формы репаративной регенерации способы ее осуществления примеры
Способы репаративной регенерации.
Регенерация. Общая характеристика. Типы.
Регенерация – процесс восстановления организмом утраченных или поврежденных структур. Регенерация поддерживает строение и функции организма, его целостность. Различают два вида регенерации: физиологическая и репаративная. Объем повреждения и последующее восстановление бывают различными. Крайним вариантом является восстановление целого организма из отдельной малой его части, например, у губок и кишечнополостных. Известны примеры восстановления больших участков организма, состоящих из комплекса органов, например, восстановление ротового конца у гидры, морской звезды из одного луча. Широко распространена регенерация отдельных органов, например, конечности у тритона, хвоста у ящерицы, глаз у членистоногих.
Способы репаративной регенерации.
Существуют несколько способов репаративной регенерации.
1.Заживление эпителиальных ран (у млекопитающих; когда поверхность раны заживает с образованием корки).
4.Регенерационная гипертрофия. Заключается в увеличении размеров остатка органа без восстановления исходной формы. Пример – регенерация печени млекопитающих. При краевом ранении печени удаленная часть органа никогда не восстанавливается. При этом внутри оставшейся части усиливается размножение клеток и в течение двух недель после удаления 2/3 печени восстанавливаются исходные масса и объем, но не форма.
7.Регенерация путем индукции происходит в определенных мезодермальных тканях в ответ на действие специфических индукторов, которые вводят внутрь поврежденной области. Например, происходит замещение дефекта костей черепа человека после введения в него костных опилок.
Регуляция регенерационных процессов осуществляется при участи нервной системы. Имеются также данные в пользу гуморальной регуляции регенерационных процессов. Например, после введения нормальным животным плазмы крови от животных с удаленной печенью, у первых наблюдалась стимуляция митотической активности клеток печени.
Зависимость способности к регенерации от уровня организации животного не выявлена, хотя замечено, что более низко организованные животные обладают лучшей способностью к регенерации наружных органов, например, гидры, планарии, кольчатые черви, иглокожие. Из позвоночных наилучшей регенерационной способностью обладают хвостатые земноводные. Способность же к регенерации внутренних органов выше у теплокровных животных. У человека может регенерировать эпителиальная, мышечная, соединительная ткани, периферические нервы. Чаще всего регенерация у млекопитающих приводит к заживлению ран, что препятствует проникновению болезнетворных микробов в организм. Знание процессов регенерации необходимо в хирургической практике.
Формы репаративной регенерации. Способы ее осуществления. Проявление регенерационной способности в физо- и онтогенезе. Регуляция регенерации. Методы стимуляции регенерации.
Репаративная регенерация возникает, когда в организме происходит повреждение и гибель клеток и тканей. Репаративная регенерация широко распространена, но способность к ней выражена неодинаково у различных животных. Есть организмы, у которых регенерационные способности настолько велики, что из части тела или даже из отдельных клеток развивается целый организм (т. е. имеет место соматический эмбриогенез).
Репаративная, или восстановительная, регенерация может быть типичной (гомоморфоз) и атипичной (гетероморфоз). При гомоморфозе восстанавливается такой же орган, как и утраченный. При гетероморфозе восстановленные органы отличаются от типичных. Изучение гетероморфоза важно для выяснения факторов, влияющих на регенерацию, что необходимо для управления процессом восстановления утраченных органов.
Восстановление утраченных органов осуществляется путем эпиморфоза, морфаллаксиса и эндоморфоза.
Эпиморфоз — отрастание утраченного органа от раневой поверхности. Процесс регенерации при этом начинается с рассасывания тканей, прилегающих к ране, и интенсивного размножения клеток, из которых образуется регенерационный зачаток. Дальнейшее размножение клеток приводит к увеличению зачатка, а дифференцировка клеток — к формированию органа.
К эпиморфозу примыкает рубцевание, при котором происходит закрытие ран, но без восстановления утраченного органа.
Морфаллаксис влечет за собой перегруппировку оставшейся части организма. Эта форма регенерации нередко связана с дальнейшим значительным разрастанием оставшейся части и завершается образованием из этого материала целого организма или органа. Новая особь (или восстановленный орган) сначала оказывается меньше исходной и равна лишь взятому фрагменту, но в дальнейшем увеличивается.
Регенерация, происходящая внутри органа, получила название эндоморфэза, или регенерационной гипертрофии. Эндоморфоз, как показывает его название,— восстановление, идущее внутри органа. При этом восстанавливается не форма, а масса органа. Регенерация по типу эндоморфоза начинается с заживления раны, а затем происходит увеличение оставшейся части органа за счет размножения клеток и их гипертрофии. Отрастания от раневой поверхности не происходит, поэтому восстановившийся в размерах орган сохраняет форму культи. Так протекает, например, регенерация печени у млекопитающих.
Проявление регенерации в филогенезе.Физиологическая регенерация представляет собой процесс, свойственный всем живым организмам.
Масштабы и способы репаративной регенерации существенно варьируют у представителей групп животных, различающихся систематическим положением (рис. 104). В ходе эволюции отдельных групп организмов повышалась роль одних способов регенерации на фоне снижения роли других. Изменялись и масштабы регенерации. Так, амфибии обладают большей способностью к восстановлению типичной структуры органов, чем круглоротые. У губок, кишечнополостных и червей регенерация нередко осуществляется в полном объеме — из части восстанавливается целый организм. Ряд биологов выделяют это явление всамостоятельное и называют соматическим эмбриогенезом, рассматривая его как вариант вегетативного размножения. У червя планарии, например, целый организм восстанавливается из 1/10 части исходного, а у гидры —из 1/200.
У членистоногих и моллюсков наблюдается регенерация отдельных органов. Низшие представители хордовых способны восстанавливать целый организм из его части (асцидии). Позвоночные в целом имеют суженный масштаб регенерации путем эпиморфоза. Правда, представители амфибий и рептилий могут восстанавливать отдельные органы, например конечности, хвост. Птицы и млекопитающие восстанавливают кожу, кости, мышцы, внутренние органы. Восстановление способом регенерационной гипертрофии, например, позволяет компенсировать потерю 4/5 печени.
Регенерация – это восстановление структурных элементов ткани взамен погибших. Это восстановление как структуры, так и функции. К факторам, влияющим на ход регенерации, относятся: общие (возраст, интенсивность обменных процессов, состояние кроветворной и иммунной систем и др.) и местные (состояние сосудов, нейротрофики, лимфообращения, структурно-функциональные особенности органов и тканей, объем повреждения)
Механизмы регуляции регенерации:
1) гуморальные факторы – кейлоны, которые представляют собой гликопротеины и их вырабатывают зрелые неповрежденные клетки (эпителиальные, клетки крови и т. д.). Эти вещества выбрасываются в кровь и сдерживают пролиферацию, повышают синтез ДНК и снижают митотическую активность. Антикейлоны (мезенхимальный фактор) вырабатываются в соединительной ткани (содержат белки и сиаловые кислоты);
2) гормональные факторы:
а) соматотропный гормон гипофиза стимулирует пролиферацию и активную регенерацию;
б) минералокортикоиды стимулируют, а глюкокортикостероиды сдерживают воздействие на регенерацию;
в) гормоны щитовидной железы стимулируют процесс регенерации;
3) иммунные факторы – лимфоциты выполняют информационную роль, Т-лимфоциты стимулируют эффект заживления, а В-лимфоциты угнетают;
4) нервные механизмы регуляции прежде всего связаны с трофической функцией нервной системы;
5) функциональные механизмы – с функциональным запасом органа и (или) ткани.
28) Репаративная регенерация. Проявление регенерационной способности в фило- и онтогенезе
Регенерация – процесс восстановления живыми организмами снашиваемых или поврежденных биологических структур. Синоним – репарация.
Регенерация имеет как биологическое, так и медицинское значение.
С точки зрения биологии, регенерация носит приспособительный характер.
Любое заболевание сопровождается повреждением биологических структур, выздоровление – их регенерацией.
Факторы, определяющие репаративные способности разных видов
Уровень биологической организации вида:
чем выше уровень биологической организации вида, тем хуже выражена его
способность к регенерации (1-е правило регенерации Ч. Дарвина).
Действительно, можно составить из отдельных видов животных ряд, иллюстрирующий падение способности к регенерации по мере усложнения их биологической организации: гидра (кишечнополостные) → дождевой червь (кольчатые черви) → рак (членистоногие) → тритон (хвостатые амфибии) → крыса (млекопитающие).
Однако эта зависимость не является абсолютной, т.к. имеется немало исключений:
гидра регенерирует хорошо, а медуза плохо (относятся к типу Кишечнополостные);
дождевой червь хорошо регенерирует, а пиявка плохо (относятся к типу Кольчатые черви);
тритон восстанавливает ампутированную конечность, а лягушка нет (относятся к классу Земноводные);
у млекопитающих скорость восстановления печени из оставшейся части выше, чем у земноводных.
Из этого следует, что имеются и другие факторы, определяющие у разных видов неодинаковые способности к регенерации.
Условия формирования вида в филогенезе:
хорошими репаративными способностями обладают те виды, особи которых часто повреждались в ходе эволюции.
1. Дождевые черви служат кормом для птиц, поэтому их жизнь сопряжена с постоянным травмированием тела. В таких условиях могли выжить лишь те виды, у которых по наследству закрепилась способность восстанавливать недостающую часть тела.
2. У зайца-русака кожа на спине значительно лучше регенерирует, чем на животе. Это объясняется тем, что особи данного вида постоянно подвергались нападению на них хищных птиц, которые повреждают чаще всего кожные покровы спины. У норовых грызунов наоборот – кожа на животе лучше регенерирует, чем на спине (при ползании чаще повреждается кожа живота).
3. Морская голотурия (тип Иглокожие), спасаясь при преследовании, может выбрасывать свой кишечник, который через некоторое время восстановится.
Известно также, что и у особей одного вида способность к регенерации выражена неодинаково.
29) Формы репаративной регенерации. Способы ее осуществления. Примеры.
репаративная регенерация – процесс восстановления биологических структур, разрушенных насильственным путем.
Репаративная регенерация может протекать в разных формах и разными способами.
Формы репаративной регенерации
Гомоморфоз – на месте отторгнутого органа восстанавливается точно такой же.
Например, у тритона после удаления конечности через некоторое время вырастет новая конечность.
Гетероморфоз – на месте отторгнутого органа вырастает другой.
Например, у рака на месте удаленного глаза может вырасти антенна.
Гиперморфоз – на месте одного удаленного органа появляется несколько таких же.
Например, иногда у тритона на месте одной удаленной конечности вырастают две.
Регенерационная гипертрофия – восстанавливается не форма органа, а его масса.
Так, при удалении части печени у позвоночных животных эта доля не восстанавливается, но оставшаяся часть разрастается до объема неповрежденной печени.
Компенсаторная гипертрофия – при удалении одного из парных органов второй берет на себя и его функцию, увеличиваясь в размерах в результате повышенной физиологической нагрузки.
Так происходит, например, при удалении одной почки.
Соматический эмбриогенез – восстановление целого организма из его части.
Например, гидру можно разрезать на 200 частей, и каждая из них даст самостоятельный организм.
Способы репаративной регенерации
Эпиморфоз – достройка недостающей части до целого. От раневой поверхности постепенно отрастает недостающая часть тела. Пример: восстановление конечности у тритона.
Морфаллаксис – оставшаяся часть органа (культя) подвергается усиленным процессам перестройки с последующим формированием целого органа, но так как материала для его восстановления недостаточно, то орган получается меньшего размера. Пример: восстановление конечности у таракана.
Условия формирования вида в филогенезе:
хорошими репаративными способностями обладают те виды, особи которых часто повреждались в ходе эволюции.
1. Дождевые черви служат кормом для птиц, поэтому их жизнь сопряжена с постоянным травмированием тела. В таких условиях могли выжить лишь те виды, у которых по наследству закрепилась способность восстанавливать недостающую часть тела.
2. У зайца-русака кожа на спине значительно лучше регенерирует, чем на животе. Это объясняется тем, что особи данного вида постоянно подвергались нападению на них хищных птиц, которые повреждают чаще всего кожные покровы спины. У норовых грызунов наоборот – кожа на животе лучше регенерирует, чем на спине (при ползании чаще повреждается кожа живота).
3. Морская голотурия (тип Иглокожие), спасаясь при преследовании, может выбрасывать свой кишечник, который через некоторое время восстановится.
Известно также, что и у особей одного вида способность к регенерации выражена неодинаково.
Формы и способы репаративной регенерации.
Выделяют типичную (гомоморфоз) и атипичную репаративную (гетероморфоз) регенерацию.
При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага.
При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна.
Восстановление утраченных органов осуществляется путем эпиморфоза, морфоллаксиса и эндоморфоза.
Эпиморфоз – отрастание утраченного органа от раневой поверхности. При этом регенерация начинается с рассасывания тканей, прилегающих к ране, и интенсивного размножения клеток, из которых образуется регенерационный зачаток. Дальнейшее размножение клеток приводит к увеличению зачатка, и дифференцировка клеток – к формированию органа. К эпиморфозу примыкает рубцевание, при котором происходит закрытие раны, но без восстановления утраченного органа.
Морфоллаксис ведет за собой перегруппировку оставшейся части организма.эта форма связана с дальнейшим значительным разрушением оставшейся части и завершается образованием из этого материала целого организма или органа. Новая особь (или восстановленный орган) сначала оказывается меньше исходной и равно лишь взятому фрагменту, но в дальнейшем увеличивается. Обычно эпиморфоз и морфоллаксис сопутствуют друг другу, но в одних случаях преобладает первая форма, в других – вторая.
Атипичная, неполная регенерация, происходящая внутри органа – эндоморфоз, или регенерационная гипертрофия – восстановление, идущее внутри органа. При этом восстанавливается не форма, а масса органа. Регенерация начинается с заживления раны, а затем – увеличение оставшейся части органа за счет размножения клеток и гипертрофии. Отрастание от раневой поверхности не происходит, поэтому восстановившийся в размерах орган сохраняет форму культи. Так протекает регенерация печени у млекопитающих, трахейных жабр личинок и насекомых.
4.36.Трансплантация органов и тканей. Проблема тканевой несовместимости.
Трансплантация (позднелат. transplantatio, от transplanto – пересаживаю), пересадка тканей и органов.
Трансплантация у животных и человека – приживление органов или участков отдельных тканей для замещения дефектов, стимулирования регенерации, при косметических операциях, а также в целях эксперимента и тканевой терапии. Организм, от которого берут материал для трансплантации, называют донором, организм, которому приживляют пересаживаемый материал, – реципиентом, или хозяином.
Виды трансплантации:
Аутотрансплантация – пересадка частей в пределах одной особи.
Гомотрансплантация – пересадка от одной особи к другой особи того же вида.
Гетеротрансплантация – пересадка, при которой донор и реципиент относятся к разным видам одного рода.
Ксенотрансплантация – пересадка, при которой донор и реципиент относятся к разным родам, семействам и даже отрядам.
Все виды трансплантации, противопоставляемые аутотрансплантации, называются аллотрансплантацией.
Трансплантируемые ткани и органы. В клинической трансплантологии наибольшее распространение получила аутотрансплантация органов и тканей, т.к. при этом виде пересадок отсутствует тканевая несовместимость. Более часто проводят трансплантации кожи, жировой ткани, фасций (соединительная ткань мышц), хряща, перикарда, костных фрагментов, нервов.
В реконструктивной хирургии сосудов широко применяется трансплантация вен, особенно большой подкожной вены бедра. Иногда для этой цели используют резецированные артерии – внутреннюю подвздошную, глубокую артерию бедра.
Примером органной аутотрансплантации является пересадка почки, которую проводят при протяженных стенозах (сужениях) мочеточника или с целью экстракорпоральной реконструкции сосудов ворот почки.
Особый вид аутотрансплантации – переливание собственной крови больного при кровотечениях или преднамеренной эксфузии (изъятия) крови из кровеносного сосуда больного за 2-3 суток перед операцией с целью ее инфузии (введения) ему же во время оперативного вмешательства. Массовым является переливание аллогенной крови (крови братьев, сестер или родителей) и ее компонентов.
ТКАНЕВАЯ НЕСОВМЕСТИМОСТЬ, иммунная реакция организма, направленная против чужеродных клеток (тканей) и вызванная различиями их антигенного состава. В основе механизма несовместимости тканей лежит реакция антител организма-хозяина на антигены клеточных мембран пересаживаемой или вводимой ткани. Результаты тканевой несовместимости – отторжение пересаженной ткани или органа, осложнения при переливании крови и беременности. Для преодоления этих последствий при подборе пары донор – реципиент учитывают их совместимость по антигенному составу ткани и группам крови. После пересадки реципиенту назначают иммунодепрессанты, подавляющие активность иммунных клеток и образование антител.
Дата добавления: 2016-05-30 ; просмотров: 3303 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
9.5.2. Репаративная регенерация
Рис. 126. Регенерация комплекса органов у гидры (А); кольчатого червя (Б); морской звезды (В)
новления. Повреждающими факторами, например, могут быть механическая травма, оперативное вмешательство, действие ядовитых веществ, ожоги, обморожения, лучевые воздействия, голодание и другие болезнетворные агенты. Наиболее широко изучена репаративная регенерация после механической травмы. Способность некоторых животных (гидра, планария, некоторые кольчатые черви, морские звезды, асцидия и др.) восстанавливать утраченные органы и части организма издавна изумляла ученых. Ещё Ч.Дарвин удивлялся способности улитки воспроизводить голову и способности саламандры восстанавливать отрезанные глаза, хвост и конечности.
Известны примеры восстановления больших участков организма (рис. 126), состоящих из комплекса органов (регенерация ротового конца у гидры, головного конца у кольчатого червя, восстановление морской звезды из одного луча).
Репаративная регенерация может быть полной и неполной. Полная регенерация, или реституция, характеризуется возмещением дефекта тканью, которая идентична погибшей. Она развивается преимущественно в тканях, где преобладает клеточная регенерация. При неполной регенерации, или субституции, дефект замещается соединительной тканью, рубцом. Субституция характерна для органов и тканей, в которых преобладает внутриклеточная форма регенерации, либо она сочетается с клеточной регенерацией. Функция органа возмещается в таких случаях путем гипертрофии или гиперплазии окружающих дефект клеток.
Рис. 127. Схема гиперрегенерации
Рис. 128. Схема гипорегенерации
9.5.3. Патологическая регенерация
9.5.4. Способы репаративной регенерации
Механизмы репаративной и физиологической регенерации едины: репаративная регенерация – это, по сути, усиленная физиологическая регенерация. Однако из-за влияния патологических процессов репаративная регенерация имеет некоторые качественные морфологические отличия от физиологической.
Существует несколько способов (разновидностей) репаративной регенерации. К ним относят эпиморфоз, морфаллаксис, регенерационную и компенсаторную гипертрофию. Гипертрофию и гиперплазию клеток органов и тканей, а также возникновение и рост опухолей относят к гипербиотическим процессам — процессам избыточного роста и размножения клеток, тканей и органов.
Самым частым видом гипертрофии является рабочая гипертрофия, которая встречается как в нормальных физиологических условиях, так и при некоторых патологических состояниях. Причиной ее является усиленная нагрузка, предъявляемая к органу или ткани. Примером рабочей гипертрофии в физиологических условиях может служить гипертрофия скелетной мускулатуры и сердца у спортсменов, а также лиц, занятых тяжелым физическим трудом. Рабочая гипертрофия наблюдается в тканях, состоящих из стабильных, неделящихся клеток, в которых адаптация к повышенной нагрузке не может быть реализована путем увеличения количества клеток.
Викарная, или заместительная гипертрофия развивается в парных органах (почки) или при удалении части органа, например, в печени, в легких. Примером физиологической гормональной (коррелятивной) гипертрофии может служить гипертрофия матки при беременности.
Развивающаяся в органе гипертрофия, несомненно, имеет положительное значение, поскольку позволяет сохранить функцию органа в резко изменившихся условиях (заболевание, утрата части органа и т.п.). Этот период называется стадией компенсации. В дальнейшем, когда в органе возникают дистрофические изменения, происходит ослабление функции, и в конечном счете, когда адаптационные механизмы исчерпаны, наступает декомпенсация органа.
У животных различают два основных способа регенерации: эпиморфоз и морфаллаксис.
Эпиморфоз заключается в отрастании нового органа от ампутационной поверхности. При эпиморфической регенерации утраченная часть тела восстанавливается за счет активности недифференцированных клеток, похожих на эмбриональные. Они накапливаются под пораненным эпидермисом у поверхности разреза, где образуют зачаток, или бластему (рис. 129). Клетки бластемы постепенно размножаются и превращаются в ткани нового органа или части тела. Регенерация путем образования бластемы широко распространена у беспозвоночных, а также играет важную роль в регенерации органов амфибий.
Существует две теории происхождения бластемных клеток: 1) клетки бластемы происходят из «резервных клеток», т.е. клеток, оставшихся неиспользованными в процессе эмбрионального развития и распределившихся по разным органам тела; 2) ткани, целостность которых была нарушена в области разреза (травмы), «дедифференцируются» (утрачивают специализацию) и превращаются в отдельные бластемные клетки. Таким образом, согласно теории «резервных клеток», бластема образуется из клеток, остававшихся эмбриональными, которые мигрируют из разных участков тела и скапливаются у поверхности разреза, а согласно теории «дедифференцированной ткани», бластемные клетки происходят из клеток поврежденных тканей.