Сущность физиологической регенерации
Физиологическая регенерация – это процесс восстановления клеток, тканей, внутриклеточных структур после их разрушения.
Процессы восстановления и обновления идут в организме на протяжении всего периода его существования. Физиологическая регенерация позволяет поддержать структурный гомеостаз и обеспечить процесс полноценного выполнения функций органами и системами органов. С физиологической точки зрения регенерация представляет собой проявление такого свойства организма, как саморегуляция.
Физиологическая регенерации проходит на нескольких уровнях:
- молекулярно-генетическом;
- внутриклеточном;
- тканевом уровне;
- органном;
- системном,
- организменном.
Уровни физиологической регенерации
На клеточном уровне при регенерации восстанавливаются все субклеточные структуры. На тканевом уровне восстанавливаются целые группы клеток, которые выполняют самые разнообразные функции. Примером физиологической регенерации такого типа можно назвать обновление кожного эпидермиса, роговицы глаза, клеток периферической кровеносной системы. Такой тип регенерации часто называют пролиферативным.
Пролиферативная регенерация – это тип физиологической регенерации, который происходит за счет деления клеток в ходе их восстановления.
Физиологическая регенерация проходит в две фазы:
- разрушительную (распад клеток);
- восстановительную (стимуляция пролиферации).
При восстановлении клеток ключевую роль играет действие гормонов. Физиологическая регенерация характерна для всех организмов, но более интенсивно она протекает у теплокровных животных, поскольку у них достаточно быстрый обмен веществ. Физиологическая регенерация на клеточном уровне проходит по-разному, что объясняется спецификой клеток. По способности к регенерации выделяют:
- лабильные клетки (например, клетки кожи или различных участков желудочно-кишечного тракта);
- стабильные клетки (клетки печени);
- статические (нервные клетки).
Значение физиологической регенерации организма определяется тем, что:
- происходит клеточное и внутриклеточное обновление свойств организма;
- увеличивается диапазон приспособительных колебаний и функциональной активности различных частей клетки;
- обеспечивает восстановление нарушенных под воздействием патогенных факторов функций.
Физиологическая регенерация позволяет обеспечить гомеостаз организма. На молекулярно-генетическом уровне регенерация запускается процессами конвариантной редупликации ДНК и репарации.
Гомеостаз – это свойство живых организмов, которое заключается в возможности сохранять относительное постоянство внутренней среды под влиянием различных факторов.
Физиологическая регенерация происходит за счет восстановления клеточных мембран и компенсаторного увеличения целого ряда органоидов. Также существует кибернетический принцип отрицательной и обратной связи при физиологической регенерации, который заключается в изменении внутриклеточного синтеза.
Физиологической регенерации на всех уровнях способствует воздействие нервных и эндокринных механизмов.
На тканевом уровне физиологическая регенерация проходит путем адекватного соотношения процессов деления и внутриклеточного синтеза. Органный уровень физиологической регенерации не отличается высокой степенью интенсивности, но при этом он регулируется центрами спинного мозга и ядрами головного мозга, а также гормонами желез внутренней секреции. Тканевой и органный уровень регенерации можно отследить на уровне регенерации мышц хвоста ящериц. На этом уровне присутствует такое явление как компенсаторная гипертрофия. Она выражается в том, что разрушенный орган не восстанавливается, но растет его сохранённая часть. Иногда происходит увеличение одного из парных пораженных органов (таких как печень или почки млекопитающих).
Следует отметить тот факт, что первые опыты по изучению физиологической регенерации были проведены французским ученым Р. Реомюром. Что касается организменного уровня физиологической регенерации, то она характерна для небольшой группы животных, а именно низших представителей фауны. Например, представитель кишечнополостных животных, а именно пресноводная гидра, может восстановить целый организм из одной двухсотой части собственного тела. Кольчатые черви также могут восстановить собственный организм из нескольких частей.
Восстановление организма после нарушения его структурной целостности происходит различными способами. Но при этом необходимым условием является наличие раневой поверхности, в которой происходит регенерация. В данном случае типичным видом регенерации можно назвать эпиморфозм.
Эпиморфоз (надставка) – это способ регенерации, при котором утраченный орган отрастает от раневой поверхности. Клетки размножаются, образуется регенерационный зачаток.Дифференцировка его клеток восстанавливает орган. Пример: восстановление хвоста у ящерицы.
Необходимо различать феномены регенерации регенерационной способности.
Регенерационная способность – это потенциальная возможность восстановления органа, которая сохраняется при определенных обстоятельствах.
Регенерационная способность резко меняется в пределах не только одного типа или класса, но и рода, семейства, отряда. Поэтому систематическое положение животного не определяет уровень его регенерационной способности.
Разные организмы имеют различную степень регенерационной способности. Например, у позвоночных она ограничивается внутренними органами, но при этом их исходная форма часто не восстанавливается полностью и остаётся так называемый рубец.
У моллюсков может регенерировать мантия, сифон, глаза и щупальца, а также жабры. Для млекопитающих часто характерная кожная регенерация.
