Репаративна регенерація.

 

Репаративною регенерацією називається відновлення частини організму замість пошкодженої, штучно видаленої, інколи – природно відкинутої; а також,– відновлення організму із його частини.

Періоди репативної регенерації:

1) закриття рани (найчастіше, шляхом епітелізації) й зміни, пов’язані безпосередньо з пошкодженням (запалення, фагоцитоз і т.п.);

2) закладка структур, що заново формуються;

3) ріст та диференціація тканин;

4) включення регенерату в організм (відновлення анатомічних зв’язків, іннервації, кровопостачання).

 

 

Клітинні джерела репаративної регенерації.

 

Репаративна регенерація можлива за рахунок різних клітин:

1) малодиференційовані клітини:

а) резервні (сплячі);

б) стовбурові;

2) диференційовані клітини:

а) за рахунок дедиференціації й наступної редиференціації (утворюються диференційовані клітини того ж типу), регенераційна бластема;

б) за рахунок дедиференціації й наступної трансдиференціації (утворюються диференційовані клітини іншого типу, але цього ж зародкового листка) і метаплазії (утворюються диференційовані клітини іншого зародкового листка);

в) функціонуючі клітини.

1а) Малодиференційовані сплячі (резервні) клітини, що збереглися в ході ембріогенезу часто можуть бути джерелом репаративної регенерації. Тобто, в цьому випадку регенерацію забезпечують представники тих же популяцій клітин, які у ході ембріогенезу є попередниками клітин, що формують тканини й органи. Припускається, що невелика частина таких клітин зберігається у вигляді резерву в дорослому організмі. Чітко такий спосіб регенерації продемонстрований в нижчих тварин: кишковопорожнинних і червів. У кишковопорожнинних є так звані інтерстиціальні клітини, розташовані в обох зародкових листках поблизу від базальної мембрани. Це резервні камбіальні елементи, які при регенерації скупчуються поблизу раневої поверхні. З них можуть виникати всі інші типи клітин (наприклад, у гідри – епітеліально-м’язові, нервові, залозисті, жалкі та інші). У плоских червів джерелом регенераційного матеріалу служать необласти. У людини також є приклад такої регенерації. У скелетній мускулатурі є так звані міосателітоцити, які служать джерелом регенерації м’язевих волокон після ушкодження.

1б) Стовбурові клітини існують у тканинах з високою фізіологічною проліферативною регенерацією (наприклад, кров, епідерміс шкіри). За нормальних умов вони забезпечують фізіологічну клітинну регенерацію. При ушкодженні цих тканин (наприклад, при втраті крові або при порізі шкіри) ці ж клітини приступають до більш інтенсивних поділів і стають джерелом репаративної регенерації. 

2а) Регенерація за рахунок дедиференціації і редиференціації клітин дефінітивних тканин – ще один зі шляхів утворення нових диференційованих клітин при регенерації. Цей спосіб добре продемонстрований на прикладі регенерації кінцівки хвостатих амфібій та в багатьох інших випадках. При регенерації кінцівки у хвостатих амфібій клітини поблизу раневої поверхні, що вціліли після ушкодження кінцівки, переходять у недиференційований стан (дедиференціюються). Тут утворюється конусоподібне скупчення таких недиференційованих клітин – регенераційна бластема, у якій клітини розмножуються і заново диференціюються у клітини того ж самого типу. Дуже імовірно, що дедиференціація йде не до кінця і кожен тип клітин у ході редиференціації відтворює тільки самого себе.

2б) Регенерація за рахунок дедиференціації з наступною трансдиференціацією і метаплазією є досить подібною до попереднього варіанту. Але в цьому випадку в ході регенерації має місце перетворення одного типу диференційованих клітин в інші. Якщо це перетворення здійснюється в межах свого зародкового листка, то такий процес називається трансдиференціацією. Якщо ж йде перетворення в диференційовані клітини іншого зародкового листка, то це називається метаплазією. Такі процеси описані в ряду безхребетних тварин – кільчастих червів, немертин, кишковопорожнинних, асцидій. Так, немертина Lineus цілком відновлюється з передньої ділянки тіла, позбавленої ентодерми. При цьому клітини кишечника утворюються із мезенхімних елементів. Надзвичайно сильна метаплазія спостерігається при регенерації і безстатевому розмноженні таких порівняно високоорганізованих тварин, як асцидії. Ціла асцидія може відновитися з ділянки зяберної корзинки, яка є органом ектодермального походження. При безстатевому розмноженні асцидій всі органи тіла можуть заново виникати з так називаного епікарда – вироста кишечника, або з клітин мезенхімного типу. До метаплазії можна віднести і глибоку трансдиференціацію клітин у медуз. В них із ізольованої поперечно‑посмугованої мускулатури може виникати гладенька мускулатура, жалкі, травні та інтерстиціальні клітини, а при наявності контактів з ентодермою – і нервові клітини.

Трансдиференціації, що не виходять за межі одного зародкового листка, досить широко поширені серед хребетних. Класичний приклад такої трансдиференціації – відновлення вилученого в дорослого тритона кришталика з верхнього краю райдужної оболонки ока. Цей процес, що одержав назву вольфовської регенерації (по імені німецького анатома Г. Вольфа, що описав її в 1895 р.), був детально досліджений. Було встановлено, що вольфовська регенерація починається з глибокої дедиференціації клітин краю райдужки, викидання з них пігментних гранул, підвищення змісту РНК і відновлення здатності до мітотичних поділів і до міграції. Після того, як ці клітини утворять морфологічно помітний зачаток кришталика, у них у нормальній послідовності синтезуються типові для кришталика білки – кристаліни, тобто відбувається справжня трансдиференціація на молекулярному і клітинному рівнях. У хвостатих амфібій і осетрових риб вилучена сітківка може регенерувати з клітин пігментного епітелію і циліарного зачатка. При цьому також відбувається глибока перебудова клітин, пробудження в них мітотичних поділів, а потім і синтезу білків, специфічних для сітківки. За даними О.Г. Стройової, у пацюків перетворення пігментного епітелію в сітківку можливо тільки в ранній ембріональний період. Ця здатність зникає між 16 добою вагітності і народженням. Цікаво відзначити, що здатність ембріонального пігментного епітелію до диференціації в сітківку є причиною тяжкої ембріональної аномалії будови ока – колобоми, що виникає при затримці зрощення країв очної щілини в ході замикання очного бокала. В останні роки явища трансдиференціації відзначені й у ході регенерації кінцівки тритона й аксолотля: перетворення сполучнотканинних клітин у м’язові і м’язових – у хрящові. Ці дані отримані в дослідах по пересадці в кінцівку, що регенерує, клітин хряща чи м’язів, взятих від триплоїдних або мічених радіоактивним тимідином тварин.

2в) Функціонуючі клітини також можуть бути джерелом репаративної регенерації. Деякі диференційовані клітини (наприклад, гепатоцити печінки) не втратили в процесі диференціації здатності до поділу. Якщо частина печінки буде втрачена, то такі клітини, залишаючись диференційованими і функціонуючими, починають ділитися, відновлюючи втрачений фрагмент даного органа.