Пішак_Медична біологія_2004. Лауреат и но белівсь ко ї прем І ї мечников І
 Скачать 14.51 Mb.
|
|
Розділ 1. Біологічні основи життєдіяльності людини відкриті так звані клітини сателіти, що знаходяться під оболонкою, або сарколемою, м'язового волокна і спроможні занурюватися усередину волокна діли- тися і перетворюватися в ядра і цито або саркоплазму, м'язового волокна. У процесі фізіологічної регенерації беруть участь також камбіальні клітини, тобто найменш диферен- ційовані або найменш спеціалізовані, які дають початок клітинам, що поступово диференціюються або спеціалізуються. Наприклад, камбіальними кліти- нами епідермісу шкіри є клітини базального шару. Процес фізіологічної регенерації властивий усім тканинам. Найбільш універсальною його формою є внутрішньоклітинна регенерація. Висока її інтен- сивність забезпечує тривалість життя клітин, що відповідає часу життя всього організму. Фізіологічна регенерація зберігає цілісність і нормальну життєді- яльність окремих тканин, органів і всього організму. Репаративна регенерація. Відновлення органів, тканин та інших структур після ушкодження, а та- кож відновлення цілого організму з його частини на- зивають репаративною регенерацією (від лат. reparativus відновлювальний). Фізіологічна і репа- ративна регенерації не є відособленими, незалежни- ми одна від одної. Репаративна регенерація розгор- тається на підґрунті фізіологічної, тобто на основі тих же механізмів, і відзначається лише більшою інтен- сивністю проявів. Тому репаративну регенерацію роз- глядають як нормальну реакцію організму на ушкод- ження, що характеризується різким посиленням фізіо- логічних механізмів відтворення специфічних тканин- них елементів різних органів. Репаративна регенерація може бути типовою (гомоморфоз) і атиповою (гетероморфоз). При гомоморфозі відновлюється такий же орган, як і втрачений. При гетероморфозі відновлені органи відрізняються від типових. При цьому відновлення втрачених органів може проходити шляхом епімор фозу, морфалаксису, ендоморфозу (або регенерацій- ною гіпертрофією), компенсаторною гіпертрофією. Епіморфоз (від грец. επί після і μορφή форма) це відновлення органа шляхом відростання від ранової поверхні, що підлягає при цьому чуттєвій перебудові. Тканини, що прилягають до ушкодже- ної ділянки, розсмоктуються, відбувається інтенсив- ний поділ клітин, що дають початок зачатку реге нерата (бластемі). Потім відбувається диференці- ювання клітин і формування органа або тканини. За типом епіморфозу проходить регенерація кінцівок, хвоста, зябер в аксолотля, трубчастої кістки від окістя після вилущування діафіза у кролів, пацюків, м'яза від м'язової кукси у ссавців та ін. До епімор- фозу відноситься і рубцювання, при якому відбу- вається закриття ран, але без відновлення втраче- ного органа. Епіморфозна регенерація не завжди дає точну копію видаленої структури. Таку регенера- цію називають атиповою. Відрізняють декілька різновидів атипової регенерації. Гіпоморфоз (від грец. ύπό під, внизу і μορφή форма) регенерація з частковим заміщенням ам- путованої структури (у дорослої шпорцевої жаби ви- никає остеподібна структура замість кінцівки). Гетероморфоз (від грец. έτερος інший, дру- гий) поява іншої структури на місці втраченої (по- ява кінцівки на місці антен або ока у членистоногих ). Морфалаксис (від грец. μορφή форма, вигляд, αλλαξ,ις обмін, зміна) це регенерація, при якій відбувається реорганізація тканин із ділянки, що за- лишилася після пошкодження, майже без клітинного розмноження шляхом перебудови. З частини тіла шляхом перебудови утворюється ціла тварина або орган менших розмірів. Потім розміри особини, шо утворилася, або органа збільшуються. Морфалаксис спостерігається в основному у низькоорганізованих тварин, у той час як епіморфоз у більш високоорга нізованих. Морфалаксис є основою регенерації гідр. гідроїдних поліпів, планарій. Часто морфалаксис і епіморфоз відбуваються одночасно, у поєднанні. Регенерація, що відбувається усередині органа, називається ендоморфозом, або регенераційною гіпертрофією. При цьому відновлюється не форма, а маса органа. Наприклад, при крайовому пора- ненні печінки відділена частина органа ніколи не відновлюється. Пошкоджена поверхня відновлюєть- ся, а усередині іншої частини посилюється розмно- ження клітин і впродовж декількох тижнів після ви- далення 2/3 печінки відновлюється вихідна маса і об'єм, але не форма. Внутрішня структура печінки виявляється нормальною, її часточки мають типо- вий розмір і функція органа відновлюється. Близькою до регенераційної гіпертрофії є компен- саторна гіпертрофія, або вікарна (замісна). Цей засіб регенерації пов'язаний із збільшенням маси органа або тканини, викликаний активним фізіолог 268 1.3. Онтогенетичний рівень організації життя ічним навантаженням. Збільшення органа відбу- вається за рахунок поділу клітин та їх гіпертрофії. Гіпертрофія клітин полягає в рості, збільшенні числа і розмірів органел. У зв'язку зі збільшенням структурних компонентів клітини підвищується її життєдіяльність і працездатність. При компенса торній гіпертрофії відсутня ушкоджена поверхня. Спостерігається цей вид гіпертрофії при видаленні одного з парних органів. Так, при видаленні однієї з нирок інша зазнає підвищеного навантаження і збільшується в розмірі. Компенсаторна гіпертрофія міокарда часто виникає у хворих на гіпертонічну хворобу (при звуженні периферичних кровоносних судин), при вадах клапанів. У чоловіків при розрос- танні передміхурової залози утруднюється виділен- ня сечі і гіпертрофується стінка сечового міхура. Процес регенерації відбувається в багатьох внутріш- ніх органах після різноманітних запальних процесів інфекційного походження, а також після ендогенних порушень (нейроендокринні розлади, пухлинний ріст, дія токсичних речовин). Репаративна регенерація в різноманітних тканинах проходить по різному. У шкірі, слизових оболонках, сполучній тканині після ушкодження відбувається інтенсивне розмноження клітин і відновлення тканини, подібної до втраченої. Таку регенерацію називають повною, або pecmu туційною. У випадку неповного відновлення, при якому заміщення відбувається іншою тканиною або структурою, говорять про субституцію. Регенерація органів відбувається не тільки після видалення їх частини хірургічним шляхом або внас лідок травмування (механічного, термічного тощо), але й після перенесення патологічних станів. На- приклад, на місці глибоких опіків можуть бути ма сивні розростання щільної сполучної рубцевої тка- нини, але нормальна структура шкіри не віднов люється. Після перелому кістки за відсутності зміщення відламків нормальна будова не віднов- люється, а розростається хрящова тканина й ут- ворюється несправжній суглоб. При ушкодженні покривів відновлюється як сполучнотканинна ча- стина, так і епітелій. Проте швидкість розмножен- -я клітин пухкої сполучної тканини є більш висо- кою, тому ці клітини заповнюють дефект, утворю ються волокна і після великих ушкоджень фор- мується рубцева тканина. Щоб не допустити цьо- го, застосовують пересадку шкіри, взятої у тої жабо іншої людини. У даний час для регенерації внутрішніх органів застосовують штучні пористі каркаси, по яких рос- туть тканини, що регенерують. Тканини пророста- ють через пори і цілісність органа відновлюється. Регенерацією за каркасом можна відновити крово- носні судини, сечовід, сечовий міхур, стравохід, трахею й інші органи. Стимуляція регенераційних процесів. За зви- чайних умов експерименту у ссавців ряд органів не регенерується (головний і спинний мозок) або відбу- довні процеси в них виражені слабко (кістки склепін- ня черепа, судини, кінцівки). Проте існують методи впливу, які дозволяють в експерименті (а іноді й у клініці) стимулювати регенераційні процеси і сто- совно окремих органів домогтися повноцінного відновлення. До таких впливів відноситься заміщен- ня видалених ділянок органів гомо і гетеротранс плантатом, який сприяє замісній регенерації. Сут- ність замісної регенерації полягає в заміщенні або проростанні трансплантатів регенераційними ткани- нами хазяїна. Крім того, трансплантат є каркасом, завдяки якому можлива спрямована регенерація стінки органа. Для ініціювання стимуляції регенераційних процесів дослідники використовують також ряд речовин різно- манітної природи екстракти з тваринних і рослин- них тканин, вітаміни, гормони щитоподібної залози, гіпофіза, наднирників та лікарські препарати. 269 • значення регенерації для систе- ми гомеостазу Вивчення процесів регенерації дозволило дослід- никам встановити, що регенерація подібна ембріо- генезу. Тільки при ембріогенезі органи утворюються вперше, а при регенерації вдруге. Спадкова основа цих процесів однакова. У процесі онтогенетичного розвитку на різних його стадіях відбувається репре- сія і дерепресія генів. При регенерації діють ті ж ме- ханізми, внаслідок яких відбувається активація тих генів, що були активні в ембріональному періоді. Ре- генерацію варто розглядати як повторний розвиток, 1.3.3.17 Особливості регенеративних процесів у людини Розділ 1. Біологічні основи життєдіяльності людини де головну роль відіграє нейрогуморальна регуляція, імунологічні чинники і функціональне навантаження, яке стимулює відновлювальний процес. Процес регенерації залежить від цілого ряду ен- догенних і екзогенних чинників, якими визначаєть- ся інтенсивність розвитку і кінцевий результат про- цесу. Найбільш вагомі чинники, що впливають на процес регенерації: 1. Вік. У молодому й юнацькому віці процеси регенерації перебігають інтенсивніше і більш дос- конало, ніж у літніх або людей старечого віку. 2. Харчування й обмін. Порушення загального харчування, що супроводжується виснаженням або авітамінозом (особливо дефіцитом вітамінів С і D), істотно затримує й уповільнює регенераційні процеси. 3. Гормональний фон. Порушення функціонуван- ня залоз внутрішньої секреції (особливо наднирників, щитоподібної залози, гіпофіза, статевих залоз) по- гіршує швидкість процесу регенерації. 4. Температурний чинник. Це обов'язковий компонент регуляції регенерації. Це доведено в дослі- дах на пойкілотермних тваринах і сперматогенезі. Наприклад, мітотична активність сім'яних канатиків перебігає нормальною тільки при опущенні яєчка з черевної порожнини, при крипторхізмі і штучному підігріві виявляється значно зниженою. 5. Стан кровотворення. Наявність анемії і лімфо пенії є доведеною у клінічній практиці ознакою зни- ження регенераційної здатності організму. 6. Стан центральної нервової системи. Гострі або хронічні стреси послаблюють процеси регене- рації і захисні механізми. Найбільш чутливою щодо цього вважається слизова оболонка шлунково киш- кового тракту, де можуть утворитися так звані "стресові" виразки. 7. Стан іннервації, кровообігу і лімфообігу. Уш- кодження нервових стовбурів веде до зниження ре- генерації в дистальних відділах, виникнення атрофіч- них процесів або утворення трофічних виразок. Поглиблене вивчення проблеми регенерації відкриває перспективи пізнання закономірностей, умов, механізмів процесів відновлення і розробки методів впливу на них. Ліквідація наслідків травм і захворювань людини, що призводять до руйнації уражених органів, одне з головних завдань меди- цини. Спроможність самого організму до регене- рації є необхідною умовою в боротьбі за здоров'я, працездатність і життя людини. У" багатьох тканинах постійно ідуть процеси фізіологічної регенерації, пов'язані з поділом і збільшенням кількості клітин. Порушення цих про- цесів викликає утворення пухлин. Виникнення пух- лини, яку називають бластемою зумовлюється надмірним розмноженням (проліферацією) атипових клітин, у яких порушені нормальні процеси життє- діяльності. Ці клітини набувають здатності розм- ножуватися, не досягши властивого для них рівня спеціалізації, внаслідок чого швидкість розмножен- ня дуже зростає. Розрізняють злоякісні та добро- якісні пухлини. Для клітин злоякісної пухлини влас- тива здатність до інфільтрування, тобто проростан- ня у навколишні тканини, метастазування і виділен- ня продуктів розпаду. Під метастазуванням розу- міють утворення вторинних вузлів росту пухлини в органах, які віддалені від місця виникнення первин- ної пухлини. Такі вузли (метастази) розвиваються у результаті перенесення та імплантації клітин ви- хідного новоутворення. Ріст доброякісних пухлин не супроводжується проростанням і руйнуванням навколишніх тканин, а тільки відсуненням їх (експансивний ріст). Прикладами можуть бути фіброма (пухлини із сполучної тканини) і міома (із м'язових елементів). Іноді доб- роякісні пухлини можуть малігнізуватися, тобто перетворюватися на злоякісні. Пухлини зареєстровані у всіх видів ссавців, але частота їх неоднакова. Виявлена специфічність пух- лин у тварин, які належать до різних видів, тому пух- лини пацюків не вдається прищепити мишам, морсь- ким свинкам, кролям і, навпаки. Тільки у виключ- них випадках, коли імунологічні механізми реципіє- нта (тобто тварини, якій робиться пересадження' були пригнічені рентгенівським опроміненням або кортизоном, подібні пересадження удавались. Мож- ливо, що людині властива не тільки видова, але й індивідуальна специфічність пухлин. Виявилася подібність в особливостях багатьох пухлин тварин і людини. Це дало підставу експери- ментальному вивченню росту пухлин на тваринах. Вивчення причин виникнення пухлин давно привело до уявлення про існування бластомогенних, або 270 1.3.3.18 Пухлинний ріст 1.3. Онтогенетичний рівень організації життя канцерогенних, факторів. Перш за все було відміче- но, що люди деяких професій частіше від інших хво- ріють певними формами злоякісних пухлин. Так, ще уст. в Англії був описаний рак сажотрусів. Потім у робітників хімічних підприємств була вияв лена підвищена захворюваність на рак ряду органів. Це змусило припустити існування професійних фак- торів, які зумовлюють виникнення пухлин. Пошуки призвели до відкриття ряду речовин, вплив яких ви- кликав у тварин злоякісний ріст. У 1915 р. вперше вдалося викликати пухлину на вушній раковині кроля шляхом систематичного змащування його кам'я- новугільною смолою. З'ясувалося, що бластомо генні властивості проявляють речовини різної хімічної природи; їх відомо дуже багато. У процесі обміну речовин у самому організмі можуть виникати продукти, які мають бластомогенні властивості. За хімічною структурою це можуть бути перини, продукти розщеплення амінокислот. На сьо- годні доведено, що надлишок власних гормонів гіпо фіза може призвести до розвитку пухлин яєчників, сім'яників, наднирників. Таким чином, порушення гормональної рівноваги може викликати пухлинний процес. Причина його лежить у втраті координації між нервовою системою і залозами внутрішньої секреції, а також між самими залозами. Канцерогенні властивості має іонізуюче випро мінювання (серед того рентгенівські промені), а та- кож тривале ультрафіолетове опромінювання. Таким чином, бластомогенними властивостями характеризуються різні хімічні і фізичні фактори, які мають як ендогенне, так і екзогенне походження. Поряд з теорією, яка пояснює пухлинний ріст дією бластомогенних факторів, виникла теорія вірусної етіології злоякісного росту. У 1911 р. американсь- кий учений Ф. Раус вперше показав, що саркома у курей може бути викликана введенням особливого вірусу. Встановлено вірусне походження деяких інших пухлин (лейкозів у курей, мишей і пацюків, бородавок у кролів і у людини). Вірусна теорія походження злоякісних пухлин була висунута російським ученим Л. О. Зільбером у 1944 1946 pp. Довгий час ця теорія зустрічала скептичне ставлення, головним аргументом проти неї була відсутність вірусів у клітинах пухлини. На початку 70 х років вірусна теорія отримала підтвердження у дослідах Г. Теміна і Д. Балтимора при вивченні зворотної транскрипції. Неонкогенні віру- си, потрапляючи у клітину, розмножуються у ній і при- водять її до загибелі. Онкогенні віруси поводять себе інакше: на молекулі РНК шляхом зворотної транс- крипції синтезується ДНК, потім ця ДНК вмонтовуєть- ся у геном клітини хазяїна, поєднуючись з її ДНК. Зна- ходячись у складі генетичного апарату клітини, чу- жорідна ДНК програмує синтез білків, специфічних для пухлинотвірного вірусу, що і призводить до перерод- ження нормальної клітини у злоякісну. Отже, стає зрозу- мілим, чому у клітинах пухлини не виявляється вірус: його роль проявилася на початкових етапах процесу зворотної транскрипції, після чого від нього не зали- шається ні білка, ні його власної РНК. На підставі сучасних даних вірусну теорію поход- ження злоякісних пухлин правильніше називати віру- согенетичною. Питання про причини, які викликають ріст пухлини, продовжують активно розроблятися. Яка б не була причина, що викликає злоякісний ріст (хімічний, фізичний фактор або вірус), вона завжди повязана з соматичною мутацією. Клітини з мута- ціями утворюють клони (послідовні генерації), які ха- рактеризуються новими спадковими властивостями, підвищеною здатністю до розмноження. Характерною особливістю злоякісно перероджених клітин є втрата ними специфічних структур, влас- тивих клітинам даної тканини, диференціювання, клітинний атипізм. У доброякісних пухлинах, навіть при відносно швидкому їхньому рості, диференцію- вання клітин зберігається; чим більше порушуєть- ся диференціювання, тим більш злоякісна форма пухлини. За будовою і типом деяких біохімічних реакцій (більшою мірою виражений гліколіз) ці кліти- ни атипові, вони нагадують ембріональні. Клітини пухлини містять білки, які відрізняють- ся від білків даного організму. Мутантні клітини, незалежно від причин, які викликали мутацію, є для організму ніби чужорідним трансплантатом, який виник у самому організмі. А все генетично чуже викликає імунну реакцію: Т лімфоцити (кілери) роз- пізнають антигени змінених клітин і знищують їх рис. 1.174). Однак при пухлинному рості цього не відбувається. Є спостереження, що в дітей із спад- ковою недостатністю Т системи випадки виникнен- ня злоякісних новоутворень спостерігаються наба- гато частіше. Можливо, велика частота захворюван- ня на раку літньому віці повязана з ослабленням 271 |