Процес регенерації в тваринному світі. Реферат
Поняття регенерації, регенерація у найпростіших тварин. Регенерація у вищих організмів тваринного світу
Поняття регенерації, регенерація у найпростіших тварин
Регенерація - оновлення структур організму в процесі життєдіяльності і відновлення тих структур, які були втрачені в результаті патологічних процесів. Більшою мірою регенерація властива рослинам і безхребетним тваринам, в меншій - хребетним.
Регенерація - відновлення організмом втрачених або пошкоджених органів і тканин, а також відновлення цілого організму з його частини. Регенерація спостерігається в природних умовах, а також може бути викликана експериментально.
Регенерація у тварин — утворення нових структур замість видалених або загиблих в результаті пошкодження або втрачених в процесі нормальної життєдіяльності. Орган, що регенерував, може мати таку ж будову, як видалений, відрізнятися від нього або не бути зовсім схожий на нього.
Термін "регенерація" запропонований в 1712р. вченим Р. Реомюром, що вивчав регенерацію ніг річкового раку [10, с. 80]. В багатьох безхребетних можлива регенерація цілого організму з шматочка тіла. У високоорганізованих тварин це неможливо — регенерують лише окремі органи або їх частини.
Регенерація може відбуватися шляхом ранення тканин на раненій поверхні, перебудови частини органу, що залишилася, в новий або шляхом росту залишку органу без зміни його форми. Уявлення про ослаблення здатності до регенерації у міру підвищення організації тварин помилково, оскільки процес регенерації залежить не тільки від рівня організації тварини, але і від багатьох інших чинників і характеризується мінливістю.
Неправильно також твердження, що здатність до регенерації закономірно падає з віком; вона може і підвищуватися в процесі онтогенезу, але в період старості часто спостерігають її зниження.
Відновлення початкової маси органу після його пошкодження здійснюється різними шляхами. В одних випадках частина органу, що збереглася, залишається незміненою або мало зміненою, а бракуюча його частина росте від раневої поверхні у вигляді чітко відмежованого регенерата. В інших випадках відбувається перебудова частини органу, в процесі якої він поступово набуває початкові форму і розміри, що залишилися.
Результати процесу регенерації можуть бути різними. В одних випадках регенерація закінчується формуванням частини, ідентичної загиблої за формою, побудованій з такої ж тканини. В цих випадках говорять про повну регенерацію.
В результаті регенерації може утворитися і зовсім інший орган, ніж видалений (наприклад, у ракоподібних кінцівки замість вусика). Спостерігають також неповний розвиток регенеруючого органу — (наприклад, поява меншого числа пальців на кінцівці у тритона). Трапляється і зворотне — формування більшого числа кінцівок, ніж в нормі, рясне новоутворення кісткової тканини в місці перелому та ін.
У ряді випадків у ссавців і людини в результаті регенерації в зоні пошкодження утворюється не специфічна для даного органу тканина, а сполучна тканина, надалі що піддається рубцюванню, що позначають як неповну регенерацію.
Ступінь і форми виразу здатності регенерації неоднаковий у різних тварин. Ряд найпростіших, кишковопорожнинних, плоских черв'яків, кільчастих черв'яків, напівхордових і личинково-хордових володіють здатністю відновлювати з окремого фрагмента або шматочка тіла цілий організм.
Багато представників цих же груп тварин здатні відновлювати тільки великі ділянки тіла (наприклад, головний або хвостовий його кінці). Інші відновлюють лише окремі втрачені органи або їх частину (регенерація кінцівок, вусиків — у ракоподібних; частин ноги, голови, очей, раковини — у молюсків; кінцівок, хвоста, очей, щелеп — у хвостатих амфібій та інше).
Прояву здатності регенерації у високоорганізованих тварин, а також людини відрізняються значною різноманітністю — можуть відновлюватися крупні частини внутрішніх органів (наприклад, печінка, м'язи, кістки, шкіра).
У зв'язку з тим, що складніші організми не здатні цілком відновлювати організм або крупні його частини з невеликих фрагментів, в 19 ст. було висунуто положення, що регенерація знижується у міру підвищення організації тварини. Проте в процесі поглибленої розробки проблеми регенерації, особливо проявів регенерації у ссавців і людини, ставала все більш очевидною помилковість цього твердження.
Численні приклади свідчать про те, що серед порівняно простих тварин зустрічаються такі, які відрізняються слабою здатністю регенерації (круглі черв'яки), тоді як багато відносно високоорганізованих тварин (низькі хордові) цією здатністю володіють в достатньо високій мірі. Крім того, серед близькоспоріднених видів тварин нерідко зустрічаються як добре, так і погано регенеруючі.
Регенерація у вищих організмів тваринного світу
Численні дослідження відновних процесів у ссавців і людини, що систематично проводилися з середини 20 століття, також свідчать про неспроможність уявлення про різке зниження або навіть повну втрату здатності регенерації у міру підвищення організації тварини і спеціалізації його тканин.
Концепція гіпертрофії регенерації свідчить про те, що відновлення початкової форми органу не є єдиним критерієм наявності здатності регенерації і що для внутрішніх органів ссавців ще більш важливим показником в цьому відношенні є їх здатність відновлювати свою початкову масу, тобто загальну кількість структур, що забезпечують специфічну функцію.
В результаті електронно-мікроскопічних досліджень корінним чином змінилися уявлення про діапазон проявів регенераторної реакції і, зокрема, стало очевидним, що елементарною формою цієї реакції є розмноження не клітин, а відновлення ультраструктур. Це, у свою чергу, стало підставою для віднесення до процесів регенерації такого феномена, як гіпертрофія клітини. Вважалося, що в основі цього процесу лежить просте збільшення ядра і маси цитоплазми.
Електронні мікроскопічні дослідження дозволили встановити, що гіпертрофія клітини — процес збільшення числа ядер та тіл цитоплазми, для забезпечення нормалізації специфічної функції даного органу при загибелі тієї або іншої його частини, тобто у принципі це процес регенераторний, відновний.
За допомогою електронної мікроскопії була розшифровано суть такого широко поширеного явища, як дистрофія органів і тканин. Виявилося, що це просто процес регенераторної реакції організму.
В цілому ж всі ці дані з'явилися підставою для істотного розширення уявлень про роль і значення процесів регенерації в життєдіяльності організму, і зокрема для висунення принципово нового положення про те, що ці процеси мають відношення не тільки до загоєння пошкоджень, а є основою функціональної активності органів.
Важливу роль в затвердженні цих нових уявлень про діапазон і суть процесів регенерації зіграла точка зору, що головним в регенерації органу є не тільки досягнення ним початкових анатомічних параметрів, але і нормалізація порушеної функції, забезпечувана різними варіантами структурних перетворень..
Дані переконують в тому, що здатність регенерації у вищих тварин і, зокрема, у людини характеризується значною різноманітністю своїх проявів. Так, в деяких органах і тканинах, наприклад, в кістковому мозку, слизистих оболонках, кістках, фізіологічна регенерація виражається в безперервному оновленні клітинного складу, а регенерація — в повному відновленні дефекту тканини і реконструкції її початкової форми шляхом інтенсивного розподілу клітин.
В інших органах, наприклад, в печінці, нирках, підшлунковій залозі, органах ендокринної системи, легенях, оновлення клітинного складу відбувається порівняно поволі, а ліквідація пошкодження і нормалізація порушених функцій забезпечуються на основі двох процесів — розмноження клітин і нарощування маси в клітинах, що збереглися, внаслідок чого вони піддаються гіпертрофії і відповідно цьому зростає їх функціональна активність.
Характерно, що початкова форма цих органів після пошкодження частіше за все не відновлюється, в місці травми, утворюється рубець, а заповнення втраченої частини відбувається за рахунок непошкоджених відділів, тобто відновний процес протікає по типу регенерації. Внутрішні органи ссавців і людини володіють величезною потенційною здібністю до регенерації гіпертрофії, наприклад, печінка протягом 3—4 днів після пошкодження відновлює початкову вагу і повну функціональну активність [15, с. 62].
В центральній нервовій системі, клітини яких не володіють здібністю до розподілу, структурне і функціональне відновлення після пошкодження досягається виключно або майже виключно за рахунок збільшення маси в клітинах, тобто відновна здатність виражається тільки у формі внутріклітинної регенерації.
В різних органах в основі характерної для ссавців і людини різноманітності проявів регенерації лежать швидше за все структурно-функціональні особливості кожного з них. Наприклад, добре виражена здібність до розмноження клітин, властива шкірі і слизистих оболонок, пов'язана з основною його функцією — безперервною підтримкою цілості покривів на межі з навколишнім середовищем. Також особливостями функції пояснюється висока здатність кісткового мозку до клітинної регенерації безперервним відділенням все нових і нових клітин від загальної маси в кров.
Таким чином, еволюційний процес в світі тварин характеризувався не поступовим ослабленням регенеративної здатності, а наростаючою різноманітністю її проявів. При цьому здатність регенерації в кожному конкретному органі набувала ту форму, яка забезпечувала найефективніші шляхи відновлення його порушених функцій.
В основі всієї різноманітності проявів здатності регенерації у ссавців і людини лежать дві її форми — клітинна і внутріклітинна, які в різних органах або поєднуються в різних комбінаціях, або існують відособлено. Серед комбінацій форм регенераторної реакції немає "гірших" і "кращих", більш менш ефективних; кожна з них відповідає структурі і функції даного органу і одночасно невідповідна для всіх інших.
Ефективність процесу регенерації великою мірою визначається умовами, в яких він протікає. Важливе значення в цьому відношенні має загальний стан організму. Виснаження, гіповітаміноз роблять вплив на хід регенерації, загальмовувавши її і сприяючи переходу в патологічну. Істотний вплив на інтенсивність регенерації надає ступінь функціонального навантаження, правильне дозування якого сприяє цьому процесу.
Швидкість регенерації певною мірою визначається і віком, що набуває особливого значення у зв'язку із збільшенням тривалості життя і відповідно числа оперативних втручань у осіб старших вікових груп. Звичайно істотних відхилень процесу регенерації при цьому не спостерігається і більше значення, мабуть, мають тяжкість захворювання і його ускладнення, ніж вікове ослаблення здатності регенерації.
Зміна загальних і місцевих умов, в яких протікає процес регенерації, може приводити як до кількісних, так і якісним його змінам. Наприклад, регенерація кісток черепа повністю звичайно не відбувається. Якщо, проте, цей дефект заповнити кістковою тирсою, він закривається повноцінною кістковою тканиною. Вивчення різних умов регенерації кістки сприяло значному вдосконаленню методів ліквідації пошкоджень кісткової тканини.
Зміни умов регенерації скелетних м'язів супроводяться значним посиленням і підвищенням її ефективності. Найважливішою умовою повноцінної регенерації пошкодженого нерва є з'єднання центрального його кінця з периферичним, по футляру якого просувається новоутворений нервовий стовбур.
Загальні і місцеві умови, що впливають на перебіг регенерації, завжди реалізуються тільки в рамках того способу регенерації, який взагалі властивий даному органу, тобто поки що ніякими змінами умов не вдалося трансформувати регенерацію клітинну у внутріклітинну і навпаки.
В регуляції процесів регенерації беруть участь численні чинники природи. Найбільш вивчений вплив на регенерацію різних гормонів.
Важливе місце в дослідженнях механізмів регуляції процесів регенерації займає вивчення ролі різних відділів нервової системи в їх течії і результатах. Головна проблема полягає в тому, що регенерація тканин у людини відбувається дуже поволі. Дуже поволі, щоб відбулося відновлення дійсно значного пошкодження. Якби цей процес вдалося хоч трохи прискорити, то результат виявився б куди як значним.
Знання механізмів регуляції здатності регенерації органів і тканин відкриває перспективи для розробки наукових основ стимуляції регенерації і управління процесами одужання.
Список використаної літератури
- Бабаева А. Г. Иммунологические механизмы регуляции восстановительных процессов, М., 1972. -314с.
- Бердишев Г. Д., І. Ф. Криворучко,, Медична генетика" Київ 1993,, Вища школа". - 173 с.
- Біологія. За редакцією Мотузного, 2-ге видання, виправлене. Київ,, Вища школа" 1995 р. -136 с.
- Біологія. І. В. Барна, М. М. Барна Тернопіль 2000 р. - 205с.
- Біологія: Навч. посіб. / А. О. Слюсарєв, О. В. Самсонов, В. М. Мухін та ін.; За ред. та пер. з рос. В. О. Мотузного. — 3тє вид., випр. і допов. — К.: Вища шк., 2002. — 622 с.
- Векірчик К. М. Мікробіологія з основами вірусології: Підручник. – К.: Либідь, 2001. -176с.
- Вернадський В. І. "Очерки геохимии" М., 1977. -311с.
- Гудзь С. П. та ін. Основи мікробіології. – К., 1991. -171 с.
- Загальна біологія. Підручник. – К., 2002-214с.
- Мікробіологія з основами вірусології / За ред. Вікерчук. – К., 2003. 212с.
- Ноздрачов А. Д., Чумасов Е. И. Умови вегетативного розмноження. - СПб.: Наука, 2002. - 280 с.
- Регуляторні механізми регенерації, під ред. А. Н. Студитского і Л. Д. Ліознера, М., 1973. -180с.
- Саркисов Д. С. Регенерация и ее клиническое значение, М., 1970. -207с
- Саркисов Д. С. Очерки по структурным основам гомеостаза, М., 1977. -311с.
- Сидорова В. Ф. Возраст и восстановительная способность органов у млекопитающих, М., 1976. -265 с
- Уголев А. М. Энтерииовая (кишечная гормональная) система, Л., 1978. -148с.
- Условия регенерации органов у млекопитающих, под ред. Л. Д. Лиознера, М., 1972. -167с.
27.11.2011
