Глава 4. Биологическое и медицинское значение регенерации.

Регенерация органов и тканей представляет актуальную медико-биологическую проблему, имеющую самое прямое отношение к различным областям медицины. Последствия травм, оперативных вмешательств, поражений органов при различных патологических процессах тесным образом связаны с регенерацией и компенсацией функций. Заживление кожных ран после травм и ожогов, переломов костей, восстановление повреждений внутренних органов после перенесенных заболеваний невозможны без способности этих органов и поврежденных тканей к регенерации. Поэтому биологи изучают эту проблему как неотъемлемое свойство живых систем, а врачи видят в восстановительной способности организма надежного союзника в борьбе за здоровье человека. Познать сущность регенерационных процессов и на основе этого управлять замечательной способностью организма к восстановлению - это значит существенно расширить наши лечебные возможности.

Биологическое значение регенерации заключается в том, что благодаря способности к регенерации организм может существовать в течение длительного времени в меняющейся окружающей среде и приспосабливаться к ее воздействиям, сохраняя внутреннее постоянство и жизнеспособность даже после повреждений, не являющихся губительными.

Гомеостаз (греч. homeo - подобный, одинаковый и stasis – состояние) – свойство живых систем поддерживать постоянство внутренней среды, а также основные черты присущей им организации, несмотря на непрерывную изменчивость параметров окружающей среды.

Основу гомеостаза составляют наследственно закрепленные механизмы, сложившиеся в процессе эволюции. Их эффективность во многом определяется генотипом. Разнообразием генотипов в пределах вида объясняются индивидуальные различия в реакциях особей на одни и те же воздействия окружающей среды.

Система поддержания организмом гомеостаза сложна и строится на бесконечном разнообразии его компенсаторно-приспособительных реакций. Компенсаторно-приспособительные реакции, обеспечивающие гомеостаз, представляют собой разнообразные комбинации его физиологических функций, развертывающихся на той же, что и в норме, материальной основе.

Современные исследования показывают, что материальное обеспечение структурного гомеостаза строится на следующих принципах:

- в состоянии относительного функционального покоя и общего числа одноименных структур активно функционирует лишь какая-то их часть;

- при более или менее длительной функциональной нагрузке, когда оказывается недостаточным включение в активную работу даже всех структур, которыми располагает орган, происходит увеличение их числа, т.е. гиперплазия. Гиперплазия охватывает все структурные уровни: амплификация (увеличение числа) генов, синтез белка, увеличение числа клеточных органелл, увеличение клетки, увеличение числа клеток за счет их деления.

Если в процессе функционального перенапряжения или под влиянием сильного патогенного воздействия часть структур погибает, то немедленно усиливается их воспроизводство и необходимое число структур быстро восстанавливается.

Таким образом, регенерация является механизмом, обеспечивающим регуляцию структурного гомеостаза, поддержания постоянства строения клеток, тканей и органов.

Способность к восстановлению – наследственное свойство организма, а степень, формы, скорость восстановления зависят от многих генетических и средовых факторов (см. гл. 2).

Исследования регенерации нормальных и патологически измененных органов и обратимости патологического состояния в последние три десятилетия, в силу своей актуальности и клинической значимости, приобрели значение самостоятельной проблемы, имеющей свои специальные методы: воспроизведение патологии на животных с последующим изучением репаративной регенерации в морфо-функциональном аспекте.

Давно известным регенерационным процессом у человека можно считать заживление кожных ран с образованием рубца. Это пример атипичной регенерации. Как показали специальные исследования, рубец, возникающий на месте повреждения кожи у взрослых млекопитающих и человека, практически не может перестроиться в нормальную кожу, содержащую весь комплекс элементов, обеспечивающих ее нормальное строение и функционирование (Е.А. Ефимов, 1975). Рубцовая ткань замещает элементы, характерные для нормальной кожи: дермальные сосочки, сальные и потовые железы, волосяные фолликулы и др. Однако рядом исследователей было показано , что у теплокровных на месте раны возможно образование регенерата, приближающегося по строению к интактной коже. Например, использование дезоксикортикостеронацетата и тироксина в виде аппликации для лечения кожных ран значительно стимулирует скорость регенерации и заживление ран (Л.Б. Миролюбова, 1983).

Наиболее важное клиническое значение имеет восстановление больного органа с восстановлением и его функций. Повреждение внутренних органов в результате заболевания у человека нередко сопровождается гибелью специфических клеточных элементов и замещением их соединительно-тканными рубцами. Возникает фиброз или цирроз, например, цирроз печени, легкого, почки. Как правило, такие больные погибают. Поэтому большой практический интерес представляет изучение регенерации патологически измененных органов. Клиническое значение регенерации заключается в использовании уникальной способности организма восстанавливать структуру и функцию нарушенных патологическим процессом органов и тканей. Лечебные мероприятия, направленные на восстановление нарушенных функций организма путем усиления естественных регенерационных процессов получили название регенерационной терапии. Некоторые методы регенерационной терапии уже сейчас широко используются в клинике. Например, при лечении ожогов кожи, заживлении ран, удлинении конечностей, ликвидации костных и мышечных дефектов и т.д. Сложнее обстоит дело с использованием регенерационной терапии в клинике внутренних болезней. Большой интерес представляет изучение способности к репаративной регенерации цирротически измененной печени. Эту проблему успешно разрабатывал Б.П. Солопаев (Н. Новгород) и др. До сих пор нет достаточно эффективных терапевтических средств лечения циррозов печени. Как было показано в экспериментах на животных (см.гл.3), печень, даже патологически измененная, способна к репаративной регенерации. Если удалить часть цирротически измененной печени, то в оставшемся органе усиливаются регенерационные процессы, в результате которых разросшаяся соединительная ткань рассасывается и через некоторое время исчезает, а печень восстанавливает свою структуру, функцию и массу. Эти данные послужили основанием для использования резекции печени в клинике.

В 1961-1970 гг. резекцию печени при циррозах с хорошим клиническим эффектом провели хирурги Д.Л. Пиковский и В.А. Гагушин в г. Горьком, А.Ф. Томашевский в г. Ленинграде. Разработаны показания и противопоказания к резекции печени при циррозах. Результаты этих исследований были представлены в докладе академика Б.А. Королева на XXIV Международном конгрессе хирургов в Москве (1971). Сравнение результатов общепринятого метода лечения 160 больных циррозом печени в терапевтических стационарах и оперативного лечения, проведенное Т.В. Нарциссовым (1985), показало преимущество метода регенерационной терапии: резекция печени и введение стимуляторов регенерации.

Д.В. Усовым (1985) разработан и предложен в клинику метод электрокоагуляции поверхности печени как способ регенерационной терапии, которую в сочетании с длительной внутриклеточной оксигенацией (введение О₂ в кишечник) дает положительный клинический эффект при лечении больных циррозом печени.

Резекция цирротически измененной печени вирусной этиологии у детей в объеме 7-10% ткани в сочетании с резекцией селезенки или без нее, стимулирует процессы регенерации паренхимы и способствует снижению фиброза и повышению функции органа (Т.В. Лукоянова и др., 1997).

В настоящее время в странах СНГ выполнено более 600 операций резекции печени по поводу цирроза. Все авторы отмечают положительный клинический эффект.

Наряду с резекцией печени для усиления регенерационных процессов предложены ряд биологически активных препаратов (гормоны, пиримидиновые основания, экстракты, гидролизаты печени и др.). Наиболее эффективным оказался хорионический гонадотропин - гормон беременности. Использование хориогонина в клинике при хронических гепатитах и циррозах у детей показало хороший клинический эффект (И.М. Солопаева, А.И. Волкова, Г.В. Малюгин, 1974).

Лечебный эффект методов регенерационной терапии болезней печени обусловлен тем, что в печени происходит усиление пролиферации нормальных гепатоцитов, увеличение их числа и плоидности, повышение коллагенолитической активности клеток соединительной ткани, нормализация структуры и функции органа и резорбция (рассасывание) избыточно разросшейся при циррозе волокнистой соединительной ткани (А.А. Косых, 1992).

В последние годы все чаще для ускорения восстановительных процессов в патологически измененной печени применяются физические факторы: магнитные поля, электрический ток, гипо- и гипертермия, лазерное облучение, гиперборическая оксигенация и др. Так, импульсное магнитное поле может усилить митотическую активность гепатоцитов после резекции нормальной печени у крыс в 5-7 и более раз.

Под действием лазерного излучения уменьшаются дистрофические и некробиотические процессы в печени, нормализуется ультраструктура гепатоцитов. Высокая проникающая способность низкоэнергетического лазерного излучения дала возможность применять его в комплексном лечении больных хроническими заболеваниями печени. При лазерном облучении печени через кожу у больных с разными формами гепатитов раньше, чем в контрольной группе, уменьшаются размеры, плотность и болезненность печени, раньше нормализуется белковый обмен, количество билирубина в крови и активность трансаминаз.

Изучение процессов регенерации имеет большое значение в пульмонологии. Так, отмечена возможность рассасывания фиброзных изменений в легких в исходе туберкулеза после проведения комбинированного противотуберкулезного лечения.

С целью ускорения процессов заживления операционных ран используются лекарственные стимуляторы регенерации: пуриновые и пиримидиновые производные (оратат калия, пентоксил, метилурацил и др.). Положительный эффект этих препаратов отмечен при лечении холецистита, спаечной болезни, панкреатита, язвенных дефектов слизистой оболочки желудка и 12-перстной кишки, трофических язв конечностей и др. Эти препараты повышают иммунобиологические (защитные) реакции организма, оказывают противоспаечное и противовоспалительное действие.

В экспериментах на животных показана возможность регенерации симпатических нейронов. Восстановительные процессы начинаются в области тела нейрона и затем распространяются на отростки и терминальные структуры. Кроме того, на фоне начавшейся регенерации ранее денервированный нейрон восстанавливает свои пластические свойства, которые проявляются в образовании новых отростков и синаптических структур. У человека при некоторых хронических заболеваниях, в частности при коронарной недостаточности наряду с дистрофическими и некробиотическими процессами со стороны нервных элементов имеют место явления регенерации. Процессы регенерации выражаются в гипертрофии некоторых нейронов и гиперплазии их отростков. Новообразовательные процессы отмечаются также со стороны некоторых преганглионарных волокон. Регенерация преганглинарных волокон ведет к образованию новых синаптических структур (А.Т. Гретен, 1970; А.П. Хренов, 1970).

Высокие регенерационные возможности слизистой оболочки желудка и 12-перстной кишки отмечены у детей при язвенных дефектах различной этиологии. При своевременной диагностике и правильном лечении регенерация протекает активно и ведет к обратимости патологического процесса.

Слизистой оболочке желудка свойственно непрерывное обновление эпителия. Процессы физиологической и репаративной регенерации находятся под контролем различных регуляторных механизмов: гормональных, нервных, межтканевых, внутритканевых и внутриклеточных, функциональных (Лиознер Л.Д., 1977). Регенерационная способность слизистой оболочки желудка зависит от таких факторов как голодание, денервация, воздействие гормонов и др. биологически активных веществ, от повреждающих факторов. Высокая активность пролиферативных процессов в слизистой оболочке желудка обеспечивается не только за счет увеличения числа клеток-предшественников в зоне камбиальных элементов, но и за счет расширения зоны расположения пролиферирующих клеток вдоль желудочных желез. (Т.В. Цодиков, 1983).

Высокой регенерационной способностью обладают кости, мышцы. Отмечено полное восстановление сосудистой стенки и эндотелия при использовании сосудосшивающих аппаратов.

Основными механизмами регенерации патологически измененных органов являются пролиферация, полиплоидизация и гипертрофия клеточных элементов поврежденных органов.

Процессы регенерации находятся под гормональным, нервным и генетическим контролем.

Деструктивные изменения органов с одной стороны, и репаративная регенерация - с другой, представляют собой два варианта отклонения физиологической регенерации от ее нормального хода: "отрицательный" и "положительный". По мнению Д.С. Саркисова деструктивные изменения, физиологическая и репаративная регенерация - не разные, четко отграниченные друг от друга процессы, а только разные формы, которые под влиянием внешней среды принимает всегда одни и тот же процесс - обновление структур организма. Дистрофия и репаративная регенерация - полярные состояния физиологической регенерации в больном организме.

Существующее до сих пор представление о том, что восстановительные процессы включаются в общую схему болезни лишь на этапе выздоровления несостоятельны. Современные электронно-радиоавтографические исследования показали, что интенсификация компенсаторно-приспособительных реакций происходит с самого начала действия патогенного раздражителя. Поэтому, по мнению Д.С. Саркисова, репаративную регенерацию следует рассматривать не в качестве завершающего этапа болезни, а такой реакции организма, которая включается в ходе патологического процесса немедленно, практически одновременно с началом действия патогенного фактора и сосуществует с дистрофическими и некротическими изменениями в качестве противовеса им на всем протяжении болезни.

Темы докладов для студентов.

1. Регенерация органов и тканей. Способы ее осуществления.

Вопросы:

а) Физиологическая регенерация и ее значение в жизнедеятельности живых организмов;

б) Репаративная регенерация; способы репаративной регенерации: эпиморфоз, морфоллаксис, эндоморфоз, рубцевание, соматический эмбриогенез, регенерация путем индукции;

в) Механизм и источники регенерации.

Литература: 5, 14, 19, 23, 28, 33, лекция.

2. Регенерационная способность в процессе онто- и филогенеза.

Вопросы:

а) Изменение регенерационной способности в процессе филогенеза;

б) Точки зрения, объясняющие регенерационную способность организма;

в) Изменение регенерационной способности в процессе онтогенеза.

Литература: 5, 8, 10, 11, 19, 23, 24, 28, 33, лекция.

3. Биологическое и медицинское значение регенерации.

Вопросы:

а) Регенерация патологически измененных органов в эксперименте (печень, легкие, сердце, почки, желудок, кишечник, кожа, кости);

б) Понятие регенерационной терапии;

в) Способы регенерационной терапии (хирургические, лекарственные, физические и т.д.).

Литература: 2, 3, 7, 8, 9, 15, 21, 24, 25, 26, 27, 30, 31, 32, 33, лекция.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т./Под ред. Р. Сопера.- М.:1993.

2. Ефимов Е.А. Посттравматическая регенерация кожи. - М.: Медицина, 1975. - 168 с.

3. Журавлев В.А. Большие и предельно большие резекции печени. Изд-во Саратовского ун-та, 1986. - С. 3-24.

4. Клеточное обновление /Под ред. Л.Д. Лиознера.-Л.:Медицина,1966.- 270 с.

5. Клишов А.А. Гистогенез и регенерация тканей. - Л.: Медицина. - 1984. - С. 154-180.

6. Королев Б.А., Гагушин В.А. Хирургия циррозов печени. - М.: Медицина, 1973. - 160 с.

7. Косых А.А. Влияние хориогонина на соединительную ткань патологически измененной печени //Нижегородский мед. журнал, 1996.-№2.-С.13-17.

8. Косых А.А. Роль соединительной ткани в репаративной регенерации нормальной и цирротически измененной печени крыс. //Регенерация. Адаптация. Гомеостаз. - Горький, 1990. - С. 21-30.

9. Косых А.А. Соединительная ткань печени в норме, при хроническом гепатите и циррозе в условиях регенерации. Автореф. Дисс. докт. мед. наук., М.- 1992.- 32 с.

10. Лиознер Л.Д. Основные проблемы учения о регенерации. - М.: Наука. - 1975. - 104 с.

11. Лиознер Л.Д. Теоретические и экспериментальные подходы к изучению регенерации у млекопитающих //Клеточные основы регенерации у млекопитающих. - М.: Наука,1984.-С.4-18.

12. Лукоянова Г.М., Дикушин А.Н., Цирдава Г.Ю. и др. Хирургическое лечение циррозов печени у детей //Нижегородский мед. журнал, 1997.- №1.- С. 35-39.

13. Миролюбова Л.Б. Биометрическая оценка состояния репаративного процесса в ранах //Сб. Эпителий и соединительная ткань в нормальных, экспериментальных и патологических условиях.

14. Мэттсон П. Регенерация - настоящее и будущее: Пер. с англ. /Перевод Лиознера А.Л.; Под ред. И с послесл. А.Г.Бабаевой .- М.: Мир, 1982.- 175 с.

15. Нарциссов Т.В. Техника некоторых хирургических вмешательств при циррозе печени //Диагностика и лечение заболеваний печени, поджелудочной железы, селезенки и двенадцатиперстной кишки. - Тюмень,1987.-С.16-17.

16. Общая патология человека: руководство для врачей /Под ред. А.И. Струкова, В.В. Серова, Д.С. Саркисова: В 2 т. - 2-е изд., перераб. и доп. - АМН СССР. - М.: Медицина, 1990. - 448 с.

17. Основы общей биологии /Под общ. ред. Э. Либберта. - М.: Мир, 1982. - 437 с.

18. Платонов О.М. Экспрессия генома на ранних стадиях регенерации печени, вызванной частичной гепатэктомией. (03-00-04 - Биохимия). Автореф. Дисс. докт. биол. наук, Киев, 1983.

19. Полежаев Л.В. Регенерация путем индукции. - М.:Медицина, 1977. - 184 с.

20. Романова Л.К. Ультраструктурные основы повреждения и регенерации легких /Сб. Клеточные основы регенерации у млекопитающих. - М.: Наука, 1984. - С. 40-62.

21. Садовникова В.В. Влияние импульсного магнитного поля на репаративные процессы в патологически измененной печени. //Регенерация. Адаптация. Гомеостаз. - Горький, 1990. - С. 30-37.

22. Саркисов Д.С. Регенерация и ее клиническое значение. - М.: Медицина, 1970. - 281 с.

23. Сидорова В.Ф. Возраст и восстановительная способность органов у млекопитающих. - М.: Медицина, 1976. - 203 с.

24. Солопаев Б.П. Регенерация нормальной и патологически измененной печени. Экспериментальные основы регенерационной терапии болезней печени. - Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1980. - 240 с.

25. Солопаев Б.П. Проблема регенерации патологически измененных органов и обратимости патологических изменений. Регенерационная терапия - резерв борьбы за здоровье человека. //Регенерация. Адаптация. Гомеостаз. - Горький, 1990. - С. 6-14.

26. Солопаева И.М., Волкова А.А., Малюгин Г.В. и др. Стимуляция регенерационных процессов в печени биологически активными веществами и влияние их на течение хронического гепатита у детей. //Актуальные вопросы гастроэнтерологии. - М., 1974. - С. 48-55.

27. Солопаева И.М.; Солопаев Б.П. Стимуляция регенерации патологически измененной печени и хорионический гонадотропин. - Н. Новгород: изд-во ННГУ, 1991. - 124 с.

28. Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций: Руководство /АМН СССР; Л.И. Аруин, А.Г. Бабаева, В.Б. Гельфанд и др.; Под ред. Д.С. Саркисова. - М.: Медицина, 1987. - 448 с.

29. Студитский А.Н. Основы биологической теории регенерации. //Вопросы восстановления органов и тканей позвоночных животных. - М. - Изд-во АНССР, 1954. - С. 138-157.

30. Усов Д.В. Опыт хирургического лечения цирроза стимуляцией регенерации печени //Регенерация печени. Регенерационная терапия болезней печени: Сб. науч. тр./Горьк. мед. ин-т. - Горький,1985.- С.70-75.

31. Усов Д.В. Опыт хирургического лечения цирроза стимуляцией регенерации печени. // Регенерация печени. Регенерационная терапия болезней печени. - Горький, 1985. - С. 70-75.

32. Усов Д.В. Лечебная тактика при заболеваниях органов гепато-панкреато-дуоденальной зоны на современном этапе //Диагностика и лечение заболеваний печени, поджелудочной железы, селезенки и двенадцатиперстной кишки. - Тюмень, 1987.- С.3-5.

33. Биология. В 2-х кн. Кн.1: Учеб. для медиц. спец. вузов /В.Н. Ярыгин, В.И. Васильева, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова; Под ред. В.Н. Ярыгина. - М.: Высш. шк., 1997. - С. 377-396.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: