РЕГЕНЕРАЦИЯ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ
ЦЕНТР ОБРАЗОВАНИЯ №1865
РЕГЕНЕРАЦИЯ ТКАНЕЙ И ОРГАНОВ
Автор работы:
Тумасянц Анна Александровна
Ученица 11 «Б» класса
Телефон: +7(916)960-32-09
E-mail: Anuta.96@mail.ru
Научный руководитель:
Черневская Лариса Викторовна
Руководитель структурного подразделения по средней и старшей школе
Madina Temirbieva
Москва 2013
Содержание:
1) Введение
2) Понятие регенирации
3) Виды регенерации
4) Условия,влияющие на течение процесса регенерации
5) Заключение
6) Список используемой литературы
2
1.Введение
Проблема регенерации- одна из самых волнующих во всей биологии и
медицине.Еще древние ученые интересовались вопросами восстановления
утраченых органов и тканей у животных и аналогичных процессов у
человека. Общие закономерности регенерации у человека и животных были
раскрыты только в онце прошлого столетия,интерес к более глубокому
постижению этой загадки вспыхнул 30-40 лет назад. Удалось установить
целый ряд фундаментальных фактов и положений.
2. Понятие регенерации
Термин « регенерация» предложен в 1712 франц. учёным Р. Реомюром,
изучавшим регенерацию ног речного рака.
Регенерация (от позднелат. regenera-tio —возрождение, возобновление) в
биологии, восстановление организмом утраченных или повреждённых
органов и тканей, а также восстановление целого организма из его части.
Регенерация наблюдается в естественных условиях, а также может быть
вызвана экспериментально.
Рассмотрим несколько интересных фактов о регенерации в животном
мире.
Дождевые черви, разделенные пополам, восстанавливают оба конца своего
тела.
Морская звезда, разрезанная на пять частей (по числу лучей),
восстанавливает из каждой части новую звезду.
Гидру можно порубить на мелкие кусочки и каждый из них через некоторое
время превратится в новую гидру.
Если тело взрослой губки продавить через сетчатую ткань, то все клетки
отделятся друг от друга. Если затем поместить их в воду и перемешать,
полностью разрушив все связи между ними, то спустя некоторое время они
3
начинают постепенно сближаться и воссоединяются, образуя целую губку,
сходную с прежней.
Регенерация-это не один,а два взаимосвязанных процесса:
обычное,нормальное обновление организма (систем,
оргганов,тканей,клеток,внутриклеточных органелл) и восстановление
утраченного,ликвидация повреждений,залечивание ран. Второй процессреконструктивный,протекает на основе тех же механизмов,что и первый,но
более интенсивно,энергично. Но разница,однако,не только в скорости.
Все мы знаем,что организм обновляется непрерывно: происходит смена
клеток путем их прямого и непрямого деления, меняются и «внутренности»
самих клеток – органеллы, причем они замещаются аналогичными
структурами. Ответ же на патогенное, болезнетворное воздействие, когда
погибает часть клетки, может быть двояким: либо начнут размножаться
сохранившиеся органеллы – и строение клетки восстановится, либо
увеличится число органелл в здоровой клетке – и она возьмет на себя
функцию поврежденной.
Раньше считали,что смысл этого процесса только в восстановлении
погибших структур. Например,массы органа,либо недостающая часть
отрастает от раневой поверхности,либо увеличивается в размерах
сохранившаяся. Глядя, как копируются отсеченные членики у червей,
появляются взамен утраченных усики у рака (а иногда «по ошибке» – и целая
конечность), отрастают утерянные пальцы у тритона, биологи думали, что по
мере усложнения животного организма способность к регенерации
снижается – ведь у человека могут восстанавливаться лишь части внутренних
органов (доли печени, мышцы, кости, кожа и др.), а также отдельные клетки.
Но дальнейшие исследования показали, что регенерация эволюционно,
исторически лишь усложнялась, потому что она направлена не только на
восполнение анатомической убыли, но также на восстановление,
нормализацию нарушенной функции. А функции эти у разных органов и
систем различные, и получается, что пути регенерации в каждом случае
необходимы свои, зависящие от структурно-функциональных особенностей
органа.
Если организм имеет высокий уровень организации,то эволюционно
способность к регенерации сохраняют отдельные клетки,функция которых
4
связана с обеспечением жизнедеятельности организма (эпителиальные
клетки,клетки слизистой) обладают высокой регенеративной спососбностью
в течении всей жизни человека (защита от попаданий инфекций,обеспечение
секреторной функции т т.д.) Другие клетки имеют низкую способность к
регенерации или вовсе утрачивают ее,например, при повреждении
мышечных волокн,восстановление тканей идет за счет формирования волокн
и замещения мышечной ткани на соединительную. При этом функция
частично утрачивается, но гибели организма не происходит.
В отношении большинства нервных клеток,регенерация невозможна.
Восстановление клеток взамен поврежденных может привести к нарушению
уже сложившихся нервных связей. Организм идет по пути усиления работы
соседних клеток,соседние клетки активно образуют отростки,что
восстанавливает функционирование определенных участков мозга.
Последние исследования показали,что в области гиппокампа (поястной
извилины) имеются стволовые клетки,способные давать начало новым
нейронам. Активность стволовых клеток обеспечивает запоминание,а в
зрелом возрасте нормальную социологизацию.Также обеспечение
нормального эмоционального состояния человека. Нарушение нейрогенеза в
области гиппокампа,может привестик падению когнитивных
процессов,таких болезней как: Паркинсонизм и болезнь Альцгеймера.
Также стволовые клетки активно учавствуют в образовании костной ткани у
крокодила. Как мы знаем,у крокодила на протяжении всей жизни идет
непрерывное обновление костной ткани зубов. Ученые выяснили что
причиной этому является постоянная секреция стволовых клеток из костного
мозга в область недостающейся костной ткани. Тем самым,мы можем
сделать вывод,что стволовые клетки являются своего рода зачатком любой
ткани,и если предположить,что у человека данный процесс происходит
также,то можно попробовать ввести стволовые клетки,допустим в десну
человека,и возможно начнут происходить такие же восстановительные
процессы,как и у крокодила,и проблема выпадения зубов в пожилом
возрасте,можно сказать решена.
Таким образом,можем сделать вывод,что регенерация-это некий рычаг,к
которому прибегает организм,чтобы восстановить,компенсировать "былые"
функции.
5
3.Виды регенерации
Различают два вида регенерации — физиологическую и репаративную.
Физиологическая регенерация — непрерывное обновление структур на
клеточном (смена клеток крови, эпидермиса и др.) и внутриклеточном
(обновление клеточных органелл) уровнях, которым обеспечивается
функционирование органов и тканей.
Репаративная регенерация— процесс ликвидации структурных
повреждений после действия патогенных факторов.
Оба вида регенерации не являются обособленными, не зависимыми друг от
друга. Так, репаративная регенерация развертывается на базе
физиологической, т. е. на основе тех же механизмов, и отличается лишь
большей интенсивностью проявлений. Поэтому репаративную регенерацию
следует рассматривать как нормальную реакцию организма на повреждение,
характеризующуюся резким усилением физиологических механизмов
воспроизведения специфических тканевых элементов того или иного органа.
Физиологическая и репаративная регенерации являются структурной
основой всего разнообразия проявлений жизнедеятельности организма в
норме и патологии.
Процесс регенерации развертывается на разных уровнях организации —
системном, органном, тканевом, клеточном, внутриклеточном. Осуществляется он путем прямого и непрямого деления клеток, обновления
внутриклеточных органелл и их размножения. Обновление внутриклеточных
структур и их гиперплазия являются универсальной формой регенерации,
присущей всем без исключения органам млекопитающих и человека. Она
выражается либо в форме собственно внутриклеточной регенерации, когда
после гибели части клетки ее строение восстанавливается за счет
размножения сохранившихся органелл, либо в виде увеличения числа
органелл (компенсаторная гиперплазия органелл) в одной клетке при гибели
другой.
Восстановление исходной массы органа после его повреждения осуществляется различными путями. В одних случаях сохранившаяся часть
органа остается неизмененной или малоизмененной, а недостающая его часть
отрастает от раневой поверхности в виде четко отграниченного регенерата.
6
Такой способ восстановления утраченной части органа называют
эпиморфозом. Рассмотрим на примере ящерицы. После потери хвоста у
ящерицы вырастает другой, но новый хвост всегда отличается от
первоначального. Это видно сразу. Осматривая разных ящериц я видела
регенерацию хвоста на разных стадиях.Полной регенерации не существует.
Новый хвост всегда хуже первоначального. У него плохая гибкость, меньшая
длина и движения его не такие ловкие.Таковы особенности любой
регенерации. Регенерировавшее всегда хуже предыдущего и не все качества
полностью восстанавливаются.
В других случаях происходит перестройка оставшейся части органа, в процессе которой он постепенно приобретает исходные форму и размеры. Этот
вариант процесса регенерации называют морфаллаксисом. Рассмотрим на
примере человеческой почки. Если одна из почек перестанет работать, другая
начинает работать за двоих, чтобы активность почек осталась прежней.
Зачастую оставшаяся почка даже увеличивается в объёме. Такое явление
можно наблюдать у людей, родившихся с одной почкой. Объём
единственной почки намного превышает объём нормальной парной почки,
которую как правило, по размеру можно сравнить с небольшим кулачком.
Также можно рассмотреть на примере легких. При удалении одного
легкого,во втором происходят процессы активного газообмена в
альвиолах,что компенсирует утрату одного легкого.
4.Условия,влияющие на течение процесса регенерации.
Я хотела бы изложить,Вам,свою точку зрения. Как я считаю,процесс
регенерации развивался параллельно с активизацией иммунной системы. У
кишенополостных и у земноводных имунная система полностью отсутсвует.
И в связи с этим,регенерирующая способность достаточно высокая. Что
происходит у млекопитающих и человека?Активная способность к
регенерации вызывает образование злакачественных опухолей. В процессе
эволюции,чтобы блокировать образование раковых опухолей, был создан
механизм иммунитета,получается,что способность к регенерации гасится
активной иммунной системой человека. Решить эту проблему можно путем
воздействия на организм химиитерапии,которая одновременно и убьет
7
иммунную систему и заблокирует развитие раковых клеток,что по сути нам и
нужно,тем самым мы сможем попробовать полностью восстановить
утраченную конечность. Но есть еще такие факторы как
кровоизлияние,остановить которое можно путем прижигания места
повреждения,но таким способом не будут появляться бластемы на месте
повреждения,напомню ,что бластема-это структура,связанная с быстрым
ростом клеток,в ходе регенерации из бластемы образуются ткани
восстонавливающегося органа. У земноводных при ампутации,в области
раневой поверхности,образуются клетки (бластемы) которые под
воздействием нервного импульса регенерируют в новую конечность.
Что же может ускорить процессы регенерации?
Я могу предположить,что кислородные камеры будут благотворно влиять на
процесс регенерации,так как будет происходить насыщение мозга и клеток
организма кислородом,что будет достаточно ускорять восстановительный
процесс. Также мы помним что любое восстановление идет путем
воздействия нервного импульса,то есть своего рода слабого электрического
тока,тем самым можно сделать вывод,что воздействие электрического тока
будет стимулировать процесс восстановления и регенерации.
5.Заключение
У человека регенерирующей способностью обладают отдельные клетки и
отдельные ткани (эпителиальные ткани,костные ткани,кровь и клетки
печени) Ограничивающая способность регенерации,вероятней всего-это
плата за способность организма обеспечивать иммунитет,ибо в отсутствии
иммунитета не только развивались бы восполительные процессы,но и
активно шло развитие онкологических заболеваний,и поскольку эти
механизмы происходили параллельно,то это привело к тому,что
регенерирующая способность эволюционно у млекопитающих организмов,по
8
сравнению с земноводными,которые находятся на более высокой ступени
эволюционного развития,достаточно снизилась. А самая главная проблема в
том,что все процессы связанные с регенерацией происходят очень
медленно,слишком медленно для того, чтобы произошло восстановление
действительно значительного повреждения.
6.Список используемой литературы.
1. Условия регенерации органов у млекопитающих, под ред. Л. Д.
Лиознера, М., 1972
2. Бабаева А. Г. Иммунологические механизмы регуляции
восстановительных процессов, М., 1972
3. Э.Г.Улумбекоа,Ю.А.Челышев. Гистология,1997
4. Морфологические и клинические аспекты репаративпой регенерации
опорных органов и тканей - Лаврищева Г.И
5. Мышечные ткани - Ченцов Ю.С. - Учебное пособие
6. Гистология - Данилов Р.К. – Учебник
7. Общая патология человека. Саркисов Д.С.
.
9
10