Регенерация

Биологическое значение и основные виды

В основе любой регенерации лежит клеточное и внутриклеточное обновление. Благодаря этому механизму организм способен приспосабливаться к постоянным изменениям окружающей среды (регулировать функциональную активность) и компенсировать ущерб, нанесенный различными патогенными факторами.

Глобально выделяют два основных вида регенерации:

• Физиологическая. Представляет собой нормальное, повседневное обновление клеточных и тканевых структур в процессе естественной жизнедеятельности.
• Репаративная. Запускается исключительно в ответ на повреждение и направлена на ликвидацию дефекта и восстановление целостности тканей.

Оба этих вида являются важнейшей структурной основой существования организма.

Уровни организации и механизмы

Процесс восстановления не ограничивается только делением клеток. Он протекает на нескольких структурных уровнях: от системного и органного до тканевого, клеточного и внутриклеточного.

К основным механизмам осуществления регенерации относятся:

1. Непрямое деление клеток (митоз).
2. Прямое деление клеток (амитоз).
3. Обновление и размножение внутриклеточных органелл.

Особого внимания заслуживает внутриклеточная регенерация. Это абсолютно универсальная форма восстановления, характерная для всех органов человека и других млекопитающих. Ее суть заключается в обновлении структур внутри самой клетки и их гиперплазии. Если часть клетки погибает, сохранившиеся органеллы начинают активно размножаться, восстанавливая ее полноценное строение. Также встречается феномен компенсаторной гиперплазии органелл: если одна клетка погибает целиком, в соседних выживших клетках резко увеличивается количество внутриклеточных структур, чтобы взять на себя утраченную функцию.

Эволюционные и возрастные закономерности

Долгое время в биологии господствовали классические представления о том, что способность к регенерации неуклонно падает по мере повышения эволюционного уровня животного, а также неумолимо снижается с возрастом (считалось, что молодые особи всегда восстанавливаются полнее и энергичнее).

Современная наука доказала, что правило снижения регенераторных способностей в ходе эволюции имеет массу исключений. Зачастую близкородственные формы демонстрируют совершенно разный потенциал:

• Среди кишечнополостных гидры обладают колоссальной способностью к восстановлению, тогда как у медуз она практически отсутствует.
• Среди кольчатых червей многощетинковые и малощетинковые виды отлично регенерируют, а пиявки лишены этого свойства.
• У амфибий тритоны способны заново отращивать конечности, глаза и даже внутренние органы, а вот взрослые лягушки регенерируют крайне плохо.

Выявлены следующие биологические закономерности:

• Связь с механизмами размножения. Если вид в ходе эволюции утрачивает способность к бесполому размножению и соматическому эмбриогенезу, он теряет и способность восстанавливать целый организм из фрагмента. Однако при этом способность регенерировать отдельные органы сохраняется.
• Приспособительный характер. Эволюционная адаптация привела к тому, что регенерация протекает гораздо успешнее в тех органах и частях тела, которые в естественных условиях обитания наиболее часто подвергаются травмам и утрате.
• Многофакторность. Интенсивность процесса зависит не только от места животного на эволюционном древе, но и от огромного количества других переменных факторов.

Особенности регенерации у человека

Популярное представление о том, что млекопитающие и человек обладают крайне слабой способностью к регенерации, является частично ошибочным. Восстановительные процессы в нашем организме идут постоянно и весьма интенсивно на клеточном и внутриклеточном уровнях.

Ключевая проблема у человека кроется не в отсутствии механизмов, а в низкой скорости процесса. При получении значительных, обширных повреждений ткани регенерируют слишком медленно, чтобы успеть полноценно закрыть дефект до развития осложнений или формирования рубца. Именно поэтому первостепенный интерес для восстановительной, пластической, сердечно-сосудистой хирургии и нейрохирургии представляет изучение факторов, способных повлиять на регенерацию. Главная перспектива современной медицины в этой области — поиск способов искусственного ускорения и стимуляции восстановительных процессов.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы прямого и непрямого деления клеток (амитоз и митоз) при восстановлении тканей
• Связь утраты бесполого размножения с потерей способности к регенерации целого организма
• Компенсаторная гиперплазия органелл как реакция на гибель соседних клеток
• Факторы, влияющие на ускорение и стимуляцию регенерации в хирургической практике
• Приспособительный характер регенерации: примеры эволюционной адаптации органов к частым травмам

Другие темы раздела «Трансплантация»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.