Mille tõttu toimub rakkude regenereerimine. Kas inimese täielik taastumine on võimalik?

TAASTAMINE
kaotatud osade taastamine ühes või teises etapis eluring. Regeneratsioon toimub tavaliselt mõne organi või kehaosa kahjustumise või kaotuse korral. Kuid lisaks sellele toimuvad igas organismis kogu elu jooksul pidevalt taastumis- ja uuenemisprotsessid. Näiteks inimestel uueneb naha välimine kiht pidevalt. Linnud ajavad aeg-ajalt sulgi maha ja kasvatavad uusi ning imetajad vahetavad karva. Lehtpuud kaotavad igal aastal lehti ja asenduvad värsketega. Sellist regeneratsiooni, mis ei ole tavaliselt seotud kahjustuste või kadudega, nimetatakse füsioloogiliseks. Regeneratsiooni, mis toimub pärast mis tahes kehaosa kahjustamist või kaotust, nimetatakse reparatiivseks. Siin käsitleme ainult reparatiivset regenereerimist. Reparatiivne regenereerimine võib olla tüüpiline või ebatüüpiline. Tüüpilise regenereerimise korral asendatakse kaotatud osa täpselt sama osa väljatöötamisega. Kaotuse põhjuseks võib olla väline jõud (näiteks amputatsioon) või loom võib tahtlikult osa oma kehast lahti rebida (autotoomia), nagu sisalik murdis vaenlase eest põgenemiseks osa sabast. Ebatüüpilise regenereerimisega asendatakse kaotatud osa struktuuriga, mis erineb esialgsest kvantitatiivselt või kvalitatiivselt. Kullese taastunud jäsemel võib olla vähem varbaid kui algsel ja krevetile võib amputeeritud silma asemel kasvada antenn.
TAASTAMINE LOOMADES
Uuenemisvõime on loomade seas laialt levinud. Üldiselt on madalamad loomad sagedamini uuenemisvõimelised kui keerukamad ja hästi organiseeritud vormid. Seega on selgrootute seas palju rohkem liike, mis on võimelised taastama kadunud elundeid kui selgroogsete seas, kuid ainult mõnel neist on võimalik väikesest fragmendist terve isend taastada. Sellest hoolimata üldreegel taastumisvõime vähenemist organismi keerukuse suurenedes ei saa pidada absoluutseks. Sellised primitiivsed loomad nagu ktenofoorid ja rotiferid ei ole praktiliselt taastumisvõimelised, kuid palju keerulisemates koorikloomades ja kahepaiksetes väljendub see võime hästi; Muud erandid on teada. Mõned lähedalt seotud loomad on selles osas väga erinevad. Seega võib vihmaussis uus isend oma väikesest kehatükist täielikult taastuda, samal ajal kui kaanid ei suuda taastada üht kaotatud elundit. Sabaga kahepaiksetel moodustub amputeeritud jäseme asemele uus jäse, konnal aga känd lihtsalt paraneb ja uut juurdekasvu ei teki. Paljud selgrootud on võimelised taastama suuri kehaosi. Käsnades hüdroidpolüübid, lamedad, lint- ja anneliidid, sammalloomad, okasnahksed ja mantelloomad, saab väikesest kehafragmendist taastada terve organismi. Eriti tähelepanuväärne on võime käsnades taastuda. Kui täiskasvanud käsna keha suruda läbi võrkkoe, eralduvad kõik rakud üksteisest, justkui sõelutakse läbi sõela. Kui asetate seejärel kõik need üksikud rakud vette ja segate hoolikalt, põhjalikult, hävitades täielikult kõik nendevahelised ühendused, hakkavad nad mõne aja pärast järk-järgult üksteisele lähenema ja uuesti ühinema, moodustades eelmisega sarnase terve käsna. See hõlmab omamoodi "äratundmist". raku tase, mida tõendab järgmine katse. Käsnad kolmest erinevad tüübid eraldatakse kirjeldatud viisil üksikuteks rakkudeks ja segatakse põhjalikult. Samal ajal avastati, et iga liigi rakud on võimelised oma liigi rakke kogumassis "ära tundma" ja ühinema ainult nendega, nii et selle tulemusel tekkis mitte üks, vaid kolm uut käsna. moodustatud, sarnaselt kolmele algsele.

Paeluss, mis on mitu korda pikem kui laius, suudab taasluua terve indiviidi mis tahes kehaosast. Teoreetiliselt on võimalik, lõigates ühe ussi 200 000 tükiks, saada sellest regenereerimise tulemusena 200 000 uut ussi. Ühest meritähe kiirest võib taastuda terve täht.

Collieri entsüklopeedia. - Avatud ühiskond. 2000 .

Vaadake, mis on "REGENERATION" teistes sõnaraamatutes:

TAASTAMINE- REGENERATSIOON, uue organi või koe moodustumine ühel või teisel viisil eemaldatud kehaosa asemele. Väga sageli defineeritakse R. kui kaotatu taastamise protsessi, see tähendab eemaldatud elundi moodustumist. See ... ... Suur meditsiiniline entsüklopeedia

- (hiline lat., lat. re uuesti, uuesti ja sugukond, eris sugukond, põlvkond). Hävitu taaselustamine, uuendamine, taastamine. Ülekantud tähenduses: muutus paremuse poole. Vene keele võõrsõnade sõnastik.... Vene keele võõrsõnade sõnastik

REGENERATION, bioloogias, keha võime asendada üks kadunud osadest. Mõiste regenereerimine viitab ka mittesugulise paljunemise vormile, mille puhul sünnib uus isend ema eraldatud kehaosast... Teaduslik ja tehniline entsüklopeediline sõnastik

Taastamine, taastamine; kompensatsioon, regeneratsioon, uuenemine, heteromorfoos, pettenkoferatsioon, taaselustamine, morfallaksis Vene sünonüümide sõnastik. regeneratsioon nimisõna, sünonüümide arv: 11 kompensatsiooni (20) ... Sünonüümide sõnastik

1) jäätmete esialgse koostise ja omaduste taastamine teatud füüsikalis-keemilisi protsesse kasutades nende taaskasutamiseks. Sõjanduses on õhu taastamine muutunud laialt levinud (eriti veealusel... ... Meresõnastik

Taastumine- – kasutatud toote algsete omaduste tagastamine. [ Terminoloogiline sõnastik betoonil ja raudbetoonil. FSUE "Uurimiskeskus "Ehitus" NIIZHB nime saanud. A. A. Gvozdeva, Moskva, 2007, 110 lk] Regenereerimine - jäätmete taastamine... ... Ehitusmaterjalide terminite, definitsioonide ja selgituste entsüklopeedia

TAASTAMINE- (1) jäätmematerjalide (vesi, õhk, õlid, kumm jne) algsete omaduste ja koostise taastamine nende taaskasutamiseks. See viiakse läbi teatud füüsiliste vahenditega chem. protsessid spetsiaalsetes regeneraatoriseadmetes. Lai...... Suur polütehniline entsüklopeedia

Tähtis teadusuudis: Tuftsi ülikooli (USA) bioloogidel õnnestus taastada kulleste sabakoe regenereerimise võime. Sellist tööd võiks pidada tavaliseks, kui mitte ühe asjaolu tõttu: tulemus saavutati mittetriviaalsel viisil, kasutades optogeneetikat, mis põhineb raku aktiivsuse kontrollimisel valguse abil.

Kõigi selliste uuringute lõppeesmärk on avastada looduslikud mehhanismid, mis kontrollivad kehaosade taastamist, ja õppida, kuidas neid inimestel sisse lülitada. Kullesed sobivad selle ülesande jaoks ideaalselt, kuna varases arengujärgus säilitavad nad võime kaotatud jäsemeid asendada, kuid kaotavad selle järsult. Kui nii-öelda tulekindlasse perioodi jõudnud isenditel saba ära lõigata, ei saa nad seda enam uuesti kasvatada.

Sisemised süsteemid, mis kontrollivad regeneratsiooni, on nende kehas endiselt olemas, kuid millegipärast on need seiskunud. Michael Levin ja tema kolleegid panid nad uuesti tööle, muutes nad tegelikult ümber füsioloogiline aeg tagasi.

See on tähelepanuväärne, kuidas nad seda tegid. Ühte sabata kulleste rühma kasvatati kahe päeva jooksul lühikeste valgussähvatustega konteineris; teine ​​elas täielikus pimeduses. Selle tulemusena said esimese rühma kullesed tagasi kogu sabakoe, sealhulgas selgroo, lihaste, närvilõpmete ja naha struktuurid. Teised kullesed ei suutnud amputatsiooni tagajärgedest üle saada, nagu nende eale kohane.

Kui see näib olevat trikk, on see ainult osaliselt. Et mõista, miks see juhtus, on vaja selgitada katse aluseks olevat põhimõtet. Tõepoolest, kõik loomad samas elutsükli etapis allutati identsele manipuleerimisele. Ainus, mis kaht rühma eristas, oli valgustuse olemasolu või puudumine. Valgust aga polnud tegelik põhjus toimunud muutustest. See toimis kauglülitina, mis aktiveeris teguri, mis (ebaselgel viisil) käivitas regenereerimisprotsessi. Sellise tegurina toimis rakkude transmembraansete potentsiaalide hüperpolarisatsioon; või lihtsamalt – bioelekter.

Optogeneetika võimaldab katset suhteliselt lihtsalt konstrueerida. Valgustundliku valgu arherhodopsiini mRNA molekulid süstiti kullestesse. See tõi kaasa asjaolu, et mõne aja pärast ilmusid koe paksuses asuvate tavaliste rakkude pinnale “pumbavalgud”. Valguse stimuleerimisel (ja ainult sel juhul) kutsusid nad esile ioonide voolu läbi membraani, muutes seeläbi selle elektrilist potentsiaali.

Sisuliselt pole teadlased kulleste abistamiseks midagi muud peale valgusega aktiveeritavate membraanpumpade pakkunud. Kuid ainuüksi rakkude elektriliste omaduste mõjutamisest piisas, et käivitada organismis keeruline regeneratiivsete protsesside kaskaadi. Tänu optogeneetikale on nende muutuste esilekutsumine väljastpoolt sama lihtne kui pirnide koorimine; peate lihtsalt kullesele valgustama.

Taastumine jääb bioloogia üheks peamiseks saladuseks. 2005. aastal loetles ajakiri Science järgmise küsimuse 25 kõige olulisema teaduse ees seisva probleemi hulka: Mis kontrollib organite taastumist? Kahjuks pole teadlased veel suutnud täielikult mõista, miks mõned loomad igal eluetapil vabalt kaotatud kehaosi taastavad, teised aga kaotavad selle võime igaveseks. Kunagi teadis teie keha, kuidas kasvatada silma või käsi.

See oli kaua aega tagasi, embrüona elu alguses. Spetsialiste huvitab, kuhu need teadmised kaovad ja kas neid saab täiskasvanuna taas elustada. IN praegu Enamik bioloogide otsinguid keskendub peamiselt geeniekspressioonile või keemilistele signaalidele. Michael Levini labor loodab regeneratsioonimüsteeriumile vastuse leida teisest nähtusest, bioelektrist, ja need lootused näivad olevat põhjendatud.

Mis on elusorganismis elektrivoolud, on tuntud alates Galvani katsetest. Siiski on vähesed uurinud nende mõju arengule nii põhjalikult kui Lewin. Bioelektril on pikka aega olnud võimalus saada vääriliseks eksperimenteerimise teemaks, kuid 20. sajandi teisel poolel toimunud molekulaarrevolutsioon bioloogias lükkas selle teema uurimishuvi teaduse perifeeriasse.

Levin, kes on pärit arvutimodelleerimise ja geneetika valdkonnast, meelitab kõige rohkem kaasaegsed meetodid, mis puudub oma eelkäijatest, tagastab selle suuna tegelikult bioloogilise peavoolu juurde. Tema entusiasmi keskmes on usk, et elekter on füüsikaline põhinähtus ja evolutsioon ei saanud kaasata seda põhiprotsessidesse, nagu organismide areng.

Rakkude transmembraanset potentsiaali muutes saab teadlane juhendada kulleste kudesid etteantud kehapiirkonnas silma kasvatama. Tema labori seinal ripub kuuejalgse konna foto. Ta omandas täiendavad jäsemed ainult elektriliste biovooludega kokkupuute tõttu. Erinevalt neuronitest ei ole tavalised rakud võimelised tulistama, vaid võivad lünkühenduste kaudu edastada signaale järjestikku läbi peaaegu kogu keha. Kui planaaria ehk pisikese uuenemisvõimelise ussi sabaosa lõigatakse ära, saadetakse lõikepiirkonnalt päring pähe, et veenduda, et see on paigas. Blokeerige selle teabe edastamine ja saba asemel kasvab pea.

Erinevate rakkude elektrilisi omadusi määravate ioonikanalitega manipuleerides tootsid teadlased oma katsetes kahe pea ja kahe sabaga usse ja isegi ebatavalise kujundusega nelja peaga usse. Levin ütleb, et talle öeldi peaaegu alati, et tema ideed ei tööta. Ta toetus oma intuitsioonile ja enamikul juhtudel see alt ei vedanud.

Need katsed on veel väga kaugel täielikust teadmisest, kuidas inimesel jäseme taastada. Praegu saavad puuetega inimesed loota vaid täiustatud proteesidele. Tuftsi ülikooli ainulaadne labor otsib aga midagi veelgi põhjapanevamat: nagu geneetiline kood, peab Levine'i arvates olema bioelektriline kood, mis seob membraani pingegradiente ja dünaamika anatoomiliste struktuuridega.

Olles seda mõistnud, on võimalik mitte ainult regeneratsiooni kontrollida, vaid ka kasvajate kasvu mõjutada. Levin peab neid rakkude poolt keha kuju kohta teabe kadumise tagajärgedeks ja vähi uurimine on üks tema labori ülesandeid. Nagu sageli juhtub, võib näiliselt erinevatel protsessidel olla sama olemus.

Kui ehituse taga on tõesti bioelektrikood erinevaid organeid kehad, võib selle lahendus valgustada kahte kõige olulisemad probleemid inimkonnaga silmitsi seistes.

Kokkupuutel

Under regenereerimine viitab organismide võimele taastada oma kahjustatud kudesid ja mõnikord isegi terveid elundeid. Lisaks hõlmab selle mõiste määratlus organismi kui terviku taastamist selle kunstlikult eraldatud fragmendist. Sellise regenereerimise näide on hüdra taastamine dissotsieerunud rakkudest või väikesest kehafragmendist.

Regeneratsiooniks võib pidada ka kaotatud osade taastamist keha poolt mingil elutsükli etapil. Selline taastamine toimub elundi või selle osa kaotuse tagajärjel. Sel juhul on olemas reparatiivne regenereerimine. Juhtub tüüpiline Ja ebatüüpiline. Esimest tüüpi iseloomustab kadunud osa asendamine täpselt samasugusega. Kehaosa kaotuse põhjuseks võib olla näiteks väline mõju. Ebatüüpilise regenereerimisega asendatakse kaotatud kehaosa teisega, mis erineb esialgsest kvalitatiivselt või kvantitatiivselt.

Füsioloogiline regenereerimine- See on regeneratsioon, mis toimub kogu keha normaalse toimimise ajal ja samas ei ole see seotud kaotuse, kahju ega ohuga. Füsioloogilise taastumise näide on naha, nimelt selle väliskihi pidev uuendamine. Lisaks on küüned ja juuksed, nagu naha derivaadid, võimelised hästi taastuma. Luukoe taastumise pärast luumurde tagab ka iseparanemise võime. Kui pankrease või kilpnäärme või maksa osa kaob (kuni 70%), hakkavad nende elundite rakud aktiivselt jagunema, mille tulemusel taastub elundi algne suurus. Seda võimet valdavad ka närvirakud. Isegi sõrmeotsad on teatud tingimustel võimelised ise paranema. Toimub füsioloogiline regeneratsioon rakuline kui taastamine toimub diferentseerunud või kambaalsete rakkude kaudu ja rakusisene– organellide uuenemise tõttu. Iseloomustatakse iga üksiku koe taastumist spetsiifilised omadused subtsellulaarsel ja rakutasandil.

Vajadus füsioloogilise taastumise järele tuleneb asjaolust, et elu jooksul toimuvad organismi kudedes rakkude surma ja kulumisega seotud protsessid. Neid protsesse nimetatakse füsioloogiline degeneratsioon. Selliste rakkude asendamine uutega on täpselt tagatud füsioloogilise regeneratsiooniga. Iga organism läbib oma elu jooksul palju uuenemis- ja taastumisprotsesse.

Mõiste "regenereerimine" pakkus esmakordselt välja prantsuse teadlane Reaumur 1712. aastal.

Palja silmaga nähtamatud, inimkehas toimuvad rakkude jagunemise, eneseuuendamise ja asendamise protsessid – nende taastumine. Seega toimub kasv, küpsemine ja kui need protsessid täielikult aeglustuvad või peatuvad, toimub vananemine ja surm.

Rakkude regenereerimise tüübid

Füsioloogiline regeneratsioon on rakusiseste struktuuride, rakkude, kudede ja elundite uuendamise protsess. See esineb limaskestade, sarvkesta, vere, luuüdi ja epidermise epiteelis. Iga inimene võib seda jälgida juuste ja küünte näitel. Füsioloogiline regeneratsioon toimub koos erineva intensiivsusega. Näiteks epiteelirakud peensoolde uuenevad 48 tunniga, toimub see protsess neerude ja maksa kudedes palju aeglasemalt ning närvikudedes ei toimu rakkude jagunemise teel regeneratsiooni üldse.

Rakkude füsioloogilises regenereerimises eristatakse taastavat ja destruktiivset faasi. Viimane tähendab, et osade rakkude lagunemissaadused stimuleerivad teiste täitumist. Teadlased viitavad sellele, et hormoonid mängivad rakkude uuenemise protsessides erilist rolli. Tänu füsioloogilisele rakkude taastumisele toetatakse ja tagatakse inimkeha kõigi organite ja süsteemide pidev toimimine.

Reparatiivne regenereerimine on rakkude taastamise protsess pärast mis tahes rikkumisi. Enamik selge näide igale inimesele – sõrme haava paranemine jne. Loomade ja taimede puhul on see veelgi enam väljendunud - näiteks sisaliku saba.

Rakkude taastumist mõjutavad tegurid

Selleks, et rakusisesed struktuurid ja rakud saaksid nukleiinhapete, valkude ja lipiidide biosünteesi käigus füsioloogiliseks taastumiseks, vajavad nad aineid, mis satuvad kehasse veest, õhust ja toidust. Need on aminohapped, mononukleoidid, mikroelemendid, vitamiinid ja paljud teised.

Tegurid, mis aeglustavad või peatavad reparatiivse ja füsioloogiline taastumine rakud hõlmavad järgmist: halva kvaliteediga toit; õhu, vee, pinnase saastatus ( keskkonnategur); vigastused; põletused; põletikulised protsessid; vereringe rikkumine keha organites ja süsteemides; psühho-emotsionaalne ülekoormus (stress).

Rakkude füsioloogilise ja reparatiivse regenereerimise protsesside stimuleerimiseks on farmakoloogid välja töötanud järgmised preparaadid: vitamiinipreparaadid (vitamiinid B, C, A jne);

anaboolsed steroidid (fenoboliin, methandrostenool); mittesteroidsed anaboolsed ained (metüüluratsiil, riboksiin jne); immunomodulaatorid (prodigiosan, levamisool jne); biogeensed stimulandid(aloe, humisool, peloidiin jne); loomade taastumise stimulaatorid ja taimset päritolu(apilak, mesilane, kuuseõli, astelpajuõli, tserebrolüsiin, rumalon, solkoserüül jne).

Neid stimulante kasutatakse raviks mitmesugused haigused, tavaliselt kombinatsioonis teiste ravimitega tablettide kujul, intravenoosselt ja intramuskulaarsed süstid, salvid.

Arst määrab need, võttes arvesse individuaalsed omadused patsiendi keha, sest mõned neist sisaldavad hormoone ja mõned on lihtsalt mürgised, eriti anaboolsed steroidravimid.

Taastumine Loomade kaotatud elundid on mõistatus, mis on teadlasi vaevanud iidsetest aegadest peale. Kuni viimase ajani usuti, et selle suurepärase omadusega on ainult madalamad liigid elusolendid: sisalikule kasvab tagasi mahalõigatud saba, mõned ussid saab lõigata väikesteks tükkideks ja igaüks neist kasvab terveks ussiks - neid on palju. näiteid.

Kuid elava maailma areng pärines madalamad organismid järjest kõrgemalt organiseeritud inimestele, miks siis see vara mingil etapil kadus? Ja kas see oli kadunud?

Lernae hüdra, Gorgon Medusa või meie kolmepäine madu Gorynych, kelle “iseennast parandavad” pead Ivan väsimatult maha lõikas, on küll müütilised tegelased, kuid selgelt “peresuhtes” väga tõeliste olenditega.

Nende hulka kuuluvad näiteks vesilikud, sabaga kahepaiksed, keda peetakse õigustatult üheks iidsemaks loomaks Maal. Nende hämmastav omadus on võime taastuda – kahjustatud või kaotatud sabad, käpad, lõuad uuesti kasvatada.

Veelgi enam, nende kahjustatud süda, silmakude ja selgroog. Sel põhjusel on nad laboratoorsetes uuringutes asendamatud ning vesilasi saadetakse kosmosesse mitte harvemini kui koeri ja ahve. Paljudel teistel olenditel on samad omadused.

Nii kipuvad vaid 2–3 cm pikkused mustvalged sebrakalad taastama osi oma uimedest, silmadest ja isegi taastama oma südamerakke, mille kirurgid regenereerimiskatsete käigus välja lõigasid. Seda võib öelda ka teist tüüpi kalade kohta.

Uuenemise klassikalised näited on sisalikud ja kullesed, kes taastavad kadunud saba; vähid ja krabid, kes kasvatavad tagasi oma kaotatud küünised; teod, mis võivad silmadega uusi "sarvi" kasvatada; salamandrid, mis asendavad loomulikult amputeeritud jalga; meritähted, kes taastavad oma katkenud kiiri.

Muide, sellisest äralõigatud kiirest, nagu lõikest, võib areneda uus loom. Kuid uuenemise tšempion oli lameuss ehk planaria. Kui see pooleks lõigata, kasvab puuduv pea ühele kehapoolele ja saba teisele poole, see tähendab, et moodustub kaks täiesti iseseisvat elujõulist isendit.

Ja võib-olla täiesti ebatavalise, kahe peaga ja kahe sabaga planaaria välimus. See juhtub siis, kui esi- ja tagaotsas on tehtud pikisuunalised lõiked ja need ei lase neil kokku kasvada. Isegi 1/280 selle ussi kehast teeb uue looma!

Inimesed jälgisid meie väiksemaid vendi tükk aega ja ausalt öeldes kadestasid neid salaja. Ja teadlased liikusid viljatute vaatluste juurest analüüsi juurde ja püüdsid tuvastada loomade "iseparanemise" ja "iseparanemise" seaduspärasusi.

Esimesena püüdis sellesse nähtusse teaduslikku selgust tuua prantsuse loodusteadlane Rene Antoine Reaumur. Just tema tutvustas teaduses mõistet "regenereerimine" - kaotatud kehaosa taastamine koos selle struktuuriga (ladina keelest ge - "taas" ja generatio - "tekkimine") ja viis läbi rea katseid. Tema töö jalgade regenereerimise kohta vähi korral avaldati 1712. aastal. Kahjuks ei pööranud kolleegid talle tähelepanu ja Reaumur loobus sellest uuringust.

Vaid 28 aastat hiljem jätkas Šveitsi loodusteadlane Abraham Tremblay oma regeneratsioonikatseid. Olendil, kellega ta katsetas, polnud tol ajal isegi oma nime. Pealegi ei teadnud teadlased veel, kas tegu oli looma või taimega. Õõnes kombitsatega vars, mille tagumine ots oli kinnitatud akvaariumi klaasi või veetaimede külge, osutus kiskjaks ja seejuures väga üllatavaks.

Teadlase katsetes üksikud kehakillud väike kiskja muutunud iseseisvateks indiviididena – nähtus, mida seni tunti alles aastal taimestik. Ja loom hämmastas loodusteadlast jätkuvalt: teadlase tehtud keha esiotsa pikisuunaliste sisselõigete asemel kasvatas ta uued kombitsad, mis muutusid "paljupealiseks koletiseks", miniatuurseks müütiliseks hüdraks, mis vanade kreeklaste järgi võitles Herakles.

Pole üllatav, et laboriloom sai sama nime. Kuid uuritaval hüdral oli veelgi imelisemaid jooni kui tema Lernae nimekaim. Ta kasvas tervikuks isegi 1/200 oma ühesentimeetrisest kehast!

Tegelikkus ületas muinasjutud! Kuid faktid, mida teavad kõik tänapäeva koolilapsed ja mis avaldati 1743. aastal ajakirjas Proceedings of the Royal Society of London, tundusid teadusmaailmale ebausutavad. Ja siis toetas Tremblayt juba autoriteetne Reaumur, kinnitades tema uurimistöö autentsust.

“Skandaalne” teema tõmbas kohe paljude teadlaste tähelepanu. Ja peagi osutus taastumisvõimega loomade nimekiri üsna muljetavaldavaks. Kas see on tõsi, pikka aega Usuti, et ainult madalamatel elusorganismidel on eneseuuendusmehhanism. Siis avastasid teadlased, et linnud on võimelised kasvatama noka ning noortel hiirtel ja rottidel saba.

Isegi imetajatel ja inimestel on selles piirkonnas suure võimekusega kuded – paljud loomad vahetavad regulaarselt oma karva, inimese epidermise soomused uuenevad, kärbitud juuksed ja raseeritud habe kasvavad tagasi.

Inimene pole mitte ainult äärmiselt uudishimulik olend, vaid soovib ka kirglikult kasutada mis tahes teadmisi enda huvides. Seetõttu on täiesti arusaadav, et regeneratsiooni saladuste uurimise teatud etapis tekkis küsimus: miks see nii juhtub ja kas regeneratsiooni on võimalik kunstlikult esile kutsuda? Ja miks kõrgemad imetajad selle võime peaaegu kaotasid?

Esiteks märkisid eksperdid, et taastumine on tihedalt seotud looma vanusega. Mida noorem see on, seda lihtsam ja kiirem on kahju parandamine. Kullese puuduv saba kasvab kergesti tagasi, kuid vana konnajala kaotamine muudab ta invaliidiks.

Teadlased uurisid füsioloogilisi erinevusi ja kahepaiksete poolt „eneseparandamiseks“ kasutatav meetod sai selgeks: selgus, et varajased staadiumid Arengu ajal on tulevase olendi rakud ebaküpsed ja nende arengusuund võib muutuda. Näiteks konnaembrüotega tehtud katsed on näidanud, et kui embrüol on vaid paarsada rakku, saab osa nahaks muutuvast koest sellest välja lõigata ja asetada ajupiirkonda. Ja see kude... saab aju osaks!

Kui sarnane operatsioon tehakse küpsemale embrüole, siis nahk areneb ikkagi naharakkudest - täpselt aju keskel. Seetõttu jõudsid teadlased järeldusele, et nende rakkude saatus on juba ette määratud. Ja kui enamuse rakkude jaoks kõrgemad organismid Tagasiteed pole, siis saavad kahepaiksete rakud aega tagasi keerata ja naasta hetke, mil nende eesmärk oleks võinud muutuda.

Mis on see hämmastav aine, mis võimaldab kahepaiksetel "iseparaneda"? Teadlased on avastanud, et kui vesilik või salamander kaotab jala, kaotavad kahjustatud kehapiirkonna luud, nahk ja vererakud oma eripärad.

Kõik sekundaarselt "vastsündinud" rakud, mida nimetatakse blasteemiks, hakkavad kiiresti jagunema. Ja vastavalt keha vajadustele muutuvad nad luu-, naha-, vererakkudeks... et lõpuks saada uueks käpaks. Ja kui “eneseparandamise” hetkel lisada tretinoiinhapet (A-vitamiini hape), siis see suurendab konnade taastumisvõimet nii palju, et neil kasvab ühe kaotatud jala asemel kolm.

Pikka aega jäi saladuseks, miks soojaverelistel loomadel regenereerimisprogramm alla suruti. Seletusi võib olla mitu. Esimene taandub tõsiasjale, et soojaverelistel loomadel on ellujäämise prioriteedid pisut erinevad kui külmaverelistel. Haavade armistumine muutus olulisemaks kui täielik taastumine, kuna see vähendas haavamisel surmava verejooksu ja surmava infektsiooni sissetoomise tõenäosust.

Kuid võib olla ka teine ​​seletus, palju tumedam – vähk, see tähendab kiire taastumine ulatuslik ala kahjustatud kude tähendab identsete kiiresti jagunevate rakkude tekkimist teatud kohta. Just seda täheldatakse tärkamise ja kasvu ajal pahaloomuline kasvaja. Seetõttu usuvad teadlased, et kiiresti jagunevate rakkude hävitamine on muutunud organismi jaoks ülioluliseks ja seetõttu on kiire taastumisvõime alla surutud.

Venemaa Meditsiini- ja Tehnikateaduste Akadeemia akadeemik, bioloogiateaduste doktor Petr Garjajev nendib: „See (regeneratsioon) pole kuhugi kadunud, lihtsalt kõrgemad loomad, sealhulgas inimesed, osutusid selle eest paremini kaitstuks. välismõjud ja täielik regenereerimine muutus vähem vajalikuks.

Mingil määral on see säilinud: haavad ja lõikehaavad paranevad, rebenenud nahk taastub, karvad kasvavad, maks taastub osaliselt. Kuid meie mahalõigatud käsi ei kasva enam tagasi, nagu ka meie siseorganid ei kasva tagasi nende asemel, mis on lakanud töötamast. Loodus lihtsalt unustas, kuidas seda teha. Võib-olla pean ma talle seda meelde tuletama.

Nagu alati, aitas Tema Majesteet Chance. Immunoloog Helen Heber-Katz Philadelphiast andis kunagi oma laborandile rutiinse ülesande: augustas laborihiirte kõrvad, et neile sildid kinnitada. Paar nädalat hiljem tuli Heber-Katz hiirte juurde valmis siltidega, kuid... ei leidnud kõrvadest auke.

Tegime seda uuesti ja saime sama tulemuse: paranenud haavale polnud aimugi. Hiirte kehad taastasid kudesid ja kõhre, täites tarbetuid auke. Herber-Katz tegi sellest ainsa õige järelduse: kõrvade kahjustatud piirkondades on blasteem - samad spetsialiseerimata rakud nagu kahepaiksetel.

Kuid hiired on imetajad, neil ei tohiks selliseid võimeid olla. Katsed õnnetute närilistega jätkusid. Teadlased lõikasid hiirtel sabad maha ja... said 75 protsenti uuenemist! Tõsi, keegi isegi ei püüdnud ilmselgel põhjusel "patsientide" käppasid ära lõigata: ilma kauteriseerimiseta sureks hiir lihtsalt tohutu verekaotuse tõttu ammu enne kaotatud jäseme taastumise algust (kui üldse). Ja kauteriseerimine välistab blastema väljanägemise. Niisiis täielik nimekiri Hiirte taastumisvõimet ei olnud võimalik kindlaks teha. Siiski oleme juba palju õppinud.

Tõsi, oli üks "aga". Tegemist ei olnud tavaliste koduhiirtega, vaid kahjustatud immuunsüsteemiga eriliste lemmikloomadega. Heber-Katz tegi oma katsetest esimese järelduse: regeneratsioon on omane ainult hävitatud T-rakkudega - immuunsüsteemi rakkudega loomadele.

Siin on põhiprobleem: kahepaiksetel seda pole. See tähendab, et vastus sellele nähtusele peitub just immuunsüsteemis. Järeldus kaks: imetajatel on samad kudede regenereerimiseks vajalikud geenid kui kahepaiksetel, kuid T-rakud ei lase neil geenidel töötada.

Kolmas järeldus: organismidel oli algselt kaks haavade paranemise võimalust – immuunsüsteem ja taastumine. Kuid evolutsiooni käigus muutusid need kaks süsteemi üksteisega kokkusobimatuks – ja imetajad valisid T-rakud, kuna need olid tähtsamad, kuna need olid organismi peamine relv kasvajate vastu.

Mis mõtet on kaotatud kätt uuesti kasvatada, kui samal ajal keha kiiresti areneb vähirakud? Selgub, et immuunsüsteem, kaitstes meid infektsioonide ja vähi eest, kuid samal ajal pärsib meie võimet "iseennast parandada".

Kuid kas tõesti on võimatu midagi välja mõelda, sest sa tõesti tahad mitte ainult noorendada, vaid taastada keha elujõudu toetavad funktsioonid? Ja teadlased on leidnud, kui mitte imerohi kõigi hädade vastu, siis võimaluse saada veidi loodusele lähemale, aga mitte tänu blasteemile, vaid tüvirakkudele. Selgus, et inimestel on teistsugune taastumispõhimõte.

Pikka aega oli teada, et ainult kahte tüüpi meie rakud saavad taastuda - vererakud ja maksarakud. Kui mõne imetaja embrüo areneb, jäävad mõned rakud spetsialiseerumisprotsessist kõrvale.

Need on tüvirakud. Neil on võime täiendada verd või surevaid maksarakke. Luuüdi sisaldab ka tüvirakke, mis võivad muutuda lihaskoeks, rasvaks, luuks või kõhreks – olenevalt sellest toitaineid need antakse laboritingimustes.

Nüüd pidid teadlased katseliselt katsetama, kas on võimalik "käivitada" iga meie raku DNA-sse kirjutatud "juhised" uute elundite kasvatamiseks. Eksperdid olid veendunud, et peate lihtsalt sundima keha oma võimet "sisse lülitama" ja siis läheb protsess iseenesest. Tõsi, jäsemete kasvatamise võime satub kohe ajutise probleemiga.

See, mida tilluke keha hõlpsasti teha saab, on täiskasvanule üle jõu: mahud ja mõõtmed on palju suuremad. Me ei saa teha nagu vesilikud: moodustada väga väike jäse ja see siis kasvatada. Selleks vajavad kahepaiksed inimese kasvamiseks vaid paar kuud uus jalg enne normaalne suurus, inglise teadlase Jeremy Broxi arvutuste järgi pead olema vähemalt 18-aastane...

Kuid teadlased on leidnud tüvirakkude jaoks palju tööd. Kõigepealt tuleb aga öelda, kuidas ja kust need hangitakse. Teadlased teavad kõige rohkem suur hulk tüvirakud asuvad küll vaagna luuüdis, kuid igal täiskasvanul on nad oma algsed omadused juba kaotanud. Kõige lootustandvamaks ressursiks peetakse tüvirakke, mis on saadud nabaväädi veri.

Kuid pärast sündi saavad teadlased koguda ainult 50–120 ml sellist verd. Igast 1 ml-st vabaneb 1 miljon rakku, kuid ainult 1% neist on eellasrakud. See keha taastumisreservi isiklik reserv on äärmiselt väike ja seetõttu hindamatu. Seetõttu saadakse embrüote ajust (või muudest kudedest) tüvirakud – abortiivne materjal, ükskõik kui kurb sellest rääkida on.

Neid saab isoleerida, asetada koekultuuri, kus algab paljunemine. Need rakud võivad elada kultuuris kauem kui aasta ja neid saab kasutada iga patsiendi jaoks. Tüvirakke saab eraldada nabaväädiverest ja täiskasvanute ajust (näiteks neurokirurgia käigus).

Või saab selle eraldada hiljuti surnud inimeste ajust, kuna need rakud on resistentsed (võrreldes teiste rakkudega närvikude), püsivad need siis, kui neuronid on juba degenereerunud. Teistest organitest, näiteks ninaneelu, eraldatud tüvirakud ei ole oma kasutuses nii mitmekülgsed.

Ütlematagi selge, et see suund on fantastiliselt paljulubav, kuid pole veel täielikult läbi uuritud. Meditsiinis on vaja seitse korda mõõta ja seejärel kümme aastat uuesti kontrollida, et imerohi ei tooks kaasa mingit katastroofi, näiteks immuunnihet. Ka onkoloogid ei öelnud oma tugevat jah-sõna. Kuid sellegipoolest on juba edu olnud, kuigi ainult laboriarenduste ja kõrgemate loomadega tehtud katsete tasemel.

Võtame näiteks hambaravi. Jaapani teadlased on välja töötanud ravisüsteemi, mis põhineb geenidel, mis vastutavad fibroblastide – just hammaste ümber kasvavate ja neid hoidvate kudede – kasvu eest. Nad katsetasid oma meetodit koera peal, kes oli varem välja töötatud raske vorm periodontaalne haigus.

Kui kõik hambad välja kukkusid, töödeldi kahjustatud piirkondi ainega, mis sisaldas samu geene ja agar-agarit, happelist segu, mis annab rakkude paljunemiseks toitainekeskkonda. Kuus nädalat hiljem puhkesid koera kihvad.

Sama efekti täheldati ahvil, kelle hambad olid kuni põhjani lõigatud. Teadlaste sõnul on nende meetod palju odavam kui proteesimine ja võimaldab esimest korda tohutul hulgal inimestel oma hambaid sõna otseses mõttes tagastada. Eriti kui arvestada, et pärast 40. eluaastat esineb 80%-l maailma elanikkonnast kalduvus parodondihaigustesse.

Teises katseseerias täideti hambakamber dentiini viilidega (täites induktori rolli) sidekoe kummid (amfodontoom) reageeriva materjalina. Ja amfodont muutus ka dentiiniks. Lähitulevikus loodavad inglise hambaarstid liikuda edukate katsete juurest hiirtel edasiste laboriuuringute poole. Konservatiivsete hinnangute kohaselt maksavad varreimplantaadid Inglismaal sama palju kui tavapärased proteesid – 1500–2000 naela.

Uuringud on näidanud, et neerupuudulikkusega inimestel tuleb taaselustada vaid 10% neerurakkudest, et lõpetada sõltuvus dialüüsimasinast.

Ja sellesuunalised uuringud on kestnud juba aastaid. Kui oluline see on - mitte õmmelda, vaid uuesti kasvatada, mitte istuda pillide peal, vaid taastada terve funktsioon, kasutades keha varjatud võimalusi.

Eelkõige on leitud viis, kuidas kasvatada uusi insuliini tootvaid pankrease beetarakke, mis lubab miljonitel diabeetikutel igapäevastest süstidest leevendust. Ja katsed tüvirakkude kasutamise võimaluse kohta diabeedivastases võitluses on juba lõpufaasis.

Samuti tehakse tööd regenereerimist sisaldavate toodete loomisel. Ontogeny on välja töötanud kasvufaktori nimega OP1, mis saab peagi müügiloa Euroopas, USA-s ja Austraalias. See stimuleerib uue luukoe kasvu. OP1 aitab keeruliste luumurdude ravis, kui murtud luu kaks osa on üksteisega väga valesti joondatud ega saa seetõttu paraneda.

Sageli sellistel juhtudel jäse amputeeritakse. Aga OP1 stimuleerib luukoe nii et see hakkaks kasvama ja täidaks murdunud luu osade vahel oleva tühimiku. IN Vene Instituut Traumatoloogia ja ortopeedia teadlased saavad tüvirakke luuüdi. Pärast 4-6 nädalat kultuuris paljundamist siirdatakse nad liigesesse, kus nad rekonstrueerivad kõhrepinnad.

Ja mõni aasta tagasi tegi rühm inglise geneetikuid sensatsioonilise teadaande: nad alustavad tööd südame kloonimisega. Kui katse õnnestub, ei ole vaja siirdamist, mis võib viia kudede äratõukereaktsioonini. Kuid on ebatõenäoline, et lainegeneetika piirdub ainult regenereerimisega siseorganid, ja teadlased loodavad, et nad õpivad patsientidele jäsemeid "kasvatama".

Tüvirakkudel on suured väljavaated ka günekoloogia vallas. Kahjuks on tänapäeval paljud noored naised määratud viljatusele: nende munasarjad on lõpetanud munaraku tootmise.

See tähendab sageli, et rakkude kogum, millest folliikulid tekivad, on ammendatud. Seetõttu on vaja otsida mehhanisme, mis neid täiendavad. Esimesed julgustavad tulemused selles valdkonnas on ilmunud hiljuti.

Teadlased juba näevad, kuidas päästa inimesi, kellel on diagnoositud kohutav diagnoos- maksatsirroos. Nad usuvad, et haiguse arengu mõnes etapis võib terve organi siirdamise asendada ainult tüvirakkude sissetoomisega (arterivoodi kaudu, otsesed punktsioonid, rakkude otsesiirdamine maksakoesse). Venemaa Meditsiiniteaduste Akadeemia kirurgiakeskuse spetsialistid on alustanud pilootuuringut ja esimesed tulemused on julgustavad.

Ukraina teadlased viivad selles valdkonnas läbi väga huvitavaid eelarendusi südame-veresoonkonna haigused. Juba praegu on nad kogunud eksperimentaalseid tõendeid selle kohta, et tüvirakkude sisestamine müokardiinfarkti või raske isheemiaga patsientidele on paljutõotav ravimeetod.

Esimesed kliinilised katsed tüvirakkude siirdamisega, mis algasid USAs Pittsburghi ülikoolis, andsid häid tulemusi ja raskelt haigetel patsientidel, kellel on olnud isheemiline või hemorraagiline insult. Pärast rakuteraapiat on nende neuroloogiline taastusravi selgelt märgatav.

Kahjuks on hirmutav statistika emakasisese ajukahjustusega laste, sealhulgas nende hulgas ajuhalvatus. On juba tõestatud, et kui sellised lapsed alustavad tüvirakkude siirdamist (või nende stimuleerimisele suunatud ravi, st oma endogeensete rakkude lokaliseerimist kahjustatud piirkonnas), siis pärast esimest eluaastat täheldatakse sageli, et isegi säilitades. anatoomiliste ajudefektidega lastel on minimaalsed neuroloogilised sümptomid.

Tõhusalt arendatud tüvirakkude siirdamise tehnoloogiad võivad meie elu täielikult muuta. Kuid see on tulevik ja täna pole sellel teadmistevaldkonnal isegi oma nime, on ainult valikud: “rakuteraapia”, “tüvirakkude siirdamine”, “regeneratsioonimeditsiin”, isegi “koetehnoloogia” ja “organitehnoloogia”.

Kuid juba praegu on võimalik loetleda kõik selle uue suuna võimalused. Ega asjata öeldakse, et 21. sajand möödub bioloogia märgi all ja võib-olla aitab inimkonda kahepaiksete ja algloomade poolt miljonite aastate jooksul säilitatud regeneratsioonikogemus.