За понад двадцятирічний термін викладання біології у звичайній школі, де біологія один-два рази на тиждень, я пересвідчилась, що знання учнів про регенерацію зовсім незначні. Вони обмежуються лише розумінням того, як відновлюється тіло гідрою прісноводною та черв’яком дощовим із невеликої частини та відростання хвоста у ящірки при аутотомії. Але часто питання про регенерацію зустрічаються в олімпіадах та на ЗНО. Що ж це за процес?
Регенерація – відновлення організмом втрачених частин тіла. Слово «regeneratio» означає відновлення. Розрізняють фізіологічну, репаративну та патологічну регенерацію.
Процес життєдіяльності включає в себе два моменти – втрату і відновлення морфологічних структур на рівні клітин, тканин, органів, тобто в організмів відбувається втрата клітин та їхніх комплексів, а їхнє відновлення називають фізіологічною регенерацією. Вона властива всім організмам. У ссавців та людини безперервно відмирають і злущуються зовнішні шари шкірного епітелію, а тривалість життя клітин шлунково-кишкового епітелію складає всього кілька днів. Порівняно швидко відбувається зміна еритроцитів, тобто їх руйнування і утворення знову у кістковому мозку.
Клітини після відмирання в організмі людини ведуть себе по-різному:
- клітини зовнішніх покривів після відмирання злущуються і потрапляють у довкілля;
- клітини внутрішніх органів зазнають подальших змін і можуть відігравати певну роль у життєдіяльності, наприклад, клітини слизової оболонки кишок мають багато ферментів і після злущування беруть участь у травленні, як складова частина кишкового соку.
Відмерлі клітини заміщуються новими, які утворилися у результаті поділу. На процес регенерації впливають зовнішні і внутрішні фактори. При підніманні у гори, вміст еритроцитів збільшується, так як знижується атмосферний тиск. На кількість еритроцитів впливають і фізичне навантаження, і світло, і харчування.
У нервових та м’язових клітинах регенерація здійснюється на субклітинному або ультраструктурному рівнях. Тобто, регенерація відбувається в усіх тканинах, причому найпоширенішою її формою є регенерація, яка відбувається всередині клітин. Висока інтенсивність цього процесу забезпечує можливість тривалого життя.
Репаративна або відновлювальна регенерація виникає тоді, коли в організмі відбувається пошкодження і загибель клітин і тканин. Вона розповсюджена досить широко, але в різних організмів виражена по-різному.
У деяких організмів регенераційні здатності великі і з невеликої частини тіла або, навіть, з окремих клітин відновлюється цілий організм.
Репаративна регенерація може бути типовою – гомоморфоз і атиповою – гетероморфоз. При гомоморфозі відновлюється такий же орган, як і втрачений. При гетероморфозі відновлювані органи відрізняються від типових. Відновлення втрачених органів здійснюється шляхом епіморфозу, морфалаксису і ендоморфозу.
- Епіморфоз – відростання втраченого органа від поверхні рани. Процес регенерації при цьому починається із лізису тканин, які прилягають до рани та інтенсивного розмноження клітин, із яких утворюється регенераційний зачаток. Подальше розмноження клітин приводить до збільшення зачатка, а диференціювання клітин – до формування органа. Закривання ран при епіморфозі є рубцювання. Відростання хвоста у ящірки або ноги у тритона – це епіморфоз.
- Морфалаксис – викликає перегрупування частини організму, яка залишилась. Ця форма регенерації часто пов’язана з подальшим значним розростанням частини, яка залишилась і завершується утворенням із цього матеріалу цілого організму або окремого органу. Нова особина або відновлений орган спочатку менші вихідної форми, а з часом збільшується. Регенерація планарії, гідри, ноги таргана – це морфалаксис.
- Ендоморфоз або регенераційна гіпертрофія відбувається всередині органа. При цьому відновлюється не форма, а маса органа. Регенерація за типом ендоморфозу починається із загоювання ран, а потім відбувається збільшення частини органа, яка залишилась. Регенерація внутрішніх органів (печінки, селезінки, підшлункової залози) іде за типом ендоморфозу. Особливо швидко регенерує печінка. За дослідженнями у щурів при видаленні 2\3 частин печінки, через 2 тижні вона досягає вже нормальних розмірів.
У риб здатність до репаративної регенерації виражена у невеликій мірі: можуть відновлюватися плавці, шкіра з лускою та пошкоджені щелепи. У птахів може регенерувати гребінь, м’язи, печінка.
Репаративна регенерація у різних тканинах проявляється по-різному: у сполучній тканині, шкірі, слизових оболонках після пошкодження відбувається інтенсивне розмноження клітин і відновлення тканини, яка подібна втраченій.
Патологічна регенерація спостерігається у деяких випадках. При цьому відбувається розростання тканин, не ідентичних здоровим тканинам у цьому органі. Наприклад, на місці глибоких опіків інтенсивно розростається щільна сполучна тканина, що утворює рубець, який не схожий на нормальну структуру шкіри. Тому, щоб запобігти цьому, використовують пересадку шкіри. Після перелому кістки із зміщенням уламків її нормальна будова вже не відновлюється, а розростається хрящова тканина.
Під час хірургічних операцій відбувається поранення нервових волокон. При пораненні периферичний нервовий відросток дегенерує, але зберігаються клітини його оболонки, які розмножуються і утворюють отвір, по якому росте центральний відрізок нерву. Саме тому хірурги зшивають розрізані нерви. Якщо кінці перерізаного нерву не сполучити, то утворюється рубець, з хаотично розташованими у ньому нервовими відростками. При цьому відновлення нервового волокна немає, а рубцева тканина стає хворобливо чутливою.
Патологічна регенерація може бути викликана порушеннями гормональної регуляції, наприклад, розростання хрящової тканини при акромегалії.
Після різноманітних запальних процесів відбувається процес патологічної регенерації. Після порушення кровопостачання міокарду або закриття просвіту судини тромбом, у м’язових волокнах з’являються ділянки руйнування міофібрил. Після чого розмножуються клітини сполучної тканини, яка закриває дефект.
Основою регенерації є молекулярногенетичні і внутрішньоклітинні механізми: редуплікація ДНК, синтез білка, нагромадження АТФ. Вивчення процесу регенерації привело до встановлення факту, що тканини, які регенерують, наближаються до ембріональних. Мабуть, це пов’язано з тим, що відбувається активізація тих генів, які були активними під час ембріонального розвитку.
На процеси регенерації та її стимуляцію впливають певні умови. У тканині, яка регенерує підвищується вміст води, посилене виділення кінцевих продуктів розпаду, нагромаджуються нуклеїнові кислоти. Впливає на процеси регенерації і функціональний стан самого органа. Наприклад, відновлення м’язів інтенсивніше відбувається при їхньому тренуванні. На регенераційний процес впливають також залози внутрішньої секреції, наприклад, у організмах із видаленою щитоподібною залозою процеси регенерації уповільнюються. Для регенерації важливе значення мають ще імунологічні фактори.
Проблеми регенерації мають першочергове значення для медицини: відновлювальної хірургії, трансплантації тканин та органів, а також для пластичної хірургії.скачать dle 10.3фильмы бесплатно