са били подложени на отстраняване на черния дроб на нормални интактни животни, се наблюдава стимулиране на митотичната активност на чернодробните клетки при първите. Обратно, когато на увредените животни е даден серум от здрави животни, се получава намаляване на броя на митозите в увредения черен дроб. Тези експерименти могат да показват както наличието на стимулатори на регенерация в кръвта на наранени животни, така и наличието на инхибитори на клетъчното делене в кръвта на непокътнати животни. Обяснението на резултатите от експериментите се усложнява от необходимостта да се вземе предвид имунологичният ефект на инжекциите.

Най-важният компонент на хуморалната регулация на компенсаторната и регенеративната хипертрофия е имунологичен отговор.Не само частично отстраняване на орган, но и множество въздействия предизвикват нарушения в имунния статус на организма, появата на автоантитела и стимулиране на процесите на клетъчна пролиферация.

Има големи разногласия по въпроса за клетъчни източницирегенерация. Откъде идват или как възникват недиференцираните бластемни клетки, морфологично подобни на мезенхимните клетки? Има три предположения.

1. Хипотеза резервни клеткипредполага, че предшествениците на регенеративната бластема са така наречените резервни клетки, които спират на някакъв ранен етап от своята диференциация и не участват в процеса на развитие, докато не получат стимул за регенерация.

2. Хипотеза временно дедиференциране,или модулация на клетки предполага, че в отговор на регенеративен стимул, диференцираните клетки могат да загубят признаци на специализация, но след това да се диференцират отново в същия клетъчен тип, т.е., след като временно са загубили специализация, те не губят решителност.

3. Хипотеза пълна дедиференциацияспециализирани клетки до състояние подобно на мезенхимните клетки и с възможна последваща трансдиференциация или метаплазия, т.е. трансформация в клетки от друг тип, смята, че в този случай клетката губи не само специализация, но и детерминация.

Съвременните методи на изследване не ни позволяват да докажем и трите предположения с абсолютна сигурност. Въпреки това е абсолютно вярно, че в пънчетата на пръстите на аксолотла хондроцитите се освобождават от заобикалящия матрикс и мигрират в регенеративната бластема. По-нататъшната им съдба не е определена. Повечето изследователи разпознават дедиференциация и метаплазия по време на регенерацията на лещата при земноводните. Теоретичната значимост на този проблем се състои в предположението за възможността или невъзможността клетката да промени програмата си до такава степен, че да се върне в състояние, в което отново да може да се дели и да препрограмира своя синтетичен апарат. Например хондроцитът става миоцит или обратното.

Способността за регенерация няма ясна зависимост от организационно ниво,въпреки че отдавна е забелязано, че по-ниско организираните животни имат по-добра способност да регенерират външни органи. Това се потвърждава от невероятни примери за регенерация на хидра, планарии, анелиди, членестоноги, бодлокожи и по-ниски хордови, като асцидии. Сред гръбначните животни опашатите земноводни имат най-добра регенеративна способност. Известно е, че различните видове от един и същи клас могат да се различават значително по способността си да се регенерират. Освен това при изследване на способността за регенерация на вътрешните органи се оказа, че тя е значително по-висока при топлокръвни животни, като бозайници, в сравнение с земноводните.

Регенерация бозайницие уникален. За регенерацията на някои външни органи са необходими специални условия. Езикът и ухото, например, не се регенерират с маргинални увреждания. Ако приложите проходен дефект през цялата дебелина на органа, възстановяването върви добре. В някои случаи се наблюдава регенерация на зърното дори след ампутация в основата. Регенерацията на вътрешните органи може да бъде много активна. От малък фрагмент от яйчника се възстановява цял орган. Характеристиките на регенерацията на черния дроб вече бяха обсъдени по-горе. Различни тъкани на бозайници също се регенерират добре. Има предположение, че невъзможността за регенерация на крайници и други външни органи при бозайниците е адаптивна по природа и се дължи на селекция, тъй като при активен начин на живот деликатните морфогенетични процеси биха затруднили съществуването. Постиженията на биологията в областта на регенерацията се прилагат успешно в медицината. Има обаче много нерешени въпроси в проблема с регенерацията.

Главна информация

Регенерация(от лат. регенерация -съживяване) - възстановяване (подмяна) на структурни елементи на тъканта за заместване на мъртвите. В биологичен смисъл регенерацията е адаптивен процес развити по време на еволюцията и присъщи на всички живи същества. В живота на организма всяка функционална функция изисква изразходване на материален субстрат и неговото възстановяване. Следователно по време на регенерацията има самовъзпроизвеждане на живата материя,Освен това това самовъзпроизвеждане на живите отразява принцип на авторегулацияИ автоматизация на жизнените функции(Давидовски I.V., 1969).

Регенеративното възстановяване на структурата може да се случи на различни нива – молекулярно, субклетъчно, клетъчно, тъканно и органно, но винаги говорим за подмяна на структура, която е способна да изпълнява специализирана функция. Регенерацията е възстановяване на структурата и функцията.Значението на регенеративния процес се състои в материалното осигуряване на хомеостазата.

Възстановяването на структурата и функцията може да се извърши чрез клетъчни или вътреклетъчни хиперпластични процеси. На тази основа се разграничават клетъчни и вътреклетъчни форми на регенерация (Саркисов Д.С., 1977). За клетъчна формарегенерацията се характеризира с възпроизвеждане на клетките по митотичен и амитотичен начин, за вътреклетъчна форма,които могат да бъдат органоидни и интраорганоидни - увеличаване на броя (хиперплазия) и размера (хипертрофия) на ултраструктурите (ядра, нуклеоли, митохондрии, рибозоми, ламеларен комплекс и др.) и техните компоненти (виж фиг. 5, 11, 15) . Вътреклетъчна формарегенерацията е универсален, тъй като е характерен за всички органи и тъкани. Въпреки това, структурната и функционална специализация на органите и тъканите във фило- и онтогенезата „избра“ за едни предимно клетъчна форма, за други - предимно или изключително вътреклетъчни, за трети - и двете форми на регенерация еднакво (Таблица 5). Преобладаването на една или друга форма на регенерация в определени органи и тъкани се определя от тяхното функционално предназначение, структурна и функционална специализация. Необходимостта да се запази целостта на обвивката на тялото обяснява, например, преобладаването на клетъчната форма на регенерация на епитела както на кожата, така и на лигавиците. Специализирана функция на пирамидната клетка на мозъка

мозъка, както и мускулната клетка на сърцето, изключва възможността за разделяне на тези клетки и дава възможност да се разбере необходимостта от селекция във фило- и онтогенезата на вътреклетъчната регенерация като единствената форма за възстановяване на този субстрат.

Таблица 5.Форми на регенерация в органи и тъкани на бозайници (по Саркисов Д.С., 1988)

Тези данни опровергават съществуващите доскоро идеи за загуба на способността на някои органи и тъкани на бозайници да се регенерират, за „зле“ и „добре“ регенериращи човешки тъкани, както и идеята, че съществува „закон на обратната зависимост“ между степента на тъканна диференциация и способността им да се регенерират . Сега е установено, че по време на еволюцията способността за регенерация в някои тъкани и органи не е изчезнала, а е придобила форми (клетъчни или вътреклетъчни), съответстващи на тяхната структурна и функционална оригиналност (Саркисов Д.С., 1977). Така всички тъкани и органи имат способността да се регенерират; само формите му се различават в зависимост от структурната и функционална специализация на тъканта или органа.

МорфогенезаРегенеративният процес се състои от две фази - пролиферация и диференциация. Тези фази са особено добре изразени в клетъчната форма на регенерация. IN фаза на пролиферация размножават се млади, недиференцирани клетки. Тези клетки се наричат камбиален(от лат. камбий- обмен, промяна), стволови клеткиИ прогениторни клетки.

Всяка тъкан се характеризира със собствени камбиални клетки, които се различават по степен на пролиферативна активност и специализация, но една стволова клетка може да бъде предшественик на няколко вида

клетки (например стволови клетки на хемопоетичната система, лимфоидна тъкан, някои клетъчни представители на съединителната тъкан).

IN фаза на диференциация младите клетки узряват и настъпва тяхната структурна и функционална специализация. Същата промяна от хиперплазия на ултраструктурите до тяхната диференциация (съзряване) е в основата на механизма на вътреклетъчната регенерация.

Регулиране на регенеративния процес.Регулаторните механизми на регенерация включват хуморални, имунологични, нервни и функционални.

Хуморални механизмивнедряват се както в клетките на увредените органи и тъкани (вътретъканни и вътреклетъчни регулатори), така и извън тях (хормони, поетини, медиатори, растежни фактори и др.). Хуморалните регулатори включват Кейлони (от гръцки chalaino- отслабват) - вещества, които могат да потиснат клетъчното делене и синтеза на ДНК; те са тъканно специфични. Имунологични механизмирегулациите са свързани с „регенеративната информация“, пренасяна от лимфоцитите. В тази връзка трябва да се отбележи, че механизмите на имунологичната хомеостаза определят и структурната хомеостаза. Нервни механизмирегенеративните процеси са свързани предимно с трофичната функция на нервната система и функционални механизми- с функционална "заявка" на орган или тъкан, която се счита за стимул за регенерация.

Развитието на възстановителния процес до голяма степен зависи от редица общи и локални условия или фактори. ДА СЕ общ трябва да включва възраст, конституция, хранителен статус, метаболитен и хематопоетичен статус, местен - състоянието на инервацията, кръвообращението и лимфната циркулация на тъканта, пролиферативната активност на нейните клетки, естеството на патологичния процес.

Класификация.Има три вида регенерация: физиологична, репаративна и патологична.

Физиологична регенерацияпротича през целия живот и се характеризира с постоянно обновяване на клетките, фиброзните структури и основното вещество на съединителната тъкан. Няма структури, които да не са подложени на физиологична регенерация. Там, където доминира клетъчната форма на регенерация, се извършва клетъчно обновяване. По този начин има постоянна промяна на покривния епител на кожата и лигавиците, секреторния епител на екзокринните жлези, клетките, покриващи серозните и синовиалните мембрани, клетъчните елементи на съединителната тъкан, червените кръвни клетки, левкоцитите и тромбоцитите, и т.н. В тъканите и органите, където се губи клетъчната форма на регенерация, например в сърцето, мозъка, вътреклетъчните структури се обновяват. Наред с обновяването на клетките и субклетъчните структури, биохимична регенерация,тези. обновяване на молекулярния състав на всички компоненти на тялото.

Репаративна или възстановителна регенерациянаблюдавани при различни патологични процеси, водещи до увреждане на клетките и тъканите

нея.

Механизмите на репаративната и физиологичната регенерация са еднакви; репаративната регенерация е засилена физиологична регенерация. Въпреки това, поради факта, че репаративната регенерация се стимулира от патологични процеси, тя има качествени морфологични разлики от физиологичните. Репаративната регенерация може да бъде пълна или непълна.Пълна регенерация, илиреституция, характеризиращ се с компенсиране на дефекта с тъкан, която е идентична с мъртвата. Развива се предимно в тъканите, къдетопреобладава клетъчната регенерация. Така в съединителната тъкан, костите, кожата и лигавиците дори относително големи дефекти на органи могат да бъдат заменени чрез клетъчно делене с тъкан, идентична на мъртвата. ПриПълна регенерация, непълна регенерация,заместване, дефектът се заменя със съединителна тъкан, белег. Заместването е характерно за органи и тъкани, в които преобладава вътреклетъчната форма на регенерация или се комбинира с клетъчна регенерация. Тъй като регенерацията включва възстановяване на структура, способна да изпълнява специализирана функция, смисълът на непълната регенерация не е в заместването на дефекта с белег, а вкомпенсаторна хиперплазия елементи от останалата специализирана тъкан, чиято маса нараства, т.е. се случвахипертрофия

тъкани. Така в съединителната тъкан, костите, кожата и лигавиците дори относително големи дефекти на органи могат да бъдат заменени чрез клетъчно делене с тъкан, идентична на мъртвата. ПриПри тези. заздравяване на тъкан с белег, възниква хипертрофия като израз на регенеративния процес, поради което се наричасъдържа биологичния смисъл на репаративната регенерация. Регенеративната хипертрофия може да се осъществи по два начина - чрез клетъчна хиперплазия или хиперплазия и хипертрофия на клетъчни ултраструктури, т.е. клетъчна хипертрофия.

Възстановяването на първоначалната маса на органа и неговата функция се дължи предимно на клетъчна хиперплазиявъзниква по време на регенеративна хипертрофия на черния дроб, бъбреците, панкреаса, надбъбречните жлези, белите дробове, далака и др. Регенеративната хипертрофия се дължи на хиперплазия на клетъчни ултраструктурихарактеристика на миокарда, мозъка, т.е. тези органи, където преобладава вътреклетъчната форма на регенерация. В миокарда, например, по периферията на белега, който е заместил инфаркта, размерът на мускулните влакна се увеличава значително, т.е. те хипертрофират поради хиперплазия на техните субклетъчни елементи (фиг. 81). И двата пътя на регенеративна хипертрофия не се изключват взаимно, а напротив, често съчетавам. По този начин при регенеративна хипертрофия на черния дроб се наблюдава не само увеличаване на броя на клетките в частта на органа, запазена след увреждане, но и тяхната хипертрофия, причинена от хиперплазия на ултраструктури. Не може да се изключи, че регенеративната хипертрофия на сърдечния мускул може да възникне не само под формата на хипертрофия на влакната, но и чрез увеличаване на броя на мускулните клетки, които ги изграждат.

Периодът на възстановяване обикновено не се ограничава само до факта, че репаративната регенерация се развива в увредения орган. Ако

Ориз. 81.Регенеративна миокардна хипертрофия. По периферията на белега са разположени хипертрофирани мускулни влакна

влиянието на патогенния фактор престава до смъртта на клетката и настъпва постепенно възстановяване на увредените органели. Следователно, проявите на репаративната реакция трябва да бъдат разширени, за да включат възстановителни вътреклетъчни процеси в дистрофично променени органи. Общоприетото мнение за регенерацията само като краен етап на патологичния процес е неоправдано. Репаративната регенерация не е местен, А обща реакция на тялото, обхващащи различни органи, но напълно реализирани само в един или друг от тях.

ОТНОСНО патологична регенерация казват в случаите, когато в резултат на определени причини има нарушаване на регенеративния процес, нарушаване на фазовите променипролиферация

и диференциация. Патологичната регенерация се проявява в прекомерно или недостатъчно образуване на регенерираща тъкан (хипер-Пълна регенерация, хипорегенерация),както и при трансформацията по време на регенерация на един вид тъкан в друга [метаплазия - вж. Процеси на приспособяване (адаптация) и компенсация.Примерите включват хиперпродукция на съединителна тъкан с образуването келоид,прекомерна регенерация на периферни нерви и прекомерно образуване на калус по време на заздравяване на фрактури, бавно зарастване на рани и епителна метаплазия във фокуса на хронично възпаление. Патологичната регенерация обикновено се развива, когато нарушения на общИ условия на местна регенерация(нарушена инервация, протеиново и витаминно гладуване, хронично възпаление и др.).

Регенерация на отделни тъкани и органи

Репаративната регенерация на кръвта се различава от физиологичната регенерация преди всичко с по-голямата си интензивност. В този случай активният червен костен мозък се появява в дългите кости на мястото на мастния костен мозък (миелоидна трансформация на мастния костен мозък). Мастните клетки се заменят с нарастващи острови от хемопоетична тъкан, която изпълва медуларния канал и изглежда сочна и тъмночервена. В допълнение, хематопоезата започва да се извършва извън костния мозък - екстрамедуларен,Пълна регенерация, екстрамедуларен, хематопоеза.Оча-

gi на екстрамедуларна (хетеротопна) хемопоеза в резултат на изхвърлянето на стволови клетки от костния мозък се появяват в много органи и тъкани - далак, черен дроб, лимфни възли, лигавици, мастна тъкан и др.

Регенерацията на кръвта може да бъде рязко депресиран (например с лъчева болест, апластична анемия, алеукия, агранулоцитоза) или перверзен (например с пернициозна анемия, полицитемия, левкемия). В този случай в кръвта влизат незрели, функционално непълноценни и бързо разрушаващи се формирани елементи. В такива случаи говорим за патологична регенерация на кръвта.

Репаративните възможности на органите на хематопоетичната и имунокомпетентната система са двусмислени. Костен мозък има много високи пластични свойства и може да бъде възстановен дори при значителни повреди. Лимфните възли регенерират добре само в случаите, когато са запазени връзките на аферентните и еферентните лимфни съдове с околната съединителна тъкан. Регенерация на тъканите далак когато е повреден, обикновено е непълен; мъртвата тъкан се заменя с белег.

Регенерация на кръвоносни и лимфни съдовепротича нееднозначно в зависимост от техния калибър.

Микросъдове имат по-голяма способност за регенерация от големите съдове. Ново образуване на микросъдове може да възникне чрез пъпкуване или автогенно. По време на съдова регенерация чрез пъпкуване (Фиг. 82) в стената им се появяват странични издатини поради бързо делящи се ендотелни клетки (ангиобласти). Образуват се нишки от ендотел, в които се появяват празнини и в тях се влива кръв или лимфа от „майчиния“ съд. Други елементи: съдовата стена се образува поради диференциацията на ендотела и клетките на съединителната тъкан, обграждащи съда. Нервните влакна от вече съществуващи нерви растат в съдовата стена. Автогенна неоплазма съдове е, че в съединителната тъкан се появяват огнища на недиференцирани клетки. В тези огнища се появяват пукнатини, в които се отварят вече съществуващи капиляри и изтича кръв. Младите клетки на съединителната тъкан, диференциращи се, образуват ендотелната обвивка и други елементи на съдовата стена.

Ориз. 82.Съдова регенерация чрез пъпкуване

Големи съдове нямат достатъчно пластични свойства. Следователно, ако стените им са повредени, се възстановяват само структурите на вътрешната обвивка, нейната ендотелна обвивка; елементите на средната и външната мембрана обикновено се заменят със съединителна тъкан, което често води до стесняване или заличаване на лумена на съда.

Регенерация на съединителната тъканзапочва с пролиферация на млади мезенхимни елементи и ново образуване на микросъдове. Образува се млада съединителна тъкан, богата на клетки и тънкостенни съдове, която има характерен вид. Това е сочна тъмночервена тъкан със зърнеста повърхност, сякаш осеяна с големи гранули, което беше основата да я наречем гранулационна тъкан.Гранулите са бримки от новообразувани тънкостенни съдове, изпъкнали над повърхността, които формират основата на гранулационната тъкан. Между съдовете има много недиференцирани лимфоцитоподобни клетки на съединителната тъкан, левкоцити, плазмени клетки и мастоцити (фиг. 83). Какво се случва след това е съзряване гранулационна тъкан, която се основава на диференциацията на клетъчни елементи, влакнести структури и кръвоносни съдове. Броят на хематогенните елементи намалява, а фибробластите се увеличават. Във връзка със синтеза на колаген от фибробластите, аргирофилен(вижте фиг. 83), а след това колагенови влакна.Синтезът на гликозаминогликани от фибробластите служи за образуване

основно вещество съединителната тъкан. С узряването на фибробластите броят на колагеновите влакна се увеличава и те се групират в снопове; В същото време броят на съдовете намалява, те се диференцират в артерии и вени. Узряването на гранулационната тъкан завършва с образуването груба фиброзна тъкан на белег.

Ново образуване на съединителна тъкан се получава не само когато тя е увредена, но и когато други тъкани са непълно регенерирани, както и по време на организация (капсулиране), зарастване на рани и продуктивно възпаление.

Узряването на гранулационната тъкан може да има определено отклонения. Развитието на възпаление в гранулационната тъкан води до забавяне на нейното съзряване,

Ориз. 83.Гранулационна тъкан. Между тънкостенните съдове има много недиференцирани клетки на съединителната тъкан и аргирофилни влакна. Сребърна импрегнация

и прекомерната синтетична активност на фибробластите води до прекомерно образуване на колагенови влакна, последвано от изразена хиалиноза. В такива случаи белегът се появява под формата на туморно образувание със синкаво-червен цвят, което се издига над повърхността на кожата под формата келоид.Келоидни белези се образуват след различни травматични кожни лезии, особено след изгаряния.

Регенерация на мастната тъканвъзниква поради новообразуването на клетки от съединителната тъкан, които се превръщат в мастни клетки (адипоцити) чрез натрупване на липиди в цитоплазмата. Мастните клетки са сгънати в лобули, между които има слоеве на съединителната тъкан със съдове и нерви. Регенерацията на мастната тъкан може да възникне и от ядрени остатъци от цитоплазмата на мастните клетки.

Регенерация на костна тъканв случай на костна фрактура, това до голяма степен зависи от степента на разрушаване на костта, правилната репозиция на костните фрагменти, местните условия (условия на кръвообращението, възпаление и др.). При неусложнена може да възникне костна фрактура, когато костните фрагменти са неподвижни първично костно съединение(фиг. 84). Започва с врастването на млади мезенхимни елементи и съдове в областта на дефекта и хематома между костните фрагменти. Има т.нар предварителен калус на съединителната тъкан,при които веднага започва образуването на кост. Свързва се с активиране и пролиферация остеобластив увредената област, но предимно в периостата и ендостата. В остеогенната фиброретикуларна тъкан се появяват леко калцирани костни греди, чийто брой нараства.

Оформени предварителен калус.Впоследствие тя узрява и се превръща в зряла ламелна кост - ето как

Ориз. 84.Първично костно сливане. Междинен костен калус (показан със стрелка), сливане на костни фрагменти (според G.I. Lavrishcheva)

финален калус,който по своята структура се различава от костната тъкан само по произволното разположение на костните напречни греди. След като костта започне да изпълнява функцията си и се появи статично натоварване, новообразуваната тъкан претърпява преструктуриране с помощта на остеокласти и остеобласти, появява се костен мозък, васкуларизацията и инервацията се възстановяват. Ако се нарушат местните условия за костна регенерация (нарушения на кръвообращението), подвижността на фрагментите се появяват обширни диафизарни фрактури вторично костно сливане(фиг. 85). Този тип сливане на костите се характеризира с образуването между костните фрагменти на първа хрущялна тъкан, на базата на която се изгражда костната тъкан. Следователно, с вторично костно сливане те говорят предварителен остеохондрален калус,който в крайна сметка се развива в зряла кост. Вторичното сливане на кост, в сравнение с първичното сливане, е много по-често и отнема повече време.

тъкани. неблагоприятни условия костната регенерация може да бъде нарушена. Така, когато една рана се инфектира, регенерацията на костта се забавя. Костните фрагменти, които по време на нормалния ход на регенеративния процес служат като рамка за новообразуваната костна тъкан, в условията на нагнояване на раната поддържат възпаление, което инхибира регенерацията. Понякога първичният остеохондрален калус не се диференцира в костен калус. В тези случаи краищата на счупената кост остават подвижни и a фалшива става.Прекомерното производство на костна тъкан по време на регенерацията води до появата на костни шипове - екзостози.

Регенерация на хрущялна тъканза разлика от костта, обикновено се появява непълно. Само малки дефекти могат да бъдат заменени от новообразувана тъкан поради камбиалните елементи на перихондриума - хондробласти.Тези клетки създават основното вещество на хрущяла и след това се развиват в зрели хрущялни клетки. Големите хрущялни дефекти се заменят с белези.

Регенерация на мускулна тъкан,неговите възможности и форми варират в зависимост от вида на тъканта. Гладка Мускулите, чиито клетки имат способността да претърпяват митоза и амитоза, могат да се регенерират доста напълно с незначителни дефекти. Значителни области на увреждане на гладката мускулатура се заменят с белег, докато останалите мускулни влакна претърпяват хипертрофия. Ново образуване на гладкомускулни влакна може да възникне чрез трансформация (метаплазия) на елементи на съединителната тъкан. Така се образуват снопове от гладкомускулни влакна в плевралните сраствания, в тромбите, които се организират, и в съдовете по време на тяхната диференциация.

Набразден мускулите се регенерират само ако сарколемата е запазена. Вътре в тръбите от сарколемата настъпва регенерация на нейните органели, което води до появата на клетки, т.нар. миобласти.Те се удължават, броят на ядрата в тях се увеличава, в саркоплазмата

Ориз. 85.Вторично сливане на кост (според G.I. Lavrishcheva):

а - остеохондрален периостален калус; разрез на костна тъкан сред хрущялна тъкан (микроскопска снимка); б - периостален остеохондрален калус (хистотопография 2 месеца след операцията): 1 - костна част; 2 - хрущялна част; 3 - костни фрагменти; c - периостален калус, сливащ разместени костни фрагменти

миофибрилите се диференцират и сарколемните тръби се трансформират в набраздени мускулни влакна. Регенерацията на скелетните мускули също може да бъде свързана с сателитни клетки,които се намират под сарколемата, т.е. вътре в мускулните влакна и са камбиален.В случай на нараняване сателитните клетки започват бързо да се делят, след което се диференцират и осигуряват възстановяването на мускулните влакна. Ако, когато мускулът е повреден, целостта на влакната е нарушена, тогава в краищата на техните счупвания се появяват издатини с форма на колба, които съдържат голям брой ядра и се наричат мускулни бъбреци.В този случай не се получава възстановяване на непрекъснатостта на влакната. Мястото на разкъсване е изпълнено с гранулационна тъкан, която се превръща в белег (мускулен калус).Регенерация сърдечни мускули ако е повреден, както при увреждане на набраздената мускулатура, завършва с белези на дефекта. Въпреки това, в останалите мускулни влакна се наблюдава интензивна хиперплазия на ултраструктурите, което води до хипертрофия на влакната и възстановяване на функцията на органа (виж фиг. 81).

Епителна регенерациясе извършва в повечето случаи напълно, тъй като има висока регенеративна способност. Регенерира особено добре покриващ епител. Възстановяване стратифициран плоскоклетъчен кератинизиращ епител възможно дори при доста големи дефекти на кожата. По време на регенерацията на епидермиса в краищата на дефекта се наблюдава повишена пролиферация на клетки от зародишния (камбиален) и зародишния (малпигиев) слой. Получените епителни клетки първо покриват дефекта в един слой. Впоследствие слоят епител става многослоен, клетките му се диференцират и придобива всички признаци на епидермиса, включително зародишния, гранулиран, лъскав (по стъпалата и палмарната повърхност на ръцете) и роговия слой. При нарушена регенерация на кожния епител се образуват незаздравяващи язви, често с разрастване на атипичен епител по краищата им, което може да послужи като основа за развитието на рак на кожата.

Покриващ епител на лигавиците (многопластова сквамозна некератинизирана, преходна, еднослойна призматична и многоядрена ресничеста) се регенерира по същия начин като многослойна плоскоклетъчна кератинизирана. Дефектът на лигавицата се възстановява поради пролиферацията на клетките, покриващи криптите и отделителните канали на жлезите. Недиференцираните сплескани епителни клетки първо покриват дефекта с тънък слой (фиг. 86), след което клетките приемат формата, характерна за клетъчните структури на съответната епителна обвивка. Успоредно с това жлезите на лигавицата (например тубулни жлези на червата, ендометриални жлези) се възстановяват частично или напълно.

Регенерация на мезотелперитонеума, плеврата и перикардната торбичка се извършва чрез разделяне на оцелелите клетки. На повърхността на дефекта се появяват сравнително големи кубични клетки, които след това се изравняват. При малки дефекти мезотелиалната обвивка се възстановява бързо и напълно.

Състоянието на подлежащата съединителна тъкан е важно за възстановяването на покривния епител и мезотелиума, тъй като епителизирането на всеки дефект е възможно само след запълването му с гранулационна тъкан.

Регенерация на специализиран органен епител(черен дроб, панкреас, бъбреци, ендокринни жлези, белодробни алвеоли) се извършва според вида регенеративна хипертрофия:в областите на увреждане тъканта се заменя с белег, а по периферията му се появяват хиперплазия и хипертрофия на паренхимни клетки. IN черен дроб зоната на некроза винаги е обект на белези, но в останалата част на органа има интензивно образуване на нови клетки, както и хиперплазия на вътреклетъчните структури, която е придружена от тяхната хипертрофия. В резултат на това първоначалната маса и функция на органа бързо се възстановяват. Регенеративните способности на черния дроб са почти неограничени. В панкреаса регенеративните процеси са добре изразени както в екзокринните участъци, така и в панкреатичните острови, а епителът на екзокринните жлези става източник на възстановяване на островите. IN бъбреци с некроза на тубуларния епител, оцелелите нефроцити се размножават и тубулите се възстановяват, но само когато се запази тубулната базална мембрана. Когато се разруши (тубулорексис), епителът не се възстановява и тубулът се замества от съединителна тъкан. Мъртвият тубуларен епител не се възстановява дори в случай, че съдовият гломерул умира едновременно с тубула. В този случай на мястото на мъртвия нефрон се разраства белезна съединителна тъкан, а околните нефрони претърпяват регенеративна хипертрофия. В жлезите вътрешна секреция процесите на възстановяване също са представени от непълна регенерация. IN бял дроб след отстраняване на отделни дялове се наблюдава хипертрофия и хиперплазия на тъканни елементи в останалата част. Регенерацията на специализирания епител на органите може да протича нетипично, което води до пролиферация на съединителната тъкан, структурно преструктуриране и деформация на органите; в такива случаи говорим за цироза (чернодробна цироза, нефроцироза, пневмоцироза).

Регенерация на различни части на нервната системасе случва двусмислено. IN глава И гръбначен мозък неоплазмите на ганглийните клетки не про-

Ориз. 86.Регенерация на епител в дъното на хронична стомашна язва

настъпва и когато те бъдат унищожени, възстановяването на функцията е възможно само чрез вътреклетъчна регенерация на оцелелите клетки. Невроглията, особено микроглията, се характеризира с клетъчна форма на регенерация, поради което дефектите в тъканта на главния и гръбначния мозък обикновено са изпълнени с пролифериращи невроглиални клетки - т.нар. глиален (глиотичен) белези. Ако е повреден вегетативни възли Наред с хиперплазията на клетъчните ултраструктури настъпва и тяхното новообразуване. При нарушаване на целостта периферен нерв регенерацията се дължи на централния сегмент, който е запазил връзката си с клетката, докато периферният сегмент умира. Размножаващите се клетки на обвивката на Шван на мъртвия периферен сегмент на нерва са разположени по него и образуват обвивка - така наречената корда на Büngner, в която растат регенериращи аксиални цилиндри от проксималния сегмент. Регенерацията на нервните влакна завършва с тяхната миелинизация и възстановяване на нервните окончания. Регенеративна хиперплазия рецептори, перицелуларните синаптични устройства и ефектори понякога са придружени от хипертрофия на техния терминален апарат. Ако регенерацията на нерва е нарушена по една или друга причина (значително разминаване на части от нерва, развитие на възпалителен процес), тогава на мястото на неговото прекъсване се образува белег, в който регенерираните аксиални цилиндри на проксималния сегмент на нерва се образуват. са разположени произволно. Подобни израстъци се появяват в краищата на прерязани нерви в пънчето на крайник след ампутация. Такива израстъци, образувани от нервни влакна и фиброзна тъкан, се наричат ампутационни невроми.

Заздравяване на рани

Зарастването на рани протича по законите на репаративната регенерация. Скоростта на заздравяване на раната и нейните резултати зависят от степента и дълбочината на увреждане на раната, структурните характеристики на органа, общото състояние на тялото и използваните методи на лечение. Според И.В. Давидовски се разграничават следните видове заздравяване на рани: 1) директно затваряне на епителния дефект; 2) зарастване под краста; 3) заздравяване на рани с първично намерение; 4) заздравяване на рани чрез вторично намерение или заздравяване на рани чрез нагнояване.

Директно затваряне на епителен дефект- това е най-простото заздравяване, което се състои в пълзене на епитела върху повърхностния дефект и покриването му с епителен слой. Наблюдава се върху роговицата, лигавиците зарастване под крастакасае малки дефекти, на повърхността на които бързо се появява засъхнала коричка (краста) от съсирена кръв и лимфа; епидермисът се възстановява под кора, която изчезва 3-5 дни след нараняване.

Лечение чрез първично намерение (per rimam intentionem)наблюдава се при рани с увреждане не само на кожата, но и на подлежащата тъкан,

и ръбовете на раната са равни. Раната е пълна със съсиреци от излята кръв, което предпазва ръбовете на раната от дехидратация и инфекция. Под въздействието на протеолитичните ензими на неутрофилите настъпва частичен лизис на кръвосъсирването и тъканния детрит. Неутрофилите умират и се заместват от макрофаги, които фагоцитират червените кръвни клетки и остатъците от увредена тъкан; В краищата на раната се открива хемосидерин. Част от съдържанието на раната се отстранява на първия ден от раната заедно с ексудат независимо или по време на лечението на раната - първично почистване. На 2-3-ия ден по краищата на раната се появяват фибробласти и новообразувани капиляри, които нарастват един към друг, гранулационна тъкан,чийто слой не достига големи размери при първично напрежение. Към 10-15-ия ден той напълно узрява, раневият дефект се епителизира и раната зараства с деликатен белег. В хирургична рана заздравяването с първично намерение се ускорява поради факта, че краищата й са затегнати с нишки от коприна или кетгут, около които се натрупват гигантски клетки от чужди тела, които ги абсорбират и не пречат на заздравяването.

Лечение чрез вторично намерение (per secundam intentionem),или заздравяване чрез нагнояване (или заздравяване чрез гранулиране - на гранулиране),Обикновено се наблюдава при обширни рани, придружени от смачкване и некроза на тъканите, проникване на чужди тела и микроби в раната. На мястото на раната се появяват кръвоизливи и травматично подуване на ръбовете на раната и бързо се появяват признаци на демаркация. гнойно възпалениена границата с мъртва тъкан, стопяване на некротични маси. През първите 5-6 дни некротичните маси се отхвърлят - втори почистване на раната и гранулационната тъкан започва да се развива по краищата на раната. гранулационна тъкан,запълване на раната, се състои от 6 слоя, преминаващи един в друг (Anichkov N.N., 1951): повърхностен левкоцитно-некротичен слой; повърхностен слой от съдови бримки, слой от вертикални съдове, зреещ слой, слой от хоризонтално разположени фибробласти, фиброзен слой. Узряването на гранулационната тъкан по време на заздравяването на рани чрез вторично намерение е придружено от регенерация на епитела. Въпреки това, при този тип заздравяване на рани, на мястото й винаги се образува белег.

Какво е регенерация и как се случва? На тези въпроси има частични отговори. Например учените вече знаят какво е регенерация. Този процес е тестван по всички възможни начини в лабораторията, но те не са успели да определят напълно как и защо се случва при някои видове. В тази статия ще разберем тази концепция и ще се опитаме да определим дали регенерацията е характерна за хората.

Който е овладял регенерацията в процеса на еволюцията

Регенерацията е процес на възстановяване. Някои същества могат да регенерират изгубени крайници и някои органи. Например, тритоните (те се считат за едни от най-древните на нашата планета) могат да растат нова опашка, лапа и дори челюст. Това е наистина уникално създание, принадлежащо към опашатите земноводни.

След дълго изследване на тритони в лаборатории по света учените установиха, че те регенерират не само загубени крайници, но и жизненоважни органи: сърдечна тъкан, очи, гръбначен мозък. Поради своята уникалност тритоните са в космоса по-често от кучетата и маймуните. Те имат феноменална способност да се „адаптират“.

Рибката зебра, която често държим в домашни аквариуми, също усвои регенерацията в процеса на еволюция. Тези красиви малки същества могат да възстановят сърцето, перките и очите. Изследователите специално изрязаха горните органи от рибата, след което сравнително бързо ги възстановиха. Между другото, други видове риби също могат да направят това, но често само техните перки се възстановяват бързо.

Класически примери за регенерация включват:

• гущери и попови лъжички, които растат нови опашки (в детството почти всеки случайно откъсна опашката на гущера, след което родителите им го убедиха, че ще му порасне нова);
• раци и други ракообразни, способни да възстановяват ноктите - основното им „оръжие“;
• охлюви, които растат нови "рога";
• саламандри, които могат да регенерират откъснати крайници;
• морски звезди, отглеждащи нови „лъчи“ (вид крайници).

Шампион по регенерация

Шампионът в този случай се счита за червеят „плоска риба“ или „планария“. Ако това създание се разреже на две равни половини, тогава липсващата опашка се регенерира върху едната половина, а липсващата глава се регенерира върху другата. Тялото на червея по някакъв начин разбира, че трябва да расте. Ако се направят малки разрези по предния и задния край на това създание, то ще израсне втора опашка и глава. Най-интересното е, че дори от 1/280 част от тялото на „плоска риба“ ще получите самостоятелно, напълно развито, здраво живо същество.

История на изследването на регенерацията

Учените винаги са се интересували как животните са се научили да регенерират изгубени части от тялото. Човек също би се възползвал от такава възможност. Експерти в различни клонове на науката провеждат експерименти, за да изведат законите на това свръхестествено умение.

Първият човек, който се доближава до изучаването на регенерацията, е французинът Р. А. Реомюр. Той беше този, който измисли термина „регенерация“ и започна да го използва. През 1712 г. е публикувана първата му работа за регенерацията на крайниците при ракообразните. Колегите бяха скептични към трудовете на Реомюр, поради което ученият загуби желание да продължи да изучава регенерацията.

Те отново се заинтересуваха от тази феноменална способност 30 години по-късно. Експериментите са продължени от А. Трабъл. Именно той откри най-загадъчното създание, способно да се регенерира и проведе експерименти върху него (говорим за „плоската риба“, описана по-горе). Дълго време ученият не можеше да определи върху кого експериментира. Създанието приличаше на празно стъбло с пипала и вендуза, с която беше прикрепено към стената на аквариума. По-късно се оказа, че Авраам държи в ръцете си хищник, при това много интересен.

Отделни фрагменти от тялото на тествания бързо се превърнаха в нов пълноправен хищник. На мястото на разфасовките израснаха нови части от тялото, поради което съществото стана като фантастично чудовище. Троблет нарече съществото "хидра".

Експериментите на Trouble не останаха незабелязани. Шокираните учени се опитаха да ги повторят върху всичко, което се движи. Скоро в света се появи цяла група живи същества, които успяха да се възстановят. В продължение на няколко десетилетия той включваше само най-простите организми, но след това учените научиха, че птиците могат да растат с нов клюн, а плъховете могат да растат с отрязана опашка.

Как организмите могат да се регенерират?

Учените са открили, че ако един тритон, например, загуби крайник, тогава в увредената област клетките на различни тъкани губят своите отличителни черти. Новородените клетки сега се наричат ​​„бластема“. Тяхната характеристика е ускореното и засилено делене. Тези „бластеми“ определят предназначението си в зависимост от това коя част от тялото има най-голяма нужда от тях.

Регенерацията може да бъде повлияна. Учените са установили, че ако по време на възстановяването на крака на жаба, новородените клетки са изложени на киселина с витамин А, тогава вместо един крайник жабата ще израсне няколко. Между другото, експериментите върху хладнокръвни животни се провеждат, защото описаното по-горе умение е най-добре развито в тях. По някаква причина топлокръвните животни не са се научили да възстановяват значителни части от тялото.

Регенерация при хората

Както знаете, човек не може да израсте нов крайник. Но тялото му все още знае как да се регенерира. Най-простата регенерация може да се нарече заздравяване на рани и други подобни. Човек не може напълно да възстанови загубените крайници по няколко причини.

Докторът на науките по биология Пьотр Гаряев смята, че способността ни да се регенерира е отслабнала по време на еволюцията, тъй като хората винаги са били по-защитени от външни влияния от другите живи същества. Имаме завидна издръжливост, бързо намираме изход от всяка ситуация и лесно се адаптираме към новите условия. Поради това не се нуждаем от пълна регенерация. Частично сме го съхранили, благодарение на което ноктите и косата растат, раните заздравяват, изгорената или обелена кожа се възстановява.

Възможно ли е да принудите човешкото тяло да се регенерира?

Да се ​​върнем на "бластемата". Ако човек имаше такива клетки, тогава теоретично той би могъл да регенерира крайниците си и всичко останало, което хладнокръвните хора могат да възстановят. В човешкото тяло има два вида клетки, които могат да се регенерират. Това са кръвни и чернодробни клетки.

По време на ембрионалното развитие някои клетки се въздържат от специализация. Тези клетки се наричат ​​стволови клетки. Те са тези, които могат да попълнят кръвните резерви и да възстановят чернодробната тъкан, ако е необходимо. Стволовите клетки, открити в костния мозък, могат да се развият в мускули, тъкани, кости или хрущяли. Поради това те могат да бъдат наречени вид "бластема".

Учените вече се опитват експериментално да проверят дали е възможно да се развие у хората способността да регенерират големи участъци от тялото чрез програмиране на стволови клетки. За целта те вземат тези клетки и им въздействат по определен начин в лабораторията, опитвайки се да ги принудят да се променят в желаната посока. Освен това учените вече могат да отглеждат органи от стволови клетки. Всичко, което остава, е да се научим как да отглеждаме органи в пълен размер, които могат да функционират независимо. Тук възникват проблемите.

Факт е, че това, което може да постигне един малък организъм, е много трудно постижимо за голям човешки организъм. Теоретично бихме могли да направим като тритоните: да регенерираме малка ръка или крак и след това да ги отгледаме. Но на тритоните това отнема не повече от месец, докато на нас са необходими около 20 години.

Между другото, получаването на описаните по-горе клетки е много трудно и скъпо. Такива клетки се намират в максимален брой в костния мозък на тазовите кости, но при възрастен човек стволовите клетки губят своята функционалност. Най-обещаващи са стволовите клетки, получени от кръв от пъпна връв. След раждането могат да се съберат около 50 ml такава кръв. От всеки милилитър могат да се получат само 1 милион стволови клетки, като само 1% от тях са подходящи за регенерация. Следователно, за да развият човешката регенерация, учените ще трябва да се научат как да създават стволови клетки в лабораторията или да принудят други органи на човешкото тяло да ги произвеждат. За щастие науката не стои неподвижна. Може би някой ден човек ще се научи да се възстановява като тритон или дори „плоска риба“.

РЕГЕНЕРАЦИЯ

РЕГЕНЕРАЦИЯ

1. Загряване на газ и въздух, влизащи в пещта с отпадъчни продукти от горенето (техн.).

2. Възпроизвеждане на изгубени органи от животни (зоол.).

Обяснителен речник на Ушаков. Д.Н. Ушаков. 1935-1940 г.

Вижте какво е "РЕГЕНЕРАЦИЯ" в други речници:

РЕГЕНЕРАЦИЯ- РЕГЕНЕРАЦИЯ, процес на образуване на нов орган или тъкан на мястото на част от тялото, която е била отстранена по един или друг начин. Много често R. се определя като процес на възстановяване на изгубеното, т.е. образуване на орган, подобен на отстранения. Това... ... Голяма медицинска енциклопедия

- (късно лат., от лат. re отново, отново и род, eris род, поколение). Възраждане, обновяване, възстановяване на разрушеното. В преносен смисъл: промяна към по-добро. Речник на чуждите думи, включени в руския език.... ... Речник на чуждите думи на руския език

РЕГЕНЕРАЦИЯ, в биологията, способността на тялото да замени една от загубените части. Терминът регенерация също се отнася до форма на безполово размножаване, при която нов индивид възниква от отделена част от тялото на майката... Научно-технически енциклопедичен речник

Възстановяване, възстановяване; компенсация, регенерация, обновяване, хетероморфоза, петенкоферация, съживяване, морфалаксис Речник на руските синоними. регенерация съществително, брой синоними: 11 компенсация (20) ... Речник на синонимите

1) възстановяване чрез определени физикохимични процеси на първоначалния състав и свойства на отпадъчните продукти за тяхното повторно използване. Във военните дела въздушната регенерация е широко разпространена (особено при подводни... ... Морски речник

Регенерация- – връщане на използвания продукт към първоначалните му свойства. [Терминологичен речник на бетона и стоманобетона. FSUE „Научноизследователски център „Строителство“ NIIZHB на името на. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г., 110 стр.] Регенерация - възстановяване на отпадъци... ... Енциклопедия на термини, определения и обяснения на строителните материали

РЕГЕНЕРАЦИЯ- (1) възстановяване на първоначалните свойства и състав на отпадъчните материали (вода, въздух, масла, каучук и др.) за тяхното повторно използване. Осъществява се с помощта на определени физически хим. процеси в специални регенераторни устройства. Широк...... Голяма политехническа енциклопедия

- (от къснолат. regeneratio прераждане подновяване), в биологията, възстановяването от тялото на изгубени или увредени органи и тъкани, както и възстановяването на целия организъм от неговата част. Характерен предимно за растения и безгръбначни... ...

В технологията, 1) връщане на отработения продукт към първоначалните му качества, например. възстановяване на свойствата на отработен формовъчен пясък в леярни, пречистване на използвано смазочно масло, трансформиране на износени каучукови изделия в пластмаса... ... Голям енциклопедичен речник

РЕГЕНЕРАЦИЯ и жени. (специалист.). Възстановяване, обновяване, компенсация на какво n. в процес на развитие, дейност, обработка. Вътреклетъчна река Р. материали. Р. въздух. | прил. регенеративно, о, о и регенеративно, о, о. Речник … Обяснителен речник на Ожегов

Книги

• , П. Матсън Категория: Математика Издател: YOYO Media, Производител: Yoyo Media,
• Регенерацията – настояще и бъдеще, П. Матсън, Тази книга говори за възстановяването на загубени органи (регенерация), за медицинския и биологичен аспект на този проблем. Представеният в книгата материал сочи, че... Категория: Математика и наукасерия: Издател: YOYO Media,