Регенерация. На всех периодах онтогенеза организмы способны к восстанов­лению утраченных или поврежденных частей тела

На всех периодах онтогенеза организмы способны к восстанов­лению утраченных или поврежденных частей тела. Это свойство организмов носит название регенерации. Регенерация бывает физиологи­ческой и репаративной.

Физиологическая регенерация — это замена утерянных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерации этого типа очень распространены в животном мире. Например, у членистоногих физиологическая регенерация представлена линькой, которая связана с ростом организма. У рептилий регенерация выражается в замещении хвоста и чешуи, у птиц — перьев, когтей и шпор. У млекопитающих примером физиологической регенерации может быть ежегодное сбрасывание оленями рогов. Это так называемая пролиферативная регенерация – восполнение численности клеток за счет их деления. Во многих тканях существуют специальные камбиальные клетки и очаги их пролиферации – крипты в эпителии тонкой кишки, костный мозг, пролиферативные зоны в эпителии кожи. Интенсивность клеточного обновления в перечисленных тканях очень велика. Такие ткани называют «лабильными». Например, эпителий тонкой кишки полностью сменяется за 2 суток. Клетки паренхиматозных органов (печени, почек, надпочечников) обновляются значительно медленнее. Ткани этих органов условно считают «стабильными».

В физиологической регенерации выделяют 2 фазы: разрушительную и восстановительную. Полагают, что продукты распада части клеток стимулируют пролиферацию других. Большую роль в регуляции клеточного обновления играют гормоны.

Процесс физиологической регенерации присущ всем тканям. Наиболее универсальной его формой является внутриклеточная регенерация. Высокая ее интенсивность обеспечивает продолжительность жизни клеток, соответствует времени жизни всего организма. Физиологическая регенерация сохраняет целостность и нормальную жизнедеятельность отдельных тканей, органов и всего организма.

Репаративная регенерация — это восстановление части тела организ­ма, отторгнутой насильственным путем. Повреждающими факторами являются механические травмы, действие ядов, ожоги, обморожения, лучевые воздействия, голодание, действие бактериальных организмов.

Регенерация этого типа воз­можна у многих животных, но ее проявления различны. Объем повреждения и последующее восстановление бывают весьма 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. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

Существует несколько способов репаративной регенерации: заживление эпителиальных ран, эпиморфоз, морфаллаксис, регенерационную и компенсаторную гипертрофии.

Эпидермальное заживление раны у млекопитающих происходит, когда поверхность раны заживает с образованием корки, покрывающей рану.

Эпиморфоз представляет собой наиболее очевидный способ регенерации, заключающийся в отрастании нового органа от ампутационной поверхности. Выделяют регрессивную и прогрессивную фазы регенерации. Для первой характерны заживление раны и разрушение поврежденных структур. Прогрессивная фаза сопровождается процессами роста и морфогенеза. При эпиморфозе не всегда образуется точная копия удаленной структуры. Такую регенерацию называют атипичной. Есть несколько разновидностей атипичной регенерации. Гипоморфоз – регенерация с частичным замещением ампутированной структуры. Например, у взрослой шпорцевой лягушки возникает шиповидная структура вместо конечности. Гетероморфоз – появление иной структуры на месте утраченной. Например, у членистоногих на месте антенны могут развиться конечность или глаз. Встречается образование дополнительных структур, или избыточная регенерация. Например, после надреза культи при ампутации головного отдела планарии возникает образование двух голов или более.

Морфаллаксис – регенерация путем перестройки регенерирующего участка. Пример – восстановление целой планарии из одной двадцатой ее части.

Регенерационная гипертрофия заключается в увеличении размеров остатка органа без восстановления исходной формы. Пример – регенерация печени млекопитающих.

Компенсаторная гипертрофия заключается в изменениях в одном из органов при нарушении в другом, относящемся к той же системе органов. Например, гипертрофия в одной из почек при удалении другой или увеличение лимфоузлов при удалении селезенки.

Последние два способа отличаются местом регенерации, но механизмы их одинаковы: гиперплазия и гипертрофия.

Восстановление отдельных мезодермальных тканей (мышечная и скелетная) называют тканевой регенерацией. Для регенерации мышцы важно сохранение хотя бы небольших ее культей на обоих концах, а для регенерации кости необходима надкостница. Регенерация путем индукции происходит в определенных мезодермальных тканях в ответ на действие специфических индукторов, которые вводят внутрь поврежденной области. Этим способом удается получить полное замещение дефекта костей черепа после введения в него костных опилок.

Физиологическая и репаративная регенерации не являются обособленными, независимыми друг от друга. Репаративная регенерация развертывается на основе физиологической. Репаративная регенерация отличается лишь большей интенсивностью проявлений.

Установлено, что низко организованные животные обладают лучшей способностью к регенерации наружных органов, например, гидры, планарии, кольчатые черви, иглокожие, асцидии. Из позвоночных наилучшей регенерационной способностью обладают хвостатые земноводные. Способность же к регенерации внутренних органов значительно выше у теплокровных животных.

Растения многих видов также способны к регенерации. Регенерация у растений может происходить на месте утраченной части (реституция) или на другом месте тела (репродукция). Например, весеннее восстановление листьев, опавших осенью - естественная регенерация типа репродукции. Широкое распространение регенерации в царстве растений обусловлено сохранением у них меристем (тканей, состоящих из делящихся клеток) и недифференцированных тканей. В большинстве случаев регенерация у растений – это, в сущности, одна из форм вегетативного размножения.

Данные о регенерации имеют большое значение не только в био­логии. Их широко используют в сельском хозяйстве, в медицине, в частности в хирургии.

Вопросы для самоконтроля

1. Понятие «онтогенез», его периоды и этапы.

2. Проэмбриональное развитие, его особенности.

3. Особенности спермато- и овогенеза. Строение сперматозоида и яйцеклетки.

4. Сущность процесса оплодотворения.

5. Дифференциация половых различий.

6. Стадии эмбриогенеза и их характеристика.

7. Дробление, его характеристика, типы дробления яйцеклетки. Бластула и ее типы.

8. Гаструла, строение и способы образования.

9. Способы образования мезодермы.

10. Рост, его типы. Дифференцировка клеток, этапы дифференцировки клеток.

11. Гистогенез и органогенез. Производные зародышевых листков. Формирование систем органов.

12. Провизорные органы зародыша.

13. Особенности эмбрионального развития человека.

14. Критические периоды эмбриогенеза. Аномалии развития и факторы, их вызывающие.

15. Факторы среды, влияющие на эмбриогенез.