РУБРИКИ |
Регенерация |
РЕКЛАМА |
|
РегенерацияРегенерацияВОЛГОГРАДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Реферат по биологии на тему: «Регенерация, ее виды и уровни. Условия, влияющие на течение восстановительных процессов» Выполнил: студент группы 108 Тимофеев Д. М Волгоград 2003 Содержание 1. Понятие регенерации 2. Виды регенерации 3. Условия, влияющие на течение восстановительных процессов Введение Регенерация - обновление структур организма в процессе жизнедеятельности
и восстановление тех структур, которые были утрачены в результате
патологических процессов. В большей степени регенерация присуща растениям и
беспозвоночным животным, в меньшей - позвоночным. Регенерация - в медицине Явления регенерации были знакомы людям еще в глубокой древности. К концу Ученые давно пытаются понять, каким образом земноводные - например, тритоны и саламандры -- регенерируют оторванные хвосты, конечности, челюсти. Более того, у них восстанавливаются и поврежденное сердце, и глазные ткани, и спинной мозг. Способ, применяемый земноводными для саморемонта, стал понятен, когда ученые сравнили регенерацию зрелых особей и эмбрионов. Оказывается, на ранних стадиях развития клетки будущего существа незрелы, их участь вполне может измениться. В данном реферате будут дано понятие и рассмотрены виды регенерации, а также особенности течения восстановительных процессов. 1. Понятие регенерации 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. Регенерация у животных и человека — образование новых структур взамен удалённых либо погибших в результате повреждения (репаратинпая регенерация) или утраченных в процессе нормальной жизнедеятельности (физиологнческая регенерация); вторичное развитие, вызванное утратой развившегося ранее органа. Регенерировавший орган может иметь такое же строение, как удалённый, отличаться от него или совсем не походить на него (атипичная регенерация)[1]. Термин « регенерация» предложен в 1712 франц. учёным Р. Реомюром,
изучавшим регенерацию ног речного рака. У многих беспозвоночных возможна
регенерация целого организма из кусочка тела. У высокоорганизонанных
животных это невозможно — регенерируют лишь отдельные органы или их части. Регенерация в медицине. Различают физиологическую, репаративную и
патологическую регенерацию. При травмах и др. патологических состояниях,
которые сопровождаются массовой гибелью клеток, восстановление тканей
осуществляется за счёт репаративнои (восстановительной) регенерации. Если в
процессе репаративной регенерации утраченная часть замещается равноценной,
специализированной тканью, говорят о полной регенерации (реституции); если
на месте дефекта разрастается неспециализированная соединительная ткань,— о
неполной регенерации (заживлении посредством рубцевания). В ряде случаев
при субституции функция восстанавливается за счёт интенсивного
новообразования ткани (аналогичной погибшей) в неповреждённой части органа. Регенерация у растений может происходить на месте утраченной части Широко распространена регенерация и из отрезков корня, корневища или
слоевища. Можно вырастить растения из листовых черенков, кусочков листа 2. Виды регенерации Различают два вида регенерации — физиологическую и репаративную. Физиологическая регенерация — непрерывное обновление структур на
клеточном (смена клеток крови, эпидермиса и др.) и внутриклеточном 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. Значение регенерации для организма определяется тем, что на основе клеточного и внутриклеточного обновления органов обеспечивается широкий диапазон приспособительных колебаний их функциональной активности в меняющихся условиях окружающей среды, а также восстановление и компенсация нарушенных под воздействием различных патогенных факторов функций[2]. 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. Принято считать, что репаративная регенерация развертывается после наступления дистрофических, некротических и воспалительных изменении, Так, однако, бывает далеко не всегда. Значительно чаще немедленно после начала действия патогенного фактора резко интенсифицируется физиологическая регенерация, направленная на компенсацию убыли структур, в связи с их внезапным ускоренным расходованием или гибелью. В это время она представляет собой по существу репаративную регенерацию. Об источниках регенерации имеются две точки зрения. Согласно одной из них (теория резервных клеток), происходит пролиферация камбиальных, незрелых клеточных элементов (так наз. стволовых клеток и клеток- предшественников), которые, интенсивно размножаясь и дифференцируясь, восполняют убыль высокодифференцированных клеток данного органа, обеспечивающих его специфическую функцию. Другая точка зрения допускает, что источником регенерации могут быть высокодифференцированные клетки органа, которые в условиях патологического процесса могут перестраиваться, утрачивать часть своих специфических органелл и одновременно приобретать способность к митотическому делению с последующей пролиферацией и дифференцировкой. 3. Условия, влияющие на течение восстановительных процессов Исходы процесса регенерации могут быть различными. В одних случаях
регенерация заканчивается формированием части, идентичной погибшей по
форме J построенной из такой же ткани. В этих случаях говорят о полной
регенерации (реституции, или гомоморфозе). В результате регенерации может
образоваться и совсем иной орган, чем удаленный, что обозначают как
гетероморфоз (напр., образование у ракообразных конечности вместо усика). Степень и формы выражения регенерационной способности неодинаковы у разных животных. Ряд простейших, кишечнополостных, плоских червей, немертин, кольчатых червей, иглокожих, полухордовых и личиночно-хордовых обладают способностью восстанавливать из отдельного фрагмента или кусочка тела целый организм. Многие представители этих же групп животных способны восстанавливать только большие участки тела (напр., головной или хвостовой его концы). Другие восстанавливают лишь отдельные утраченные органы или их часть (регенерация ампутированных конечностей, усиков, глаз — у ракообразных; частей ноги, мантии, головы, глаз, щупалепев, раковины — у моллюсков; конечностей, хвоста, глаз, челюстей — у хвостатых амфибий и др.). Проявления регенерационной способности у высокоорганизованных животных, а также человека отличаются значительным разнообразием — могут восстанавливаться крупные части внутренних органов (напр., печени), мышцы, кости, кожа и др., а также отдельные клетки после гибели части их цитоплазмы и органелл. В связи с тем, что высшие животные не способны целиком восстанавливать
организм или крупные его части из небольших фрагментов, в Качестве одной из
важных закономерностей регенерационной способности в 19 в. было выдвинуто
положение, что она снижается по мере повышения организации животного. Многочисленные исследования восстановительных процессов у млекопитающих и человека, систематически проводившиеся с середины 20 в., также свидетельствуют о несостоятельности представления о резком снижении или даже полной утрате регенерационной способности по мере повышения организации животного и специализации его тканей[3]. Концепция регенерационной гипертрофии свидетельствует о том, что восстановление исходной формы органа не является единственным критерием наличия регенерационной способности и что для внутренних органов млекопитающих еще более важным показателем в этом отношении является их способность восстанавливать свою исходную массу, т. е. общее количество структур, обеспечивающих специфическую функцию. В результате электронно- микроскопических исследований коренным образом изменились представления о диапазоне проявлений регенераторной реакции и, в частности, стало очевидным, что элементарной формой этой реакции является размножение не клеток, а восстановление и гиперплазия их ультраструктур. Это, в свою очередь, явилось основанием для отнесения к процессам регенерации такого феномена, как гипертрофия клетки. Считалось, что в основе этого процесса лежит простое увеличение ядра и массы коллоида цитоплазмы. Электронно микроскопические исследования позволили установить, что гипертрофия клетки — процесс структурный, обусловленный увеличением числа ядерных и цитоплазматических органелл и на основе этого обеспечивающий нормализацию специфической функции данного органа при гибели той или иной его части, т. е. в принципе это процесс регенераторный, восстановительный. С помощью электронной микроскопии была расшифрована сущность и такого широко распространенного явления, как обратимость дистрофических изменений органов и тканей. Оказалось, что это не просто нормализация состава коллоида ядра и цитоплазмы, нарушенного в результате патологического процесса, а значительно более сложный процесс нормализации архитектоники клетки за счет восстановления структуры поврежденных органелл и их новообразования. Т. о. и этот феномен, ранее стоявший особняком среди других общепатологических процессов, оказался проявлением регенераторной реакции организма. В целом же все эти данные явились основанием для существенного расширения представлений о роли и значении процессов регенерации в жизнедеятельности организма, и в частности для выдвижения принципиально нового положения о том, что эти процессы имеют отношение не только к заживлению повреждений, а являются основой функциональной активности органов. Важную роль в утверждении этих новых представлений о диапазоне и сущности процессов регенерации сыграла точка зрения, что главным в регенерации органа является не только достижение им исходных анатомических параметров, но и нормализация нарушенной функции, обеспечиваемая различными вариантами структурных преобразований. Именно в таком принципиально новом освещении под структурно-функциональным углом зрения учение о регенерации утрачивает свое преимущественно биологическое звучание (восстановление удаленных органов) и становится первостепенно важным для решения основных проблем современной клин. медицины, в частности проблемы компенсации нарушенных функций. Эти данные убеждают в том, что регенерационная способность у высших животных и, в частности, у человека характеризуется значительным разнообразием своих проявлений. Так, в некоторых органах и тканях, напр. в костном мозге, покровном эпителии, слизистых оболочках, костях, физиологическая регенерация выражается в непрерывном обновлении клеточного состава, а репаратпвная регенерация — в полном восстановлении дефекта ткани и реконструкции ее исходной формы путем интенсивного митотического деления клеток. В других органах, напр. в печени, почках, поджелудочной железе, органах эндокринной системы, легких и др., обновление клеточного состава происходит сравнительно медленно, а ликвидация повреждения и нормализация нарушенных функций обеспечиваются на основе двух процессов — размножения клеток и наращивания массы органелл в предсуществующих сохранившихся клетках, в результате чего они подвергаются гипертрофии и соответственно этому возрастает их функциональная активность. Характерно, что исходная форма этих органов после повреждения чаще всего не восстанавливается, в месте травмы" образуется рубец, а восполнение утраченной части происходит за счет неповрежденных отделов, т. е. восстановительный процесс протекает по типу регенерационной гипертрофии. Внутренние органы млекопитающих и человека обладают огромной потенциальной способностью к регенерацпонной гипертрофии; напр., печень в течение 3—4 нед. после резекции 70% ее паренхимы по поводу доброкачественных опухолей, эхинококка и др. восстанавливает исходный вес и в полном объеме — функциональную активность. В центральной нервной системе и миокарде, клетки которых не обладают способностью к митотическому делению, структурное и функциональное восстановление после повреждения достигается исключительно или почти исключительно за счет увеличения массы органелл в сохранившихся клетках и их гипертрофии, т. е. восстановительная способность выражается только в форме внутриклеточной регенерации. В различных органах в основе характерного для млекопитающих и человека
разнообразия проявлений физиологической и репаративной регенерации лежат
скорее всего структурно-функциональные особенности каждого из них. Напр.,
хорошо выраженная способность к размножению клеток, свойственная эпителию
кожи и слизистых оболочек, связана с основной его функцией — непрерывным
поддержанием целости покровов на границе с окружающей средой. Также
особенностями функции объясняется высокая способность костного мозга к
клеточной регенерации непрерывным отделением все новых и новых клеток от
общей массы в кровь. Эпителиальные клетки, выстилающие ворсинки тонкой
кишки, регенерируют по клеточному типу, т. к. для осуществления
ферментативной деятельности они сходят с ворсинки в просвет кишки, а их
место тотчас занимают новые клетки, в свою очередь уже готовые отторгнуться
так же, как это только что случилось с их предшественницами. Восстановление
опорной функции кости может быть достигнуто только путем пролиферации
клеток, и именно в области перелома, а не в каком-либо ином месте. В ряде
других органов, напр. в печени, почках, легких, поджелудочной железе,
надпочечниках, необходимый объем работы после повреждения обеспечивается
прежде всего восстановлением исходной массы, поскольку основная функция
этих органов связана не столько с сохранением формы, сколько с
определенным количеством и размерами структурных единиц, выполняющих в
каждом из них специфическую деятельность,— печеночных долек, альвеол,
панкреатических островков, нефронов и др. В миокарде и в центральной
нервной системе митоз оказался в значительной мере или полностью
вытесненным внутриклеточными механизмами репарации повреждения. В
центральной нервной системе, в частности, функция, напр., пирамидной клетки Таким образом, эволюционный процесс в мире животных характеризовался не постепенным ослаблением регенерапионной способности, а нарастающим разнообразием ее проявлений. При этом регенерационная способность в каждом конкретном органе приобретала ту форму, которая обеспечивала наиболее эффективные пути восстановления его нарушенных функций. В основе всего разнообразия проявлений регенерационной способности у
млекопитающих и человека лежат две ее формы — клеточная и внутриклеточная,
которые в разных органах или сочетаются в различных комбинациях, или
существуют обособленно. В основе этих казалось бы крайних форм процесса
регенерации лежит единый феномен — гиперплазия ядерных и цитоплазматических
ультраструктур. В одном случае эта гиперплазия развертывается в
предсуществующих клетках и каждая из них увеличивается, а в другом — то же
число новообразованных ультраструктур размещается в разделившихся клетках,
сохраняющих нормальные размеры. В итоге общее число элементарных
функционирующих единиц (митохондрий, ядрышек, рибосом и др.) в обоих
случаях оказывается одинаковым. Поэтому среди всех этих комбинаций форм
регенераторной реакции нет «худших» и «лучших», более или менее
эффективных; каждая из них является наиболее соответствующей структуре и
функции данного органа и одновременно неподходящей для всех остальных. Эффективность процесса регенерации в большой мере определяется условиями, в которых он протекает. Важное значение в этом отношении имеет общее состояние организма. Истощение гиповитаминоз, нарушения иннервации и др. оказывают значительное влияние на ход репаративной регенерации, затормаживая ее и способствуя переходу в патологическую. Существенное влияние на интенсивность репаративной регенерации оказывает степень функциональной нагрузки, правильное дозирование котоpoй благоприятствует этому процессу. Скорость репаративной регенерации в известной мере определяется и возрастом, что приобретает особое значение в связи с увеличением продолжительности жизни и соответственно числа оперативных вмешательств у лиц старших возрастных групп. Обычно существенных отклонений процесса регенерации при этом не отмечается и большее значение, по- видимому, имеют тяжесть заболевания и его осложнения, чем возрастное ослабление регенерационной способности[4]. Изменение общих и местных условий, в которых протекает процесс регенерации, может приводить как к количественным, так и качественным его изменениям. Напр., регенерация костей свода черепа от краев дефекта обычно не происходит. Если, однако, этот дефект заполнить костными опилками, он закрывается полноценной костной тканью. Изучение различных условий регенерации кости способствовало значительному совершенствованию методов ликвидации повреждений костной ткани. Изменения условий репаративной регенерации скелетных мышц сопровождаются значительным усилением и повышением ее эффективности. Она осуществляется за счет образования на концах сохранившихся волокон мышечных почек, размножения свободных миобластов, освобождения резервных клеток — сателлитов, дифференцирующихся в мышечные волокна. Важнейшим условием полноценной регенерации поврежденного нерва является соединение центрального его конца с периферическим, по футляру которого продвигается новообразованный нервный ствол. Общие и местные условия, влияющие на течение регенерации, всегда реализуются только в рамках того способа регенерации, который вообще свойствен данному органу, т. е. пока что никакими изменениями условий не удалось трансформировать регенерацию клеточную во внутриклеточную и наоборот. В регуляции процессов регенерации участвуют многочисленные факторы эндо- и экзогенной природы. Установлены антагонистические влияния различных
факторов на течение внутриклеточных регенераторных и гиперпластических
процессов. Наиболее изучено влияние на регенерацию различных гормонов. Заключение Важное место в исследованиях механизмов регуляции процессов регенерации занимает изучение роли различных отделов нервной системы в их течении и исходах. Новым направлением в разработке этой проблемы является изучение иммунологической регуляции процессов регенерации, и в частности установление факта переноса лимфоцитами «регенерационной информации», стимулирующей пролиферативную активность клеток различных внутренних органов. Регулирующее влияние на течение процесса регенерации оказывает и дозированная функциональная нагрузка. Главная проблема состоит в том, что регенерация тканей у человека происходит очень медленно. Слишком медленно, чтобы произошло восстановление действительно значительного повреждения. Если бы этот процесс удалось хоть немного ускорить, то результат оказался бы куда как значительным. Знание механизмов регуляции регенерационной способности органов и тканей открывает перспективы для разработки научных основ стимуляции репаративной регенерации и управления процессами выздоровления. Список использованной литературы 1. Бабаева А. Г. Иммунологические механизмы регуляции восстановительных процессов, М., 1972 2. Бродскии В. Я. и Урывева И. В. Клеточная полиплоидия, М., 1981; 3. Новое в учении о регенерации, под ред. Л. Д. Лиознера, М., 1977, 4. Регуляторные механизмы регенерации, под ред. А. Н. Студитского и Л. Д. Лиознера, М., 1973 5. Саркисов Д. С. Регенерация и ее клиническое значение, М., 1970 6. Саркисов Д. С. Очерки по структурным основам гомеостаза, М., 1977, 7. Сидорова В. Ф. Возраст и восстановительная способность органов у млекопитающих, М., 1976, 8. Уголев А. М. Энтерииовая (кишечная гормональная) система, Л., 1978, библиогр.; 9. Условия регенерации органов у млекопитающих, под ред. Л. Д. Лиознера, М., 1972 Структура, развитие, трансплантация и регенерация .- СПб. : Наука, 1999.- 280 с.: ----------------------- [2] Саркисов Д. С. Регенерация и ее клиническое значение, М., 1970. С. 19 [3] Условия регенерации органов у млекопитающих, под ред. Л. Д. [4] Сидорова В. Ф. Возраст и восстановительная способность органов у млекопитающих, М., 1976. С. 57 |
|
© 2000 |
|