Поради какво се случва регенерацията на клетките. Възможно ли е пълното възстановяване на човека?

РЕГЕНЕРАЦИЯ
възстановяване от тялото на загубени части на един или друг етап жизнен цикъл. Регенерацията обикновено настъпва в случай на увреждане или загуба на орган или част от тялото. Въпреки това, в допълнение към това, процесите на възстановяване и обновяване непрекъснато протичат във всеки организъм през целия му живот. При хората, например, външният слой на кожата непрекъснато се обновява. Птиците периодично хвърлят перата си и растат нови, а бозайниците сменят козината си. Широколистните дървета губят листа всяка година и се заменят със свежи. Такава регенерация, която обикновено не е свързана с увреждане или загуба, се нарича физиологична. Регенерацията, която настъпва след увреждане или загуба на която и да е част от тялото, се нарича репаративна. Тук ще разгледаме само репаративната регенерация. Репаративната регенерация може да бъде типична и атипична. При типичната регенерация загубената част се замества от развитието на точно същата част. Причината за загубата може да бъде външна сила (например ампутация) или животното може умишлено да откъсне част от тялото си (автотомия), като гущер, който отчупва част от опашката си, за да избяга от враг. При атипична регенерация загубената част се заменя със структура, която се различава от оригинала количествено или качествено. Регенерираният крайник на попова лъжица може да има по-малко пръсти от оригиналния, а на скарида може да порасне антена вместо ампутирано око.
РЕГЕНЕРАЦИЯ ПРИ ЖИВОТНИТЕ
Способността за регенерация е широко разпространена сред животните. Най-общо казано, низшите животни са по-често способни на регенерация, отколкото по-сложните, високо организирани форми. По този начин сред безгръбначните има много повече видове, способни да възстановят изгубени органи, отколкото сред гръбначните, но само при някои от тях е възможно да се регенерира цял индивид от малък фрагмент. въпреки това общо правилонамаляването на способността за регенерация с увеличаване на сложността на организма не може да се счита за абсолютно. Такива примитивни животни като ктенофори и ротифери практически не могат да се регенерират, но при много по-сложни ракообразни и земноводни тази способност е добре изразена; Известни са и други изключения. Някои тясно свързани животни се различават значително в това отношение. Така при земния червей нов индивид може напълно да се регенерира от малка част от тялото си, докато пиявиците не са в състояние да възстановят нито един изгубен орган. При опашатите земноводни се образува нов крайник на мястото на ампутирания крайник, но при жабата пънчето просто заздравява и не се появява нов растеж. Много безгръбначни са способни да регенерират големи части от тялото си. В гъби, хидроидни полипи, плоски, лентови и анелиди, бриозои, бодлокожи и ципести, цял организъм може да се регенерира от малък фрагмент от тялото. Особено забележителна е способността за регенериране на гъбите. Ако тялото на възрастна гъба се натисне през мрежестата тъкан, тогава всички клетки ще се отделят една от друга, сякаш се пресяват през сито. Ако след това поставите всички тези отделни клетки във вода и внимателно, старателно разбъркайте, напълно унищожавайки всички връзки между тях, тогава след известно време те започват постепенно да се сближават и обединяват, образувайки цяла гъба, подобна на предишната. Това включва един вид "разпознаване" на клетъчно ниво, както се вижда от следния експеримент. Гъби от три различни видоверазделят се на отделни клетки по описания начин и се смесват старателно. В същото време беше открито, че клетките на всеки вид са в състояние да „разпознаят“ клетките на своя вид в общата маса и да се обединят само с тях, така че в резултат на това се образуват не една, а три нови гъби образувани, подобно на първоначалните три.

Тенията, която е в пъти по-дълга, отколкото широка, може да пресъздаде цял индивид от всяка част на тялото си. Теоретично е възможно, като разрежете един червей на 200 000 парчета, да получите 200 000 нови червеи от него в резултат на регенерация. От един лъч на морска звезда може да се регенерира цяла звезда.

Енциклопедия на Collier. - Отворено общество. 2000 .

Вижте какво е "РЕГЕНЕРАЦИЯ" в други речници:

РЕГЕНЕРАЦИЯ- РЕГЕНЕРАЦИЯ, процес на образуване на нов орган или тъкан на мястото на част от тялото, която е била отстранена по един или друг начин. Много често R. се определя като процес на възстановяване на изгубеното, т.е. образуване на орган, подобен на отстранения. Това... ... Голям медицинска енциклопедия

- (късно лат., от лат. re отново, отново и род, eris род, поколение). Възраждане, обновяване, възстановяване на разрушеното. В преносен смисъл: промяна към по-добро. Речник на чуждите думи, включени в руския език.... ... Речник на чуждите думи на руския език

РЕГЕНЕРАЦИЯ, в биологията, способността на тялото да замени една от загубените части. Терминът регенерация също се отнася до форма на безполово размножаване, при която нов индивид възниква от отделена част от тялото на майката... Научно-технически енциклопедичен речник

Възстановяване, възстановяване; компенсация, регенерация, обновяване, хетероморфоза, петенкоферация, съживяване, морфалаксис Речник на руските синоними. регенерация съществително, брой синоними: 11 компенсация (20) ... Речник на синонимите

1) възстановяване чрез определени физикохимични процеси на първоначалния състав и свойства на отпадъчните продукти за тяхното повторно използване. Във военните дела въздушната регенерация е широко разпространена (особено при подводни... ... Морски речник

Регенерация- – връщане на използвания продукт към първоначалните му свойства. [ Терминологичен речниквърху бетон и стоманобетон. FSUE "Изследователски център "Строителство" NIIZHB на името на. А. А. Гвоздева, Москва, 2007 г., 110 с.] Регенерация - възстановяване на отпадъци... ... Енциклопедия на термини, определения и обяснения на строителните материали

РЕГЕНЕРАЦИЯ- (1) възстановяване на първоначалните свойства и състав на отпадъчните материали (вода, въздух, масла, каучук и др.) за тяхното повторно използване. Осъществява се с помощта на определени физически хим. процеси в специални регенераторни устройства. Широк...... Голяма политехническа енциклопедия

Важни научни новини: биолози от университета Тъфтс (САЩ) успяха да възстановят способността за регенериране на тъкан на опашката при попови лъжички. Такава работа може да се счита за обикновена, ако не беше едно обстоятелство: резултатът беше постигнат по нетривиален начин, използвайки оптогенетика, която се основава на контролиране на клетъчната активност с помощта на светлина.

Крайната цел на всички подобни изследвания е да се открият естествените механизми, които контролират възстановяването на частите на тялото и да се научат как да ги включват при хората. Поповите лъжички са идеални за тази задача, тъй като в ранен стадий на развитие те запазват способността да заменят изгубените крайници, но след това внезапно я губят. Ако отрежете опашката на индивиди, които са навлезли в така наречения рефрактерен период, те вече няма да могат да я отгледат отново.

Вътрешните системи, които контролират регенерацията, все още присъстват в тялото им, но по някаква причина те са спрени. Майкъл Левин и колегите му ги накараха да работят отново, всъщност ги обърнаха физиологично времеобратно.

Забележително е как го направиха. Една група безопашати попови лъжички беше отгледана в контейнер, изложен на кратки светкавици в продължение на два дни; другият живееше в пълен мрак. В резултат на това поповите лъжички от първата група възвърнаха пълната тъкан на опашката, включително структурите на гръбначния стълб, мускулите, нервните окончания и кожата. Вторите попови лъжички не успяха да преодолеят последствията от ампутацията, както подобава на възрастта им.

Ако изглежда като трик, това е само отчасти. За да разберем защо това се случи, е необходимо да обясним принципа, залегнал в основата на експеримента. Всъщност всички животни на един и същи етап от жизнения цикъл са били подложени на идентични манипулации. Единственото нещо, което отличаваше двете групи, беше наличието или липсата на осветление. Светлина обаче нямаше истинската причинапромени, които са настъпили. Той служи като дистанционен ключ, който активира фактор, който (по неясен начин) стартира процеса на регенерация. Хиперполяризацията на трансмембранните потенциали на клетките действа като такъв фактор; или по-просто – биоелектричество.

Оптогенетиката прави възможно конструирането на експеримент сравнително просто. Молекулите иРНК на светлочувствителния протеин археходопсин бяха инжектирани в попови лъжички. Това доведе до факта, че след известно време на повърхността на обикновените клетки, разположени в дебелината на тъканта, се появиха „протеини на помпата“. Когато са стимулирани от светлина (и само в този случай), те индуцират поток от йони през мембраната, като по този начин променят нейния електрически потенциал.

По същество, освен светлинно активирани мембранни помпи, учените не са предложили нищо в помощ на поповите лъжички. Самото повлияване на електрическите свойства на клетките обаче е достатъчно, за да задейства сложна каскада от регенеративни процеси в тялото. На свой ред, благодарение на оптогенетиката, предизвикването на тези промени отвън е толкова лесно, колкото черупката на круши; просто трябва да осветите поповата лъжица.

Регенерацията остава една от основните мистерии на биологията. През 2005 г. списание Science посочи следния въпрос като един от 25-те най-важни въпроса, пред които е изправена науката: Какво контролира регенерацията на органите? За съжаление, учените все още не са успели да разберат напълно защо някои животни, на всеки етап от живота си, свободно възстановяват изгубени части от тялото, докато други губят тази способност завинаги. Имало едно време тялото ви е знаело как да порасне око или ръка.

Това беше много отдавна, в самото начало на живота като ембрион. Специалистите се интересуват къде изчезват тези знания и дали могат да се съживят отново при възрастен. IN понастоящемПовечето търсения на биолозите се фокусират основно върху генната експресия или химическите сигнали. Лабораторията на Майкъл Левин се надява да намери отговора на мистерията на регенерацията в друг феномен, биоелектричеството, и тези надежди изглеждат добре обосновани.

Какво присъства в живия организъм електрически токове, е известно от експериментите на Галвани. Малцина обаче са изследвали влиянието им върху развитието толкова внимателно, колкото Левин. Биоелектричеството отдавна е имало шанса да се превърне в достойна тема за експериментиране, но молекулярната революция в биологията през втората половина на двадесети век изтласка изследователския интерес към този въпрос в периферията на науката.

Левин, идващ от областта на компютърното моделиране и генетиката, привлича най-много съвременни методи, отсъстващ от своите предшественици, всъщност връща тази посока към биологичния мейнстрийм. В основата на неговия ентусиазъм е убеждението, че електричеството е основен физически феномен и еволюцията не може да не го включи във фундаментални процеси като развитието на организмите.

Чрез промяна на трансмембранния потенциал на клетките, ученият може да инструктира тъканите на поповата лъжица да отгледат око в предварително определена област на тялото. На стената на неговата лаборатория виси снимка на шесткрака жаба. Тя придоби допълнителни крайници единствено в резултат на излагане на електрически биотокове. За разлика от невроните, обикновените клетки не са способни да задействат, но могат да предават сигнали последователно през почти цялото тяло чрез празнини. Ако опашната част на планария, малък червей, който може да се регенерира, бъде отрязана, искане от областта на разреза ще отиде до главата, за да се увери, че е на мястото си. Блокирайте предаването на тази информация и вместо опашка ще порасне глава.

Чрез манипулиране на различни йонни канали, които определят електрическите свойства на клетките, учените в своите експерименти произвеждат червеи с две глави, две опашки и дори необичаен дизайн на червеи с четири глави. Левин казва, че почти винаги са му казвали, че идеите му няма да работят. Той разчиташе на интуицията си и в повечето случаи тя не се проваляше.

Тези опити все още са много далеч от пълното познание за това как да се възстанови крайник на човек. Засега хората с увреждания могат да разчитат само на подобрени протези. Въпреки това, уникална лаборатория в университета Тъфтс търси нещо още по-фундаментално: подобно на генетичния код, смята Ливайн, трябва да има биоелектричен код, който свързва градиентите на мембранното напрежение и динамиката с анатомичните структури.

След като го разберете, ще бъде възможно не само да контролирате регенерацията, но и да повлияете на растежа на туморите. Левин ги разглежда като следствие от загубата на информация за формата на тялото от клетките, а изследването на рака е една от задачите на неговата лаборатория. Както често се случва, очевидно различни процеси могат да имат една и съща природа.

Ако биоелектричният код наистина стои зад конструкцията различни органитела, решението му може да хвърли светлина върху две най-важните проблемиизправен пред човечеството.

Във връзка с

Под регенерациясе отнася до способността на организмите да възстановяват своите увредени тъкани, а понякога дори и цели органи. В допълнение, определението на това понятие включва възстановяването на организма като цяло от неговия фрагмент, който е бил отделен изкуствено. Пример за такава регенерация е възстановяването на хидра от дисоциирани клетки или малък фрагмент от тялото.

Регенерацията може да се разглежда и като възстановяване на загубени части от тялото на някакъв етап от жизнения цикъл. Такова възстановяване възниква в резултат на загуба на орган или част от него. В този случай има репаративна регенерация. Случва се типиченИ нетипичен. Първият тип се характеризира със замяната на изгубената част с абсолютно същата. Причината за загубата на част от тялото може да бъде външно влияние, например. При атипична регенерация загубената част от тялото се заменя с друга, която се различава от оригинала качествено или количествено.

Физиологична регенерация- Това е регенерация, която се случва по време на нормалното функциониране на тялото и в същото време не е свързана със загуба, увреждане или заплаха. Пример за физиологична регенерация е постоянното обновяване на кожата, а именно нейния външен слой. В допълнение, ноктите и косата, като производните на кожата, са способни на добра регенерация. Възстановяването на костната тъкан след фрактури се осигурява и от способността за самолечение. При загуба на част от панкреаса, щитовидната жлеза или черния дроб (до 70%), клетките на тези органи започват активно да се делят, което води до възстановяване на първоначалния размер на органа. Тази способност притежава и нервни клетки. Дори върховете на пръстите са способни да се самовъзстановяват при определени условия. Настъпва физиологична регенерация клетъченкогато възстановяването става чрез диференцирани или камбиални клетки и вътреклетъчен– поради обновяването на органелите. Характеризира се възстановяването на всяка отделна тъкан специфични особеностина субклетъчно и клетъчно ниво.

Необходимостта от физиологична регенерация възниква поради факта, че по време на живота в тъканите на тялото протичат процеси, свързани със смъртта и износването на клетките. Тези процеси се наричат физиологична дегенерация. Замяната на такива клетки с нови се осигурява именно чрез физиологична регенерация. Всеки организъм преминава през много процеси на обновяване и възстановяване през целия си живот.

Терминът "регенерация" е предложен за първи път от френския учен Reaumur през 1712 г.

В човешкото тяло протичат невидими с невъоръжено око процеси на клетъчно делене, самообновяване и подмяна на клетките – тяхната регенерация. Така настъпва растеж, съзряване и когато тези процеси се забавят или спрат напълно, настъпва стареене и смърт.

Видове клетъчна регенерация

Физиологичната регенерация е процес на обновяване на вътреклетъчни структури, клетки, тъкани и органи. Това се случва в епитела на лигавиците, роговицата, кръвта, костния мозък и епидермиса. Всеки може да види това на примера на косата и ноктите. Физиологичната регенерация настъпва с различна интензивност. Например епителни клетки тънко червосе подновяват за 48 часа, този процес протича много по-бавно в тъканите на бъбреците и черния дроб, а в нервните тъкани регенерацията чрез клетъчно делене изобщо не се случва.

При физиологичната клетъчна регенерация се разграничават възстановителни и разрушителни фази. Последното означава, че разпадните продукти на едни клетки стимулират попълването на други. Учените предполагат, че хормоните играят специална роля в процесите на клетъчно обновяване. Благодарение на физиологичната регенерация на клетките се поддържа и осигурява постоянното функциониране на всички органи и системи на човешкото тяло.

Репаративната регенерация е процесът на възстановяване на клетките след всякакви нарушения. Повечето ясен примерза всяко лице - заздравяване на рана на пръста и др. При животните и растенията това е още по-силно изразено – например опашката на гущера.

Фактори, влияещи върху клетъчната регенерация

За да могат вътреклетъчните структури и клетки да могат да се регенерират физиологично в процеса на биосинтеза на нуклеинови киселини, протеини и липиди, те се нуждаят от вещества, които влизат в тялото от вода, въздух и храна. Това са аминокиселини, мононуклеоиди, микроелементи, витамини и много други.

Фактори, които забавят или спират възстановителните и физиологична регенерацияклетките включват следното: храна с лошо качество; замърсяване на въздуха, водата, почвата ( фактор на околната среда); наранявания; изгаряния; възпалителни процеси; нарушаване на кръвообращението в органите и системите на тялото; психо-емоционално пренапрежение (стрес).

За стимулиране на процесите на физиологична и репаративна регенерация на клетките фармаколозите са разработили следните препарати: витаминни препарати (витамини В, С, А и др.);

анаболни стероиди (феноболин, метандростенол); нестероидни анаболи (метилурацил, рибоксин и др.); имуномодулатори (продигиозан, левамизол и др.); биогенни стимуланти(алое, хумисол, пелоидин и др.); стимулатори на регенерацията на животните и растителен произход(апилак, пчелен хляб, масло от ела, масло от морски зърнастец, церебролизин, румалон, солкосерил и др.).

Тези стимуланти се използват за лечение на различни заболявания, обикновено в комбинация с други лекарства под формата на таблетки, интравенозно и интрамускулни инжекции, мехлеми.

Лекарят ги предписва, като вземе предвид индивидуални характеристикитялото на пациента, защото някои от тях съдържат хормони, а други са просто токсични, по-специално анаболни стероидни лекарства.

Регенерацияизгубените органи при животните е мистерия, която тревожи учените от древни времена. Доскоро се смяташе, че само по-низши видове живи същества са надарени с това великолепно свойство: гущерът израства отново с отрязана опашка, някои червеи могат да бъдат нарязани на малки парчета и всеки ще прерасне в цял червей - има много примери.

Но еволюцията на живия свят идва от низши организмина все повече и повече високо организирани хора, така че защо тази собственост изчезна на някакъв етап? И беше ли изгубено?

Лернейската хидра, Горгоната Медуза или нашата триглава змия Горинич, чиито „самовъзстановяващи се” глави Иван неуморно отряза, са герои, макар и митични, но явно в „семейни отношения” с много реални същества.

Те включват например тритони, вид опашато земноводно, което с право се счита за едно от най-древните животни на Земята. Техен невероятна функцияе способността за регенерация - за възстановяване на повредени или изгубени опашки, лапи, челюсти.

Освен това увреденото им сърце, очна тъкан и гръбначен мозък. Поради тази причина те са незаменими за лабораторни изследвания, а тритоните се изпращат в космоса не по-рядко от кучетата и маймуните. Много други същества имат същите свойства.

Така черните и белите рибки зебра, дълги само 2-3 см, са склонни да регенерират части от своите перки, очи и дори да възстановят клетките на собственото си сърце, изрязани от хирурзи по време на експерименти за регенерация. Това може да се каже и за други видове риба.

Класически примери за регенерация са гущери и попови лъжички, които регенерират изгубена опашка; раци и раци, израстващи изгубените си нокти; охлюви, които могат да растат нови "рога" с очи; саламандри, които естествено заместват ампутиран крак; морски звезди, регенериращи откъснатите си лъчи.

Между другото, от такъв отрязан лъч, като от резник, може да се развие ново животно. Но шампионът по регенерация беше плоският червей или планария. Ако се разреже наполовина, тогава липсващата глава расте на едната половина на тялото, а опашката расте на другата, т.е. образуват се два напълно независими жизнеспособни индивида.

И може би появата на напълно необичайна планария с две глави и две опашки. Това ще се случи, ако се направят надлъжни разрези в предния и задния край и не им позволяват да растат. Дори 1/280 от тялото на този червей ще направи ново животно!

Хората дълго гледаха нашите по-малки братя и, честно казано, тайно им завиждаха. И учените преминаха от безплодни наблюдения към анализ и се опитаха да идентифицират законите на това „самолечение“ и „самолечение“ на животните.

Първият, който се опитва да внесе научна яснота в този феномен, е френският натуралист Рене Антоан Реомюр. Именно той въведе в науката термина „регенерация“ - възстановяване на изгубена част от тялото с нейната структура (от латински ge - „отново“ и generatio - „поява“) - и проведе серия от експерименти. Работата му върху регенерацията на краката при рак е публикувана през 1712 г. Уви, нейните колеги не й обърнаха внимание и Реомюр изостави тези проучвания.

Само 28 години по-късно швейцарският натуралист Ейбрахам Трембле продължава експериментите си по регенерация. Съществото, върху което той експериментира, дори не е имало собствено име по това време. Освен това учените все още не знаеха дали това е животно или растение. Кухо стръкче с пипала, закрепено със заден край за стъкло на аквариум или за водни растения, се оказа хищник, при това много изненадващ.

В експериментите на изследователя отделни фрагменти от тялото малък хищникпревърнали се в самостоятелни личности - явление, познато дотогава само в флора. И животното продължи да изненадва натуралиста: на мястото на надлъжните разрези на предния край на тялото, направени от учения, то израсна с нови пипала, превръщайки се в „чудовище с много глави“, миниатюрна митична хидра, която според на древните гърци Херкулес се бие.

Не е изненадващо, че лабораторното животно получи същото име. Но изследваната хидра имаше още по-прекрасни черти от нейния лернейски съименник. Тя порасна до цяла дори от 1/200 от едносантиметровото си тяло!

Реалността надмина приказките! Но фактите, които днес са известни на всеки ученик, публикувани през 1743 г. в докладите на Кралското общество в Лондон, изглеждат неправдоподобни за научния свят. И тогава Трамбле беше подкрепен от вече авторитетния Реомюр, потвърждавайки автентичността на неговото изследване.

„Скандалната“ тема веднага привлече вниманието на много учени. И скоро списъкът с животни с регенеративни способности се оказа доста впечатляващ. Вярно ли е, за дълго времеСмятало се е, че само низши живи организми притежават механизъм за самообновяване. Тогава учените открили, че птиците могат да растат клюнове, а младите мишки и плъхове могат да растат опашки.

Дори бозайниците и хората имат тъкани с големи възможности в тази област - много животни редовно сменят козината си, люспите на човешкия епидермис се обновяват, подстриганата коса и бръснатата брада растат отново.

Човекът е не само изключително любознателно създание, но и страстно желае да използва всяко знание за своя полза. Ето защо е съвсем разбираемо, че на определен етап от изследването на мистериите на регенерацията възникна въпросът: защо се случва това и възможно ли е изкуствено да се предизвика регенерация? И защо висшите бозайници почти са загубили тази способност?

Първо, експертите отбелязват, че регенерацията е тясно свързана с възрастта на животното. Колкото по-млад е, толкова по-лесно и по-бързо се коригира щетата. Липсващата опашка на попова лъжица лесно израства отново, но загубата на бут на стара жаба я прави инвалид.

Учените изследваха физиологичните различия и стана ясен методът, използван от земноводните за „саморемонт“: оказа се, че на ранни стадииразвитието, клетките на бъдещото същество са незрели и посоката на тяхното развитие може да се промени. Например, експерименти с ембриони на жаби показват, че когато ембрионът има само няколкостотин клетки, част от тъканта, предназначена да стане кожа, може да бъде изрязана от него и поставена в областта на мозъка. И тази тъкан... ще стане част от мозъка!

Ако подобна операция се извърши на по-зрял ембрион, тогава кожата все още се развива от кожни клетки - точно в средата на мозъка. Следователно учените заключиха, че съдбата на тези клетки вече е предопределена. И ако за мнозинството клетки висши организмиНяма път назад, тогава клетките на земноводните могат да върнат времето назад и да се върнат към момента, в който предназначението им е могло да се промени.

Кое е това невероятно вещество, което позволява на земноводните да се „самолекуват“? Учените са открили, че ако тритон или саламандър загуби крак, тогава костите, кожата и кръвните клетки в увредената област на тялото губят своите отличителни черти.

Всички вторично "новородени" клетки, които се наричат ​​бластема, започват бързо да се делят. И в съответствие с нуждите на тялото се превръщат в клетки от кости, кожа, кръв... за да се превърнат накрая в нова лапа. И ако в момента на „самовъзстановяване“ добавите третиноинова киселина (витамин А киселина), това повишава регенеративните способности на жабите толкова много, че те израстват три крака вместо един загубен.

Дълго време оставаше загадка защо програмата за регенерация е била потисната при топлокръвните животни. Може да има няколко обяснения. Първият се свежда до факта, че топлокръвните животни имат малко по-различни приоритети за оцеляване от студенокръвните животни. Белезите на раните стават по-важни от пълната регенерация, тъй като намаляват шансовете за фатално кървене при нараняване и въвеждането на смъртоносна инфекция.

Но може да има и друго обяснение, много по-черно - ракът, т.е бързо възстановяванеобширна площ увредена тъканпредполага появата на идентични бързо делящи се клетки на определено място. Точно това се наблюдава при поникването и растежа злокачествен тумор. Ето защо учените смятат, че за тялото е станало жизненоважно да унищожава бързо делящите се клетки и следователно способността за бързо регенериране е потисната.

Докторът на биологичните науки Петр Гаряев, академик на Руската академия на медицинските и техническите науки, заявява: „То (регенерацията) не е изчезнало, просто висшите животни, включително хората, се оказаха по-защитени от външни влиянияи пълната регенерация стана по-малко необходима.

До известна степен се запазва: рани и порязвания зарастват, разкъсаната кожа се възстановява, косата расте, а черният дроб частично се регенерира. Но нашата отрязана ръка вече не израства отново, точно както нашите вътрешни органи не израстват отново, за да заменят тези, които са престанали да функционират. Природата просто е забравила как се прави това. Може би трябва да й напомня за това.

Както винаги, Негово Величество Шанс помогна. Веднъж имунологът Хелън Хебър-Кац от Филаделфия възложи на своя лаборант рутинна задача: да пробие ушите на лабораторни мишки, за да им закачи етикети. Няколко седмици по-късно Хебър-Кац дойде при мишките с готови етикети, но... не намери дупки в ушите.

Направихме го отново и получихме същия резултат: без намек за зараснала рана. Телата на мишките регенерираха тъкан и хрущял, запълвайки ненужните дупки. От това Herber-Katz направи единственото правилно заключение: в увредените участъци на ушите има бластема - същите неспециализирани клетки като при земноводните.

Но мишките са бозайници, те не би трябвало да имат такива способности. Експериментите върху нещастните гризачи продължиха. Учени отрязаха парчета от опашки на мишки и... получиха 75 процента регенерация! Вярно е, че никой дори не се опита да отреже лапите на „пациентите“ по очевидна причина: без каутеризация мишката просто ще умре от масивна загуба на кръв много преди да започне регенерацията на изгубения крайник (ако изобщо). И каутеризацията елиминира появата на бластема. Така пълен списъкРегенеративните способности на мишките не могат да бъдат определени. Въпреки това вече сме научили много.

Вярно, имаше едно „но“. Това не били обикновени домашни мишки, а специални домашни любимци с увредена имунна система. Хебер-Кац направи първото заключение от експериментите си: регенерацията е присъща само на животни с унищожени Т-клетки - клетки на имунната система.

Ето го основният проблем: земноводните го нямат. Това означава, че отговорът на този феномен се крие именно в имунната система. Заключение второ: бозайниците имат същите гени, необходими за регенерацията на тъканите, като земноводните, но Т-клетките не позволяват на тези гени да работят.

Извод трети: организмите първоначално са имали два начина за излекуване от рани - имунната система и регенерацията. Но в хода на еволюцията двете системи станаха несъвместими една с друга - и бозайниците избраха Т-клетките, защото те бяха по-важни, тъй като бяха основното оръжие на тялото срещу тумори.

Какъв е смисълът да възстановиш изгубената ръка, ако в същото време тялото се развива бързо ракови клетки? Оказва се, че имунната система, предпазвайки ни от инфекции и рак, в същото време потиска способността ни да се „самовъзстановяваме“.

Но наистина ли е невъзможно да измислите нещо, защото наистина искате не просто подмладяване, а възстановяване на животоподдържащите функции на тялото? И учените са открили, ако не панацея за всички злини, то възможност да станем малко по-близо до природата, но не благодарение на бластемата, а на стволовите клетки. Оказа се, че хората имат различен принцип на регенерация.

Дълго време беше известно, че само два вида наши клетки могат да се регенерират - кръвните и чернодробните. Когато ембрионът на всеки бозайник се развива, някои клетки остават встрани от процеса на специализация.

Това са стволови клетки. Те имат способността да попълват кръвта или умиращите чернодробни клетки. Костният мозък също съдържа стволови клетки, които могат да станат мускулна тъкан, мастна тъкан, кост или хрущял - в зависимост от това какво хранителни веществадават се в лабораторни условия.

Сега учените трябваше да проверят експериментално дали има шанс да „пуснат“ „инструкциите“, записани в ДНК на всяка наша клетка за отглеждане на нови органи. Експертите са убедени, че просто трябва да принудите тялото да „включи“ способността си и тогава процесът ще се погрижи сам за себе си. Вярно е, че способността да растат крайници веднага се сблъсква с временен проблем.

Това, което едно малко тяло може лесно да направи, е извън силата на възрастен: обемите и размерите са много по-големи. Не можем да направим като тритоните: да образуваме много малък крайник и след това да го отглеждаме. За това земноводните се нуждаят само от няколко месеца, за да растат хората нов кракпреди нормален размер, според изчисленията на английския учен Джереми Брокс, трябва да сте навършили 18 години...

Но учените са открили много работа за стволовите клетки. Първо обаче е необходимо да се каже как и откъде се получават. Учените знаят какво е най-много голям бройстволовите клетки се намират в костния мозък на таза, но при всеки възрастен те вече са загубили първоначалните си свойства. За най-обещаващ ресурс се считат стволовите клетки, получени от кръв от пъпна връв.

Но след раждането изследователите могат да съберат само 50 до 120 ml такава кръв. От всеки 1 ml се освобождават 1 милион клетки, но само 1% от тях са прогениторни клетки. Този личен резерв от резерва за възстановяване на тялото е изключително малък и следователно безценен. Следователно стволовите клетки се получават от мозъка (или други тъкани) на ембриони - абортивен материал, колкото и тъжно да е да се говори за това.

Те могат да бъдат изолирани, поставени в тъканна култура, където започва размножаването. Тези клетки могат да живеят в култура повече от година и могат да се използват за всеки пациент. Стволовите клетки могат да бъдат изолирани от кръв от пъпна връв и от мозъка на възрастни (например по време на неврохирургия).

Или може да бъде изолиран от мозъците на наскоро починали хора, тъй като тези клетки са устойчиви (в сравнение с други клетки нервна тъкан), те продължават, когато невроните вече са дегенерирали. Стволовите клетки, извлечени от други органи, като назофаринкса, не са толкова гъвкави в употребата си.

Излишно е да казвам, че тази посока е фантастично обещаваща, но все още не е напълно проучена. В медицината е необходимо да се измерва седем пъти и след това да се проверява отново в продължение на десет години, за да се уверите, че панацеята не води до някаква катастрофа, например промяна на имунната система. Онколозите също не казаха своето твърдо „да“. Но въпреки това вече има успехи, макар и само на ниво лабораторни разработки и експерименти върху висши животни.

Да вземем за пример стоматологията. Японски учени са разработили система за лечение, базирана на гени, които са отговорни за растежа на фибробластите - самите тъкани, които растат около зъбите и ги държат. Те тестваха метода си върху куче, което преди това беше развито тежка формапародонтоза.

Когато всички зъби паднаха, засегнатите области бяха третирани с вещество, което включваше същите тези гени и агар-агар, кисела смес, която осигурява хранителна среда за клетъчно възпроизвеждане. Шест седмици по-късно зъбите на кучето избухнаха.

Същият ефект се наблюдава при маймуна с изрязани до основата зъби. Според учените техният метод е много по-евтин от протезирането и за първи път позволява на огромен брой хора буквално да върнат зъбите си. Особено като се има предвид, че след 40-годишна възраст, склонност към пародонтоза се среща при 80% от населението на света.

В друга серия от експерименти камерата на зъба беше пълна с дентинови стружки (играещи ролята на индуктор) с съединителната тъканвенците (амфодонтом) като реагиращ материал. И амфодонтът също се превърна в дентин. В близко бъдеще английските зъболекари се надяват да преминат от успешни експерименти върху мишки към допълнителни лабораторни изследвания. Консервативни оценки сочат, че стволовите импланти ще струват същото като конвенционалните протези в Англия - между £1500 и £2000.

Изследванията показват, че хората с бъбречна недостатъчност трябва да възстановят само 10% от бъбречните си клетки, за да спрат да бъдат зависими от апарат за диализа.

И изследванията в тази насока продължават от много години. Колко е важно - не да го шиете, а да го отгледате отново, да не седите на хапчета, а да възстановите здравословната функция, използвайки скритите възможности на тялото.

По-специално, намерен е начин за отглеждане на нови бета клетки на панкреаса, които произвеждат инсулин, което обещава облекчение на милиони диабетици от ежедневните инжекции. А експериментите за възможността за използване на стволови клетки в борбата с диабета вече са във фаза на завършване.

Работи се и за създаване на продукти, които включват регенерация. Ontogeney разработи растежен фактор, наречен OP1, който скоро ще бъде одобрен за продажба в Европа, САЩ и Австралия. Стимулира растежа на нова костна тъкан. OP1 ще помогне при лечението на сложни фрактури, когато двете части на счупената кост са силно разместени една спрямо друга и следователно не могат да зараснат.

Често в такива случаи крайникът се ампутира. Но OP1 стимулира костна тъкантака че да започне да расте и да запълни празнината между частите на счупената кост. IN Руски институтИзследователите по травматология и ортопедия получават стволови клетки от костен мозък. След 4-6 седмици размножаване в култура, те се трансплантират в ставата, където реконструират хрущялните повърхности.

А преди няколко години група английски генетици направиха сензационно съобщение: започват работа по клониране на сърце. Ако експериментът е успешен, няма да има нужда от трансплантации, които биха могли да доведат до отхвърляне на тъканите. Но е малко вероятно вълновата генетика да се ограничи само до регенерация вътрешни органи, а учените се надяват, че ще се научат да „отглеждат“ крайници за пациенти.

Стволовите клетки имат големи перспективи и в областта на гинекологията. За съжаление днес много млади жени са обречени на безплодие: яйчниците им са спрели да произвеждат яйцеклетки.

Това често означава, че наборът от клетки, от които възникват фоликулите, е изчерпан. Затова е необходимо да се търсят механизми, които ги попълват. Наскоро се появиха първите обнадеждаващи резултати в тази област.

Учените вече виждат как да спасят хора, които са били диагностицирани с страшна диагноза- цироза на черния дроб. Те смятат, че на някои етапи от развитието на заболяването трансплантацията на цял орган може да бъде заменена с въвеждането само на стволови клетки (през артериалното легло, директни пункции, директни клетъчни трансплантации в чернодробна тъкан). Специалисти от Центъра по хирургия на Руската академия на медицинските науки започнаха пилотно проучване и първите резултати са обнадеждаващи.

Много интересни предварителни разработки се извършват от украински учени в областта сърдечно-съдови заболявания. Още днес те са натрупали експериментални доказателства, че въвеждането на стволови клетки при пациенти с миокарден инфаркт или тежка исхемия е обещаващ метод на лечение.

Първите клинични експерименти с трансплантация на стволови клетки, започнали в Питсбъргския университет в САЩ, дадоха добри резултатии при тежко болни пациенти, претърпели исхемичен или хеморагичен инсулт. След клетъчна терапия ясно се забелязва тяхната неврологична рехабилитация.

За съжаление, плашещата статистика за броя на децата с вътрематочно мозъчно увреждане, включително тези с церебрална парализа. Вече е доказано, че ако такива деца започнат трансплантация на стволови клетки (или терапия, насочена към тяхното стимулиране, т.е. локализиране на техните собствени, ендогенни клетки в засегнатата област), тогава след първата година от живота често се наблюдава, че дори и при запазване на анатомични Децата с мозъчни дефекти имат минимални неврологични симптоми.

Ефективно разработените технологии за трансплантация на стволови клетки могат напълно да променят живота ни. Но това е бъдещето и днес тази област на знанието дори няма собствено име, а само опции: „клетъчна терапия“, „трансплантация на стволови клетки“, „регенеративна медицина“, дори „тъканно инженерство“ и „органно инженерство“.

Но вече е възможно да се изброят всички възможности на тази нова посока. Не без основание казват, че 21-ви век ще премине под знака на биологията и може би опитът на регенерацията, съхранен в продължение на милиони години от земноводните и протозоите, ще помогне на човечеството.