Reparativna ili restorativna regeneracija je obnova stanica i tkiva kako bi se nadomjestili oni izgubljeni uslijed različitih patoloških procesa. Izuzetno je raznovrstan po faktorima koji uzrokuju štetu, po visini štete, kao i po načinu sanacije.
Rice. 126. Regeneracija kompleksa organa u hidri (A); annelid (B); morska zvijezda (B)
ažuriranja. Štetni faktori, na primjer, mogu biti mehaničke traume, operacije, djelovanje toksičnih tvari, opekotine, promrzline, izlaganje zračenju, gladovanje i drugi patogeni agensi. Najviše proučavana je reparativna regeneracija nakon mehaničke ozljede. Sposobnost nekih životinja (hidre, planarije, neke anelide, morske zvijezde, morske štrcaljke, itd.) da obnove izgubljene organe i dijelove tijela dugo je oduševljavala naučnike. Charles Darwin je također bio zadivljen sposobnošću puža da reprodukuje glavu i sposobnošću daždevnjaka da obnovi odsječene oči, rep i udove.
Postoje primjeri restauracije velikih površina tijela (Sl. 126), koji se sastoje od kompleksa organa (regeneracija oralnog kraja u hidri, glave u anelidu, restauracija morske zvijezde iz jednog zraka).
Reparativna regeneracija može biti potpuna ili nepotpuna. Potpuna regeneracija, ili restituciju, karakteriše kompenzacija defekta tkivom koje je identično umrlom. Razvija se pretežno u tkivima u kojima dominira ćelijska regeneracija. Atnepotpuna regeneracija, ili supstitucijom, defekt se zamjenjuje vezivnim tkivom, ožiljkom. Supstitucija je karakteristična za organe i tkiva u kojima prevladava intracelularni oblik regeneracije, ili je u kombinaciji sa ćelijskom regeneracijom. Funkcija organa je u takvim slučajevima nadoknađena hipertrofijom ili hiperplazijom ćelija koje okružuju defekt.
Rice. 127. Shema hiperregeneracije
Rice. 128. Hiporegeneracijska shema
9.5.3. Patološka regeneracija
Patološka regeneracija je perverzija procesa regeneracije, kršenje promjene faza proliferacije i diferencijacije. Patološka regeneracija(sl. 127, 128) manifestira se prekomjernim ili nedovoljnim stvaranjem regenerirajućeg tkiva(hiper- ili hiporegeneracija). Primjeri za to su stvaranje keloidnih ožiljaka, pretjerana regeneracija perifernih živaca (traumatski neuromi), pretjerano stvaranje kalusa tokom zarastanja prijeloma, sporo zacjeljivanje rana (hronični trofični ulkusi na nozi kao rezultat venske stagnacije) itd.
9.5.4. Metode reparativne regeneracije
Mehanizmi reparativne i fiziološke regeneracije su isti: reparativna regeneracija je, u stvari, pojačana fiziološka regeneracija. Međutim, zbog utjecaja patoloških procesa, reparativna regeneracija ima neke kvalitativne morfološke razlike od fiziološke regeneracije.
Postoji nekoliko metoda (varijanti) reparativne regeneracije. To uključuje epimorfozu, morfalaksu, regenerativnu i kompenzatornu hipertrofiju. Hipertrofija i hiperplazija ćelija organa i tkiva, kao i pojava i rast tumora se klasifikuju kaohiperbiotički procesi - procesi prekomjernog rasta i reprodukcije ćelija, tkiva i organa.
Hipertrofija je povećanje veličine organa ili tkiva zbog povećanja veličine svake ćelije. Postoje radne (kompenzatorne), zamjenske (zamjenske) i hormonske (korelativne) hipertrofije.
Najčešći tip hipertrofije je radna hipertrofija, koji se javlja i u normalnim fiziološkim uslovima i pod nekim patološkim stanjima. Razlog tome je povećano opterećenje organa ili tkiva. Primjer radne hipertrofije u fiziološkim uvjetima je hipertrofija skeletnih mišića i srca kod sportista, kao i osoba koje se bave teškim fizičkim radom. Radna hipertrofija se uočava u tkivima koje se sastoje od stabilnih ćelija koje se ne dele, u kojima se adaptacija na povećano opterećenje ne može ostvariti povećanjem broja ćelija.
Vikarna ili zamjenska hipertrofija razvija se u parnim organima (bubrezi) ili kada se dio organa ukloni, na primjer, u jetri, u plućima. Primjer fiziološkog hormonska (korelativna) hipertrofija može uzrokovati hipertrofiju materice tokom trudnoće.
Razvija se u organu hipertrofija nesumnjivo ima pozitivnu vrijednost, jer vam omogućava da očuvate funkciju organa u dramatično promijenjenim uvjetima(bolest, gubitak dijela organa itd.). Ovaj period se naziva faza kompenzacije. Nakon toga, kada dođe do distrofičnih promjena u organu, funkcija slabi, a na kraju, kada se iscrpe mehanizmi adaptacije, dolazi do dekompenzacije organa.
Na osnovu dijelova organa (ćelija) uključenih u proces hipertrofije, dijeli se na istinite i lažne. Prava hipertrofija - povećanje volumena tkiva ili organa i povećanje njihove funkcionalne sposobnosti zbog rasta glavnih (odgovornih za funkciju) ćelija, kao i drugih elemenata. Primjer je hipertrofija glatkih mišića materice kod gravidnih životinja, kao i hipertrofija srca pri fizičkom radu. Lažna hipertrofija - povećanje volumena organa zbog rasta vezivnog ili masnog tkiva. Broj glavnih stanica ostaje nepromijenjen ili se čak smanjuje, a funkcionalni kapacitet organa se smanjuje (na primjer, hipertrofija mliječne žlijezde zbog masnog tkiva).
Kod životinja postoje dvije glavne metode regeneracije: epimorfoza i morfalaksa.
Epimorfoza se sastoji od rasta novog organa sa amputirane površine. Kod epimorfne regeneracije izgubljeni dio tijela se obnavlja zbog aktivnosti nediferenciranih ćelija sličnih embrionalnim. Akumuliraju se ispod povrijeđene epiderme na površini posjekotine, gdje formiraju rudiment, odn blastema (Sl. 129). Ćelije blasteme se postepeno umnožavaju i transformišu u tkivo novog organa ili dijela tijela. Regeneracija stvaranjem blastema je široko rasprostranjena kod beskičmenjaka i također igra važnu ulogu u regeneraciji organa vodozemaca.
Postoje dvije teorije o poreklu ćelija blastema: 1) ćelije blastema potiču iz „rezervnih ćelija“, one. ćelije koje su ostale neiskorištene tokom embrionalnog razvoja i bile su raspoređene po različitim organima tijela; 2) tkiva čiji je integritet narušen u području reza (traume), "dediferencirati"(izgubiti specijalizaciju) i pretvoriti se u zasebne ćelije blastema. Tako, prema teoriji „rezervne ćelije“, blastem nastaje od ćelija koje su ostale embrionalne, koje migriraju iz različitih delova tela i akumuliraju se na površini posekotine, a prema teoriji „dediferenciranog tkiva“, ćelije blastema potiču iz ćelije oštećenog tkiva.
Morphalaxis je regeneracija restrukturiranjem mjesta regeneracije. Morfalaksom se druga tkiva tijela ili organa pretvaraju u strukture dijela koji nedostaje. Kod hidroidnih polipa regeneracija se odvija uglavnom kroz morfalaksu, dok se kod planarija i epimorfoza i morfalaksa javljaju istovremeno.
Rice. 129. Regeneracija udova epimorfozom u larvi vodozemaca.
A – dijagram rada; B – samo inervirani (desni) panj (1) se regeneriše, lijevi panj se povlači; B – nakon amputacije; D – zarastanje rane epidermom (2) i slom tkiva (3) odozdo usled dediferencijacije; D – rediferencijacija u blastemu (4); E – dalji razvoj regenerata
Iznenađujuće, ako gušteru otpadne rep, dio koji nedostaje ponovno će se formirati od preostalog dijela. U nekim slučajevima, reparativna regeneracija je toliko savršena da se cijeli višećelijski organizam obnavlja samo iz malog fragmenta tkiva. Naše tijelo spontano odbacuje ćelije s površine kože i zamjenjuje ih novonastalim. To se dešava upravo zbog regeneracije.
Vrste regeneracije
Reparativna regeneracija je prirodna sposobnost svih živih organizama. Koristi se za zamjenu istrošenih dijelova, obnavljanje oštećenih i izgubljenih fragmenata ili rekreaciju tijela iz male površine tokom postembrionalnog života organizma. Regeneracija je proces koji uključuje rast, morfogenezu i diferencijaciju. Danas se u medicini aktivno koriste sve vrste i vrste reparativne regeneracije. Ovaj proces se dešava ne samo kod ljudi, već i kod životinja. Regeneracija se dijeli na dvije vrste:
- fiziološki;
- reparativni.
Dolazi do stalnog gubitka mnogih struktura u našem tijelu zbog habanja. Zamjena ovih stanica je posljedica fiziološke regeneracije. Primjer takvog procesa je obnova crvenih krvnih zrnaca. Istrošene ćelije kože stalno se zamenjuju novim.
Reparativna regeneracija je proces obnavljanja izgubljenih ili oštećenih organa i dijelova tijela. Kod ovog tipa tkiva se formiraju širenjem susjednih fragmenata.
- Regeneracija udova kod daždevnjaka.
- Vraćanje izgubljenog repa guštera.
- Zarastanje rana.
- Zamjena oštećenih ćelija.
Vrste reparativne regeneracije. Morfalaksija i epimorfoza
Postoje različite vrste reparativne regeneracije. U našem članku možete pronaći detaljnije informacije o njima. Epimorfna regeneracija uključuje diferencijaciju odraslih struktura kako bi se formirala nediferencirana masa ćelija. Uz ovaj proces je povezan oporavak izbrisanog fragmenta. Primjer epimorfoze je regeneracija udova kod vodozemaca. Kod morfalaktičnog tipa, regeneracija se događa uglavnom zbog preuređivanja postojećih tkiva i obnove granica. Primjer takvog procesa je formiranje hidre iz malog fragmenta njenog tijela.
Reparativna regeneracija i njeni oblici
Do oporavka dolazi zbog širenja susjednih tkiva, koja se pune mladim stanicama s defektom. Nakon toga, od njih se formiraju punopravni zreli fragmenti. Takvi oblici reparativne regeneracije nazivaju se restauracija.
Postoje dvije opcije za ovaj proces:
- Gubitak se nadoknađuje tkaninom slične vrste.
- Defekt se zamjenjuje novim tkivom. Formira se ožiljak.
Regeneracija koštanog tkiva. Nova metoda
U savremenom medicinskom svijetu, reparativna regeneracija koštanog tkiva je realnost. Ova tehnika se najčešće koristi u hirurgiji koštanog presađivanja. Vrijedi napomenuti da je prikupljanje dovoljno materijala za takav postupak nevjerovatno teško. Na sreću, pojavila se nova hirurška metoda za popravku oštećenih kostiju.
Zahvaljujući biomimikriji, istraživači su razvili novu metodu za obnavljanje strukture kostiju. Njegova glavna svrha je korištenje morskih spužvastih koralja kao skela ili okvira za koštano tkivo. Zahvaljujući tome, oštećeni fragmenti moći će se sami popraviti. Koralji su idealni za ovu vrstu operacije jer se lako integriraju u postojeće kosti. Njihova struktura se takođe poklapa u pogledu poroznosti i sastava.
Proces obnove koštanog tkiva pomoću koralja
Za obnavljanje pomoću nove metode, kirurzi moraju pripremiti koraljne ili morske spužve. Oni također trebaju odabrati tvari poput strome ili koštane srži, koje mogu postati bilo koji drugi adamantoblast u tijelu. Reparativna regeneracija tkiva je prilično radno intenzivan proces. Tokom operacije, sunđeri i ćelije se ubacuju u deo oštećene kosti.
Vremenom se fragmenti kosti ili regenerišu ili adamantoblasti stabljike proširuju postojeće tkivo. Jednom kada se kost spoji, koral ili postane njegov dio. To je zbog njihove sličnosti u strukturi i sastavu. Reparativnu regeneraciju i metode za njeno provođenje proučavaju stručnjaci iz cijelog svijeta. Zahvaljujući ovom procesu možete se nositi sa nekim stečenim nedostacima organizma.
Epitelna restauracija
Metode reparativne regeneracije igraju važnu ulogu u životu svakog živog organizma. Prijelazni epitel je višeslojni omotač koji je karakterističan za urinarne drenažne organe kao što su mjehur i bubrezi. Oni su najosjetljiviji na uganuće. U njima se nalaze tijesni spojevi između stanica, koji sprječavaju prodiranje tekućine kroz zid organa. Adamantoblasti organa za drenažu mokraće brzo se troše i slabe. Reparativna regeneracija epitela nastaje zbog sadržaja matičnih ćelija u organima. Zadržavaju sposobnost dijeljenja tokom cijelog svog životnog ciklusa. Vremenom se proces ažuriranja značajno pogoršava. Ovo je povezano s brojnim bolestima koje se javljaju kod mnogih ljudi kako stare.
Mehanizmi reparativne regeneracije kože. Njihov uticaj na oporavak organizma nakon opekotina
Poznato je da su opekotine najčešće ozljede djece i odraslih. Danas je tema ovakvih povreda izuzetno popularna. Nije tajna da ozljede od opekotina ne samo da mogu ostaviti ožiljak na tijelu, već i uzrokovati hiruršku intervenciju. Do danas ne postoji takav postupak koji bi se u potpunosti riješio nastalog ožiljka. To je zbog činjenice da mehanizmi reparativne regeneracije nisu u potpunosti shvaćeni.
Postoje tri stepena opekotina. Poznato je da više od 4 miliona ljudi pati od oštećenja kože uzrokovanih izlaganjem pari, vrućoj vodi ili hemikalijama. Vrijedi napomenuti da koža sa ožiljcima nije ista kao koža koju zamjenjuje. Također se razlikuje po svojim funkcijama. Novoformirano tkivo je slabije. Danas stručnjaci aktivno proučavaju mehanizme reparativne regeneracije. Vjeruju da će uskoro pacijente moći potpuno riješiti ožiljaka od opekotina.
Nivo reparativne regeneracije koštanog tkiva. Optimalni uslovi za proces
Reparativna regeneracija koštanog tkiva i njen nivo određuju se stepenom oštećenja u području prijeloma. Što je više mikropukotina i ozljeda, sporije će doći do stvaranja kalusa. Upravo iz tog razloga stručnjaci preferiraju metode liječenja koje nisu povezane s nanošenjem dodatne štete. Najoptimalniji uslovi za reparativnu regeneraciju u fragmentima kosti su nepokretnost fragmenata i spora distrakcija. Ako ih nema, na mjestu prijeloma se formiraju vezivna vlakna koja se naknadno formiraju
Patološka regeneracija
Fizička i reparativna regeneracija igra važnu ulogu u našim životima. Nije tajna da za neke ovaj proces može biti usporen. Sa čime je ovo povezano? Ovo i još mnogo toga možete saznati u našem članku.
Patološka regeneracija je kršenje procesa oporavka. Postoje dvije vrste takvog oporavka - hiperregeneracija i hiporegeneracija. Prvi proces stvaranja novog tkiva je ubrzan, a drugi spor. Ove dvije vrste su kršenje regeneracije.
Prvi znakovi patološke regeneracije su formiranje dugotrajnih ozljeda koje zacjeljuju. Takvi procesi nastaju kao posljedica narušavanja lokalnih uslova.
Kako ubrzati proces fiziološke i reparativne regeneracije
Fiziološka i reparativna regeneracija igra važnu ulogu u životu svakog živog bića. Primjeri takvog procesa poznati su apsolutno svima. Nije tajna da neki pacijenti imaju ozljede za koje je potrebno mnogo vremena da zacijele. Svaki živi organizam mora imati potpunu ishranu, koja uključuje niz vitamina, mikroelemenata i nutrijenata. S nedostatkom prehrane dolazi do energetskog nedostatka i trofičkih procesa se poremeti. U pravilu, pacijenti razvijaju jednu ili drugu patologiju.
Kako bi se ubrzao proces regeneracije, potrebno je prvo ukloniti mrtvo tkivo i uzeti u obzir druge faktore koji mogu utjecati na oporavak. To uključuje stres, infekcije, proteze, nedostatak vitamina i još mnogo toga.
Da bi se ubrzao proces regeneracije, stručnjak može propisati vitaminski kompleks, anaboličke agense i biogene stimulanse. U kućnoj medicini aktivno se koriste ulje morske krkavine, karotolin, kao i sokovi, tinkture i dekocije ljekovitog bilja.
Shilajit za ubrzavanje regeneracije
Reparativna regeneracija uključuje potpunu ili djelomičnu obnovu oštećenih tkiva i organa. Da li ovaj proces ubrzava mumiju? Šta je to?
Poznato je da se mumijo koristi već 3 hiljade godina. Ovo je biološki aktivna tvar koja teče iz pukotina stijena južnih planina. Njena ležišta nalaze se u više od 10 zemalja širom svijeta. Mumiyo je tamno smeđa ljepljiva masa. Supstanca se dobro otapa u vodi. Ovisno o mjestu sakupljanja, sastav mumije može se razlikovati. Ipak, apsolutno svaki od njih sadrži vitaminski kompleks, niz minerala, eterična ulja i pčelinji otrov. Sve ove komponente doprinose brzom zacjeljivanju rana i ozljeda. Oni takođe poboljšavaju odgovor organizma na nepovoljne uslove. Nažalost, ne postoji lijek na bazi mumija koji bi ubrzao regeneraciju, jer je supstancu teško preraditi.
Regeneracija kod životinja. opće informacije
Kao što smo ranije rekli, proces regeneracije se događa u apsolutno svakom živom organizmu, uključujući životinje. Vrijedi napomenuti da što je više organiziran, to se gore u njegovom tijelu odvija oporavak. Kod životinja, reparativna regeneracija je proces reprodukcije izgubljenih ili oštećenih organa i tkiva. Najjednostavniji organizmi obnavljaju svoje tijelo samo uz prisustvo jezgra. Ako nedostaje, izgubljeni dijelovi se ne reproduciraju.
Postoji mišljenje da siskini mogu obnoviti svoje udove. Međutim, ova informacija nije potvrđena. Poznato je da sisari i ptice popravljaju samo tkivo. Međutim, proces nije u potpunosti proučen.
Najlakši način da se životinje oporave je nervno i mišićno tkivo. U većini slučajeva novi fragmenti nastaju od ostataka starih. Značajan porast regenerirajućih organa je primijećen kod vodozemaca. Slično se događa i kod guštera. Na primjer, umjesto jednog repa rastu dva.
Nakon niza istraživanja, znanstvenici su dokazali da ako se rep guštera odsiječe ukoso i pritom dodirne ne jednu, već dvije ili više bodlji, onda će gmazu izrasti 2-3 repa. Postoje i slučajevi kada životinja može povratiti organ koji nije tamo gdje se ranije nalazio. Iznenađujuće, regeneracijom se može stvoriti i organ koji ranije nije bio u tijelu određenog stvorenja. Ovaj proces se naziva heteromorfoza. Sve metode reparativne regeneracije izuzetno su važne ne samo za sisare, već i za ptice, insekte i jednoćelijske organizme.
Hajde da sumiramo
Svako od nas zna da gušteri lako mogu potpuno obnoviti svoj rep. Ne znaju svi zašto se to dešava. Fiziološka i reparativna regeneracija igra važnu ulogu u svačijem životu. Da biste ga vratili, možete koristiti i lijekove i kućne metode. Mumiyo se smatra jednim od najboljih lijekova. Ne samo da ubrzava proces regeneracije, već poboljšava cjelokupnu pozadinu tijela. Budite zdravi!
Popravak, reaktivacija, restauracija, oporavak, rekuperacija, reparacija zaštite, reparativna sinteza. Obnavljanje prirodne primarne strukture molekula DNK (tj. ispravljanje oštećenja do kojih dolazi spontano tokom replikacije i ... ... Molekularna biologija i genetika. Rječnik.
- (h. reparativa) G., koji se sastoji u obnavljanju tkiva nakon oštećenja; karakteriše povećana proliferacija ćelija... Veliki medicinski rječnik
Patološki procesi u tvrdim tkivima zuba tradicionalno se dijele u dvije grupe: karijes i nekarijesne lezije. Sadržaj 1 Karijes 1.1 Etimologija pojma “karijes” ... Wikipedia
Popravni, rekreativni, reparativni, obnoviteljski, rehabilitacijski, konjektivni, restauratorski, regenerativni, restaurativni Rječnik ruskih sinonima. restorativni prid., broj sinonima: 10 restorativni... Rečnik sinonima
DJEČJA PARALIZA- DJEČJA PARALIZA. Sadržaj: Cerebralna paraliza. Etiologija................... 818 Patolog, anatomija i patogeneza...... 816 Oblici cerebralne paralize...... 818 A. Slučajevi sa dominantnim lezijama piramidalne staze........ 818 B. Slučajevi sa ... Velika medicinska enciklopedija
popraviti- reparativna sinteza Obnavljanje nativne primarne strukture molekula DNK (tj. korekcija oštećenja koja spontano nastaju u procesu replikacije i rekombinacije ili uzrokovana vanjskim faktorima); razlikovati fotoreaktivaciju,... Vodič za tehnički prevodilac
- (od grčkog histos tkivo to ...geneza), skup procesa koji se razvio u filogenezi, osiguravajući u ontogenezi višećelijskih organizama formiranje, postojanje i obnavljanje tkiva sa svojstvima svojstvenim organospecifičnim. karakteristike. U… … Biološki enciklopedijski rječnik
Latinski naziv Erbisolum ATX: ›› L03AX Ostali imunostimulansi Farmakološke grupe: Imunomodulatori ›› Hepatoprotektori Nozološka klasifikacija (ICD 10) ›› B19 Virusni hepatitis, nespecificiran ›› E06.3 Autoimuni tiroiditis ›› E10… … Rječnik lijekova
Ova stranica treba značajnu reviziju. Možda će ga trebati vikificirati, proširiti ili prepisati. Objašnjenje razloga i diskusija na stranici Wikipedije: U susret poboljšanju / 22. maj 2012. Datum postavljanja za poboljšanje 22. maj 2012. TPP... ... Wikipedia
Hronična upala je zbir odgovora tkiva na dugotrajni štetni agens: bakterijski, virusni, hemijski, imunološki itd. U tkivima oštećenim hroničnom upalom, obično se nalaze... ... Wikipedia
Ministarstvo zdravlja Ruske Federacije
Državni medicinski institut Kirov
Zavod za medicinsku biologiju i genetiku
REGENERACIJA ORGANA I TKIVA
BIOLOŠKI I
MEDICINSKI ASPEKTI
Nastavno-metodički priručnik
Za studente medicine
KIROV - 1998
UDK 57 (075.4)
Objavljeno uz dozvolu uredničkog i izdavačkog vijeća Državnog medicinskog instituta Kirov
Regeneracija organa i tkiva. Biološki i medicinski aspekti. Obrazovno-metodički priručnik za studente medicinskih univerziteta. /Sastavio head. Katedra za medicinsku biologiju i genetiku, Državni medicinski institut Kirov, doktor medicinskih nauka AA. KOSYKH /- Kirov: Državni medicinski institut Kirov, 1998, 30 str. - Bibliografija na kraju.
Obrazovno-metodički priručnik namijenjen je studentima medicinskih fakulteta. U priručniku su ukratko prikazani biološki i medicinski aspekti regeneracije, metode i mehanizmi regeneracije normalnih i patološki izmijenjenih organa i tkiva, značaj regeneracije za biologiju i medicinu, te je dat pojam strukturalne homeostaze.
Reference 33 naslova.
Recenzenti:
Odgovorni urednik - doktor medicinskih nauka A.A. Kosi
Tehnički urednik - G.V. Mamaeva
© Kosykh A.A., 1998.
Uvod
Obrazovno-metodološki priručnik namijenjen je studentima medicinskih univerziteta i sastavljen je u skladu sa programom biologije koji je odobrila Uprava za obrazovne ustanove Ministarstva zdravlja i medicinske industrije Ruske Federacije 24. januara 1995. godine.
Priručnik opisuje biološke i medicinske aspekte procesa restauracije u tijelu i koncept strukturalne homeostaze. Ispituju se molekularno genetski, ćelijski i sistemski mehanizmi regeneracije normalnih i patološki izmenjenih organa i tkiva, pitanja stimulacije regenerativnih procesa i značaj regeneracije za biologiju i medicinu.
Objavljivanje ovog priručnika je zbog bogatstva programskog materijala iz biologije i nedostatka časova u učionici za njegovo dubinsko proučavanje. Priručnik je osnova za pripremu seminara iz medicinske biologije i genetike. Na kraju priručnika date su teme za izvještaje za studente, pitanja za pripremu i lista glavnih izvora informacija o ovim problemima.
Poglavlje 1. Koncept regeneracije. Fiziološka i reparativna regeneracija.
Život organizma, rad njegovih različitih sistema, organa, pojedinačnih ćelija, svu raznolikost njihovih reakcija na vanjske utjecaje prati zamjena starih struktura novima, njihova obnova ili regeneracija. Regeneracija je materijalna osnova za procese adaptacije i kompenzacije poremećenih funkcija, koje osiguravaju očuvanje homeostaze u promjenjivim uvjetima okoline.
Regeneracija(od lat. regeneratio - ponovno rođenje, obnova) - skup procesa koji imaju za cilj obnavljanje izgubljenih ili oštećenih dijelova tijela, organa ili bioloških struktura od strane tijela. Regeneracija je jedno od divnih i nevjerovatnih svojstava tijela. Sposobnost regeneracije je biološki fenomen svojstven svim živim bićima, jedan je od bitnih faktora postojanja i adaptivnog razvoja organizama u vanjskoj sredini. Bez ove sposobnosti, očuvanje života na Zemlji bilo bi nemoguće, jer... svaka manja ozljeda ili bolest rezultirala bi smrću životinje.
Slatkovodna hidra, planaria ili nemertean može se izrezati na 100 ili više komada, od kojih je svaki sposoban regenerirati cijeli organizam. Na sličan način biljke se mogu razmnožavati reznicama. Cijele biljke mogu se regenerirati čak i iz pojedinačnih ćelija. (Sl. 1).
Rice. 1. Regeneracija cijele biljke kod begonije (prema E. Libbert, 1982)
1. - izolirani list sa regeneriranim adventivnim biljkama.
2. - dediferencijacija epidermalne ćelije u meristem, iz kojeg će se potom razviti slučajna biljka.
Fenomen regeneracije poznat je odavno i privlači pažnju ljudi od davnina. Na primjer, poznata je sposobnost guštera da ostavi rep u rukama onih koji su ga uhvatili, a zatim ga obnovi. Skakavac, zgrabljen za nogu, otkine ga. Uhvaćeni morski krastavac se pokida na pola, zec ostavlja komad kože u vučjim ustima, hobotnica može snažnom kontrakcijom mišića otkinuti zgrabljeni pipak itd. Ova sposobnost životinja da spontano odbace dijelove tijela uz naknadnu restauraciju naziva se autotomija (samopovređivanje). Pomaže životinjama da prežive tako što izgube dio tijela ili organ.
Prvi naučni opis procesa regeneracije dao je Reaumer 1712. godine za udove rakova. Godine 1742. Tremblay je opisao regeneraciju Hidre. Bonnetovim (1745.) studijama o regeneraciji crva, insekata i puževa i daždevnjaka, te publikacijom Spallanzanija (1769.), postavljena je osnova za naučno proučavanje regeneracije.
Obnavljanje delova ćelija i tkiva koje se dešava tokom normalne fiziološke aktivnosti organizma naziva se fiziološka regeneracija. Primjer fiziološke regeneracije je obnavljanje ljuštećeg epitela kože, sluznice gastrointestinalnog trakta itd.
Pitanje fiziološke regeneracije počelo je privlačiti pažnju istraživača kada je postalo jasno da se dioba stanica odvija mitozom. Otkriće mitoza u tkivima odraslih životinja, u kojima su razvojni procesi već završeni, dovelo je do ideje o obnavljanju ćelija, tj. fiziološka regeneracija.
Jedan od prvih istraživača koji je obratio pažnju na fiziološku regeneraciju bio je Flemming. Flemming et al. (1885) je u nizu studija na različitim sisarima proučavao fiziološku regeneraciju limfnih čvorova, epitela disajnih puteva i drugih organa.
Značajan porast interesovanja za problem fiziološke regeneracije javlja se krajem 40-ih i početkom 50-ih godina 20. vijeka i vezuje se za imena domaćih naučnika M.A. Vorontsova, A.N. Studitsky, L.D. Liozner, L.V. Polezhaeva, B.P. Solopaeva. Svi ovi istraživači smatraju fiziološku regeneraciju univerzalnom pojavom, svojstvenom svim organizmima i svim tkivima bez izuzetka, bez obzira na stepen njihove diferencijacije.
U procesu života nužno dolazi do gubitka i obnove pojedinih struktura tijela. Kod sisara i ljudi, vanjski slojevi epitela kože i crijevnog epitela kontinuirano odumiru i odvajaju se. Životni vijek crijevnih epitelnih stanica je samo nekoliko dana. Krvne ćelije se brzo zamjenjuju. Prosječan životni vijek eritrocita je oko 125 dana, leukocita - od nekoliko dana do 10 i više godina. Svake sekunde u ljudskom tijelu se uništi od 2 do 10 miliona crvenih krvnih zrnaca, a isto toliko se formira i u koštanoj srži.
Na tok fiziološke regeneracije utiču vanjski i unutrašnji faktori. Dakle, smanjenje atmosferskog tlaka uzrokuje povećanje broja crvenih krvnih stanica u krvi. Stoga ljudi koji žive u planinama imaju veći broj crvenih krvnih zrnaca od onih koji žive u dolinama.
Regeneracija, koja nastaje kada su dijelovi tijela izgubljeni, oštećeni ili oštećeni kao posljedica bolesti, naziva se reparativni.
U zavisnosti od nivoa strukturne organizacije na kojoj se vrši restauracija, razlikuju se intracelularna, tkivna, organska i regeneracija organizma.
Teorijske osnove intracelularne regeneracije uspješno razvija akademik Ruske akademije medicinskih nauka D.S. Sarkisov i njegova škola. Intracelularna regeneracija pokriva procese obnove ćelijskih organela (citoplazmatske membrane, mitohondrije, EPS, itd.). Karakterističan je za ćelije svih organa bez izuzetka i univerzalni je oblik restauracije. Primjer regeneracija tkiva može doći do obnavljanja mišićnog, koštanog i epitelnog tkiva. Obnavljanje cijelog organa sa svim njegovim sastavnim tkivima, na primjer jetre, koja se sastoji od epitelnog i vezivnog tkiva, je regeneraciju organa. Obnavljanje cijelog organizma iz dijela, na primjer, hidra iz komada, iznosiće nivo organizma regeneracija. Regeneracija, prema riječima M.A. Vorontsova (1949) je proces sekundarnog razvoja tkiva i organa uzrokovan oštećenjem. Po tome se regeneracija razlikuje od embrionalnog razvoja. Kao rezultat oštećenja tkiva, životinje ponovno ulaze na put razvoja. Da bi ćelije počele da se razvijaju, moraju da dožive oštećenje i izgube svoje stabilno stanje, tj. podvrgnuti dediferencijaciji. Kao rezultat, stanice postaju bliže strukturom embrionalnim slabo diferenciranim. Međutim, po pravilu, specifičnost tkiva kod kičmenjaka je očuvana tokom regeneracije.
Mehanizam fiziološke i reparativne regeneracije bilo kojeg tkiva i organa zasniva se na ćelijskim reakcijama - proliferacija (mitotična dioba ćelija) diferencijaciju I adaptacija . Zbog ovih procesa obnavlja se broj funkcionalnih ćelija. Oporavak se može obaviti hipertrofija, one. povećanje broja ćelija (hiperplazija) ili njihovog volumena zbog poliploidije i intracelularne regeneracije. U nekim tkivima izvor regeneracije (regenerativni materijal) može biti kambijalne ćelije . To su slabo diferencirane ćelije sa velikim potencijalom za razvoj, koje služe kao izvor formiranja specijalizovanih ćelija. To su, na primjer, ćelije malpigijevog sloja kože, epitelne ćelije crijevnih kripti i satelitske stanice u prugasto-prugastim mišićima. U procesu reparativne regeneracije organa koji se obnavljaju uz pomoć kambijalnih ćelija, teško je razlikovati udio proliferacije zbog fiziološke regeneracije oštećenog organa ili nivo mitotičke aktivnosti, koji je određen volumenom uklonjeno tkivo i priroda operacije. U ovim slučajevima reparativna i ubrzana fiziološka regeneracija su izraz jedinstvenog kompenzacijskog i restorativnog procesa usmjerenog na otklanjanje posljedica oštećenja.
Izvor regeneracije može biti matične ćelije , koje su rezerva za nadopunjavanje diferenciranih ćelija (hematopoetske ćelije, eritroblasti, spermatogonije u testisima itd.). U normalnim uslovima, oni su izvan proliferativnog bazena (mitotskog ciklusa) u G0 periodu (period mirovanja). Ove ćelije su prisutne u telu tokom celog života.
Organi i tkiva koji se polako obnavljaju (jetra, bubrezi, pluća, nadbubrežne žlijezde, gušterača) se obnavljaju zbog mitotička dioba diferenciranih stanica. U tom slučaju ćelije koje ulaze u mitozu mogu djelomično proći kroz dediferencijaciju, ali zadržavaju svoju nasljednu moć. Na primjer, nakon resekcije 30% mase jetre kod odraslih pacova, prve mitoze hepatocita pojavljuju se nakon 20 sati. Maksimalne vrijednosti mitotičkog indeksa u jetri uočavaju se nakon 28-30 sati. Nakon dva dana težina preostalog dijela jetre nakon operacije se udvostručuje, a nakon 1-2 sedmice regenerirajuća jetra dostiže težinu kontrolnih, neoperiranih životinja. Dakle, postoji puna kompenzacija za ono što je uklonjeno.
Nediferencirane ćelije vezivnog tkiva imaju visoku pluripotentnost: diferenciraju se u različite vrste zrelog vezivnog tkiva - vlaknasto, masno, glatke mišiće, hrskavicu, kosti. Vjeruje se da tu sposobnost imaju mezenhimske stanice zidova malih krvnih žila (periciti, adventivne ćelije).
Diferencirane ćelije određenog tkiva, nakon odgovarajućeg strukturnog i funkcionalnog preuređivanja, mitotički se dijele i stvaraju nove stanice. U procesu suptilnog premitotičkog unutrašnjeg restrukturiranja, ove ćelije ne gube svoju specifičnu diferencijaciju tkiva, ne postaju jednostavnije u svojoj strukturi, kao da se vraćaju u embrionalno stanje.
Konačno, organi i tkiva koji se ne razmnožavaju mitozom u fiziološkim uslovima (nervne ćelije) se obnavljaju zbog intracelularna regeneracija. Sveobuhvatno proučavanje obrazaca intracelularne regeneracije pokazalo je da se u istim organelama ćelija različitih organa (miokard, jetra, pluća, bubrezi, gušterača, nervni sistem, itd.) odvija stereotipno. Proces normalizacije strukture organela nakon prestanka patogenog utjecaja ne ovisi o faktoru koji je uzrokovao ovo oštećenje (hipoksija, opekotine, toksini, izlaganje radijaciji, mehanička trauma itd.). Uočene karakteristike su više kvantitativne nego kvalitativne prirode. Nastala hipertrofija ćelije (povećanje jezgra i broja organela) osigurava nedostatak funkcionalnih struktura. Na primjeru regeneracije jetre nakon resekcije pokazano je da u ranom premitotičkom periodu dolazi do reprogramiranja genoma hepatocita (O.M. Platonov, 1989). Jedna od najranijih manifestacija promjena u genetskim informacijama je pojava “faktora regeneracije” u citoplazmi ćelije. Mehanizam djelovanja "faktora" je pretvaranje neaktivnog oblika nuklearne RNK polimeraze u aktivno stanje vezano za šablon. Pretpostavlja se da se radi o polipeptidnom faktoru i da se sintetiše na mitohondrijalnim ribosomima odmah nakon parcijalne hepatektomije.
Kontinuirano obnavljanje ćelijskog sastava organa i intracelularnih struktura svake pojedinačne ćelije u celom organizmu ima složenu regulaciju. Ovu regulaciju obezbeđuju međusobno komplementarni nervni, hormonalni, humoralni i imuni mehanizmi zasnovani na principu antagonističkih uticaja. Istovremeno, neki utjecaji djeluju stimulativno, dok drugi djeluju inhibitorno. Zahvaljujući ovim uticajima, živi sistem brzo vraća optimalno stanje unutrašnje sredine, poremećeno ekstremnim nadražajima. Gubitak ove sposobnosti organizma dovodi do bolesti (hipertenzija-hipotenzija; smanjeno-povećano zgrušavanje krvi; osteoskleroza-osteoporoza, itd.)
Regeneracija se može izvesti na sljedeće načine:
1. epimorfoza - ponovno izrastanje izgubljenog organa sa površine rane. Na primjer, amputirani ud tritona. Na mjestu uklanjanja dijela organa formira se regenerativni čvor - regenerativni blastem iz kojeg se naknadno razvija nedostajući ud. (Sl.2).
2. Morfalaksija - preuređenje ćelija preostalog dijela organa i njegova transformacija u cijeli organ, ali manje veličine. Na primjer, amputirani ud žohara, restauracija cijele planarije iz dijela. (sl. 3)
3. Regenerativna hipertrofija ili endomorfoza (M.A. Vorontsova. 1953) - restauracija koja se dešava unutar organa. U ovom slučaju ne obnavlja se oblik, već masa organa. Na taj se način, po pravilu, obnavljaju unutrašnji organi viših životinja i ljudi. U ovom slučaju, masa organa se povećava zbog proliferacije (reprodukcije) specifičnih ćelijskih elemenata difuzno ili u malim žarištima. Površina rane je prekrivena ožiljkom. (Sl.4)
4. Regeneracija indukcijom (L.I. Polezhaev, 1977) - restauracija defekta unošenjem zgnječenog tkiva u njega. Na primjer, prilikom regeneracije kostiju svoda lubanje kod pasa, odlučujući faktor je indukcija kosti u području defekta lubanje iz migriranih nezrelih ćelija vezivnog tkiva pod utjecajem tvari koje se oslobađaju iz transplantiranih koštanih strugotina. .
5. Ožiljci - je takođe jedna od metoda regeneracije. U tom slučaju se rana zatvara bez obnavljanja izgubljenog organa.
Epimorfoza i morfalaksa se odnose na tipična regeneracija (homomorfoza). U tom slučaju dolazi do potpunog obnavljanja izgubljenog organa ili njegovog dijela. Druge metode se odnose na atipična regeneracija , kada se umjesto izgubljenog organa razvije ožiljak vezivnog tkiva (ožiljak). Na primjer, na mjestu dubokih opekotina može doći do masivnog rasta gustog vezivnog ožiljnog tkiva, a normalna struktura kože se ne obnavlja.
Nakon prijeloma kosti, u nedostatku poravnanja fragmenata, njegova normalna struktura se ne obnavlja, ali hrskavično tkivo raste, formirajući lažni zglob.
Drugi primjer atipične regeneracije je regeneracija antene umjesto očiju kod rakova, ili repa umjesto udova kod guštera (heteromorfoza).
Reparativna, odnosno restorativna, regeneracija nastaje tijekom različitih patoloških procesa koji dovode do oštećenja stanica i tkiva. Mehanizmi reparativne i fiziološke regeneracije su u principu isti.
Reparativna regeneracija- Ovo je u suštini pojačana fiziološka regeneracija. Međutim, zbog činjenice da je reparativna regeneracija stimulirana patološkim procesima, ima kvalitativne morfološke razlike od fizioloških. Reparativna regeneracija može biti potpuna ili nepotpuna. Potpunu regeneraciju, odnosno restituciju, karakterizira kompenzacija defekta tkivom koje je identično mrtvom. Razvija se pretežno u onim tkivima u kojima prevladava ćelijska regeneracija. Tako se u vezivnom tkivu, kostima, koži i sluzokoži čak i relativno veliki defekti organa mogu zamijeniti diobom stanica tkivom identičnim mrtvom.
U slučaju nepotpune regeneracije, odnosno supstitucije, defekt se zamjenjuje vezivnim tkivom, ožiljkom. Supstitucija je karakteristična za organe i tkiva u kojima prevladava intracelularni oblik regeneracije, ili je u kombinaciji sa ćelijskom regeneracijom. Budući da regeneracija podrazumijeva obnavljanje strukture sposobne za obavljanje specijalizirane funkcije, smisao nepotpune regeneracije nije u zamjeni defekta ožiljkom, već u kompenzatornoj hiperplaziji elemenata preostalog specijaliziranog tkiva čija se masa povećava, tj. , hipertrofije. Iz ovoga proizilazi da u procesu nepotpune regeneracije, odnosno zarastanja tkiva sa ožiljkom, dolazi do njegove hipertrofije, koja se naziva regenerativna, u tome je biološko značenje nepotpune regeneracije.
Regenerativna hipertrofija može se pojaviti na dva načina- preko ćelijske hiperplazije ili hiperplazije i hipertrofije ćelijskih ultrastruktura, odnosno ćelijske hipertrofije. Do obnavljanja prvobitne mase organa i njegove funkcije prvenstveno zbog hiperplazije ćelija dolazi prilikom regenerativne hipertrofije jetre, bubrega, gušterače, nadbubrežne žlijezde, pluća, slezene itd. Regenerativna hipertrofija zbog hiperplazije ćelijskih ultrastruktura je karakteristična za miokard. , mozak, odnosno organi u kojima prevladava intracelularni oblik regeneracije.
U miokardu, na primjer, duž periferije ožiljka koji je zamijenio infarkt, mišićna vlakna se značajno povećavaju u veličini, odnosno hipertrofiraju zbog hiperplazije svojih ultrastrukturnih elemenata. Oba puta regenerativne hipertrofije se međusobno ne isključuju, već se, naprotiv, često kombinuju. Dakle, kod regenerativne hipertrofije jetre dolazi ne samo do povećanja broja ćelija u očuvanom dijelu organa nakon oštećenja, već i do njihove hipertrofije, uzrokovane hiperplazijom ultrastruktura. Ne može se isključiti da se u srčanom mišiću regenerativna hipertrofija može javiti ne samo u vidu hipertrofije vlakana, već i povećanjem broja mišićnih ćelija koje ih čine. Period oporavka obično nije ograničen samo na činjenicu da se reparativna regeneracija odvija u oštećenom organu.
Ako patogeni učinak prestane prije nego što dođe do smrti stanice, dolazi do postupnog obnavljanja oštećenih ultrastruktura. Shodno tome, manifestacije reparativne reakcije treba proširiti na restorativne intracelularne procese u distrofno izmijenjenim organima. Općeprihvaćeno mišljenje o regeneraciji samo kao završnoj fazi patološkog procesa malo je opravdano. Reparativna regeneracija nije lokalna, već opća reakcija organizma, koja pokriva različite organe, ali se u potpunosti ostvaruje samo u jednom ili drugom od njih.
„Patološka anatomija“, A.I. Strukov