РЕГЕНЕРАПИЯ
Регенерацией называется процесс восстановления тканей и органов, почему либо потерпевших ущерб. Это один из важнейших факторов приспособительной эволюции организмов во внешней среде.
Нормальный организм животного, человека в процессе его жизнедеятельности непрерывно обновляется за счет разрушения и воспроизведения клеток, тканей и даже целых органов. Таким образом, регенерация есть самовоспроизведение, будет ли это касаться лишь молекулярного состава, белков, ферментов, каких- то органоидов клетки, целой клетки или клеточных комплексов. При этом регенерация направлена не только на простое восстановление утраченной структуры, но и на сохранение формы, т. e. направлена на сохранение целостности и структурности.
Организм растения, животного, человека непрерывно теряет во внешнюю среду отжившие части своего тела. B процессе жизни рептилии, птицы и многие млекопитающие в определенное время года сменяют огромные площади эпидермиса, волосы, перья. Растения теряют цветки, листья целые побеги.
Процессы ауторегуляции и ауторепродукции в какой — то мере свойственны всем клеткам организма, а в некоторых тканях соответствующие клеточные структуры и межклеточные территории, испытывают в основном лишь обновление своего молекулярного состава или такие формы перестройки, которые не сопровождаются очевидной деструкцией этих тканей, либо она носит крайне ограниченный характер. Сюда относятся картины постоянной перестройки костных структур, соответственно возрасту, тяжести тела, тяге мышц, профессиональным факторам.
Способность к регенерации тех или иных тканей и органов колеблется в зависимости от филогенетических факторов. У низших животных (плоские черви, некоторые иглокожие и др.) регенерация может быть тотальной, когда 1/100 или 1/1000 тела может регенерировать до воссоздания целого организма тех же или меньших размеров. У крабов регенерируют клешни, у паука- лапки, у улитки — глаз и т.
п.У высших животных, у человека такие формы регенерации не наблюдаются. Это не говорит о несовершенстве процессов. Дело в том, что закономерности регенерации тесно связаны с условиями и образом жизни животных существ, с их экологией. B процессе эволюции возникли принципиально новые приспособительные реакции и механизмы, обеспечивающие компенсацию утраченных материальных утрат и восстановление функций, как например, биохимическая регенерация и биохимическая адаптация. Такие приспособительные механизмы или такая компенсация шла как за счет органов той же анатомо-физиологической системы, которая терпела ущерб, так и за счет других органов, к данной системы не относящихся.
Наибольшее значение в этом отношении имеет гипертрофия. У высших животных возникли и принципиально новые формы регенерации, например, в виде заживления ран через нагноение, т. e. с участием в очищении не только собственных фермеНТНЫХ систем, главным образом лейкоцитов гноя, но и ферментов микрофлоры раны, т. e. микробов, до этого являвшихся симбиозными.
Самыми существенными проявлениями регенерации в морфологическом отношении являются картины клеточного деления
прямого (амитоз) и непрямого (митоз),обычно эти картины деления клеток внешне типичны, но нередко, особенно в патологических условиях, они носят характер в виде многоядерных формирований, или митозов с разделением ядра на 3-4 и большее количество дочерних ядер (мультиполярные митозы). Иногда митозы бывают ассиметричными (неравномерное распределение хромосом при делении ядра), гипер- или гипохроматическими (в отношении содержания хроматина) и т. д. Митозам предшествует период усиления биохимических процессов, в частности, усиление синтезаДНК.
Электронно-микроскопическое исследование позволило значительно расширить наши сведения о внутриклеточных процессах при регенерации. Оказывается, эти процессы преимущественно сосредоточены в митохондриях и эндоплазматическом ретику- мумс, где сосредоточиваются химические реакции, окислитель- ію-восстановительные процессы, синтез белков.
Митохондрии рассматриваются как центр генерирования энергии, поскольку в них имеет место как дыхание, так и фосфорилирование. Эн- лпнлазматичсский ретикулум, являющийся как бы транспортной гнсіемой внутри клетки, обеспечивает целостность ее реакции.Ьиохимической основой регенерации являются ряд СДВИГОВ, касающиеся дыхания тканей и обмена веществ в области регенерации. B начале регенерации ослабляется аэробный и усиливается анаэробный гликолиз, это стимулирует пролиферативные процессы (фибробластов, эндотелия капилляров, адвентициальных клеток). Ацидотические сдвиги в тканях усиливают гиперемию сосудов и вызывают понижение поверхностного натяжения клеток, одновременно стимулируя их миграцию и фагоцитарные свойства.
Как бы не протекала регенерация тканей, она всегда сопряжена с физиологическими факторами местного и общего значения, регулирующими этот процесс Наибольшее значение имеет: а) возраст, б) питание и обмен, в) состояние кроветворения, г) состояние иннервации, д)состояние кровообращения и лимфообращения, e) биологические возможности регенерации данной ткани.
Рассмотрим эти факторы в отдельности. У молодых субъектов регенеративные процессы протекают более оживленно и совершенно, чем у пожилых и старых. По данным Доберауэра рана, размером 20 см^у 30 летнего субъекта заживает в 2 раза, а у 60-летнего в 5 раз дольше, чем такая же рана у ребенка 10 лет.
Значение питания и обмена веществ, в частности гормональных факторов для регенерации огромно. Нарушения питания, сопровождающиеся гипопротеинемией общим истощением, резко снижают регенеративные процессы в органах и тканях. Большое значение в стимуляции регенеративных процессов имеют витамины С, Д, и др. Легкие механические раздражения (повязки, присыпки, антисептические вещества) способствуют быстрейшему протеканию заживления ран.
Влияние состояния органов кроветворения на ход регенерации безусловно. Например, при алейкиях, когда количество лейкоцитов в циркулирующей крови падает до нескольких сот в 1 мл, нормально текущие процессы регенерации приходят в упадок, в связи с этим возникают многочисленные дефекты тканей.
Нарушения иннервации центрального или периферического характера так же снижает темпы регенеративного процесса.
Состояние кровообращения и лимфообращения имеет нема- лое значения для хода регенерации. Общие нарушения кровообращения, особенно сочетающиеся с отеками тканей, не благоприятствуют регенерации, задерживают её или придают ей черты атипичности. B таком же направлении действуют местные pac- тройства кровообращения, например трофические язвы на нижних конечностях при варикозном расширении вен.
Помимо изложенного, для регенерации важно не только восстановление массы, но и быстрейшее включение этой массы в активную деятельность, поскольку сам факт включения совершенствует ход регенерации придает ему черты биологической и функциональной законченности. Неудачи медицинской практики в виде ложных суставов, деформаций, контрактур обусловлены именнотем, что по анатомическим и функциональным основаниям или в силу нерациональных мероприятий такая законченность не могла быть достигнута.
Различают регенерацию физиологическую, репаративную и патологическую.
I. Физиологическая регенерация. Этот процесс совершается на протяжении всей жизни организма в виде непрерывного обновления паренхиматозных клеток органов, волокнистых и клеточных элементов, их стромы, сосудистой стенки, крови и т. д.
B организме нет структур, в которых ежечасно, ежеминутно не происходил бы этот процесс. Ежедневно у человека подвергаются физиологической деструкции многие миллиарды лейкоцитов, эритроцитов, эпитеальных клеток кожи, кишечника. Так продолжительность жизни лимфоцитов лишь несколько часов, лейкоцитов- около суток, эритроцитов — около 30 дней. Методом изотопов показано, что эритроциты крови полностью обновляются каждые 120-140 дней. Продолжительность жизни волос 16-20 месяцев и т. д. Постоянно происходит также обновление внутриклеточных ультраструктур, т. e. их непрерывная регенерация. Считают, например, что продолжительность жизни митохондрий, печеночных клеток не превышает 10-12 дней, после чего каждая из них заменяется новой.
Регенерация ультраструктур, составляющих клетки, происходит более интенсивно, чем самих клеток. Эта разница различна в разных тканях. Есть ткани, в которых не удается обнаружить деления или новообразования клеток. Ктаким клеткам относятся мышечные клетки миокарда, ганглиозные клетки головного и спинного мозга. Считалось ошибочно, что эти структуры в процессе эволюции потеряли способность регенерировать. Однако электронно-микроскопические исследования показали, что в этих клетках идет интенсивная регенерация за счёт внутриклеточных ультраструктур, т. e. речь идет не об утрате некоторыми тканями способности к регенерации, а о различии форм, в которых этот процесс развертывается. Наиболее универсальной формой, свойственной всем без исключения органам и тканям, следует считать регенерацию, происходящую внутри клеток.II. Репаративная регенерация. Этот вид регенерации возникает при различных патологических процессах, когда в организме происходит более быстрая, чем в физиологических условиях, гибель клеток. Регенераторный процесс, оставаясь принципиально тем же, что и при физиологической регенерации, переходит на новый уровень. Репаративная регенерация в различных тканях проявляется в разных формах. B некоторых, например, в эпителии кожи, слизистых оболочках, костях, даже относительно крупные дефекты могут замещаться тканью, идентичной погибшей, и определить место травмы после заживления часто бывает невозможно. Такая регенерация или такое восстановление называется полной регенерацией, или реституцией. B подавляющем большинстве других органов человека на месте повреждения не происходит возрождения ткани, подобной утраченной. Здесь из кра- евдефекта разрастается соединительная ткань, которая постепенно замещает весь участок деструкции, а затем превращается в py- бец.Такая регенерация называется неполной или называется субституцией. Однако, здесь имеется одна особенность. Наряду с разрастанием рубцовой ткани одновременно происходит интенсивное новообразование ткани, аналогичной той, которая погибла.
Особенность заключается в том, что регенераторный процесс сосредотачивается не на месте травмы, которая заживает рубцом, а во всей остальной неповрежденной ткани. Так, например, при удалении даже половины печени у человека и млекопитающих, раневая поверхность заживает рубцеванием, а в остальной части происходит настолько интенсивная регенерация, что уже спустя полтора -два месяца поле операции, печень достигает своего первоначального или исходного веса. При этом остаток органа резко увеличивается, гипертрофируется — такая форма гипертрофии называется регенерационной.Регенерационая гипертрофия имеетдве разновидности. Первый вид описан выше, второй вид развивается за счетувеличения массы внутриклеточных ультраструктур в сохранившихся клетках. Следует иметь в виду, что обе разновидности этой регенерации могут сочетаться.
111. Патологическая регенерация.
Для протекания всех выше перечисленных видов регенерации необходимы определенные условия, о которых говорилось выше. У старых людей, при понижении питания, при различных нарушениях обмена веществ, нарушениях иннервации, васкуляризации и т. д. регенерация протекает атипично, не так, как при обычных условиях, поэтому такая регенерация наз. патологической. B результате нарушений регенераторного процесса образуется длительно незаживающиеся язвы, долго не срастающиеся концы переломанной кости, может наблюдаться метаплазия. Отсюда вытекает, что регенерация отнюдь не автоматически протекающий процесс, а процесс нуждающийся в коррегирующем влиянии со стороны врача.
Регенерация отдельных тканей.
1. Регенерация кожи. Кожа относится к органам, обладающим наивысшей способностью к регенерации. Широкая способность кожи к регенерации обусловлена ходом эволюции и является выражением морфологической адаптации организмов кусловиям и образу жизни. Клинико-анатомически процессы заживления в коже могут идти по разным направлениям в зависимости от степени или глубины повреждения, от характера оказываемой медицинской помощи, от тех или иных отклонений в общем состоянии организма. Выделяют следующие формы заживления кожи:
1. Непосредственное закрытие эпителиального дефекта.
2. Заживление под струпом.
3. Первичное натяжение раны.
4. Вторичное натяжение раны.
Последние две формы заживания наблюдаются и за пределами кожи:
а) непосредственное закрытие эпителиального дефекта, полного или неполного, подразумевает амебоидное движение клеток по направлению к дефекту и покрытию его сплошным слоем без митотического деления;
б) заживление под струпом бывает при небольших повреждениях одного лишь эпидермиса. Процесс начинается свертыванием излившейся крови или лимфы, которая быстро подсыхает с образованием корочки.
Эпидермис регенерирует под корочкой, которая изолируется таким образом и затем отторгается . Весь процесс охватывает 3-57 дней;
в) первичное натяжение раны характеризуется срастанием её краев путем соединительнотканной организации содержимого канала. Гистологически картина первичного натяжения сводится к гиперемии тканей в стенках раны, некоторому их отеку, пролиферации фибробластов и новообразованию капилляров, растущих вторично. Сначала в ране, на границе со свернувшейся кровью, появляются макрофаги, рассасывающие фибрин, эритроциты, продукты распада гемоглобина. B дальнейшем макрофаги превращаются в гистиоциты. Появляются фибробласты и фибриллярные структуры, коллагеновые волокна. Ha весь период заживления обычно уходит 5-10 дней;
г) Вторичное натяжение включает в себя два момента нагноение и гранулирование. C помощью нагноения происходит самоочищение раны. Лейкоциты гноя, массами эмигрирующие из новообразованных сосудов раны на границе мертвых и живых тканей, своими протеолитическими ферментами расплавляют омертвевшие ткани, орошают поле самого дефекта, изолируя его от внешней среды. B гноящихся ранах обнаруживают кишечную палочку, стрептококков, стафилококков, различные виды анаэробов. Вторичное натяжение начинается с образование грануляционной ткани. Это молодая, развивающаяся соединительная ткань.
Гистологически состоит из множества сосудов капиллярного типа и клеток (лейкоциты, лимфоциты, эритроциты, эозинофилы, фибробласты, фиброциты, эпителиоидные клетки и т. д.). B конечном итоге образуется рубец.
Первоначально этоттермин использовали только для характеристики раневых процессов, протекающих в тканях, обладающих свободной поверхностью (кожа, слизистая оболочка) и потому видимых глазом. Ho он правомерен и по отношению к молодой соединительной ткани, формирующиеся при организации тромбов, инфарктов, воспалительных экссудатов и инкапсуляции инородных тел. Формирование грануляционной ткани, проявление одного из трех последовательно сменяющих друг друга этапов раннего процесса -— воспаления, образование грануляции, рубцевания. Различают несколько слоев в грануляционной ткани.
1. Поверхностный лейкоцитарно-некротический слой.
2. Слой сосудистых петель.
3. Слой вертикальных сосудов.
4. Созревающий слой.
5. Слой горизонтальных фибробластов.
6. Фиброзный слой.
Весь цикл развития и созревание грануляционной ткани занимает около 2-3 недель, однако различные этапы этого процесса могут затягиваться или протекать интенсивнее в зависимости от размеров раны, индивидуальных особенностей организма и различныхусловий окружающей среды. У детей процесс развития грануляционной ткани протекает интенсивнее, чем у взрослых.
II. Процесс регенерации костей начинается с пролиферации соединительнотканных элементов мягких тканей и остеогенной ткани, исходящей из периоста в непосредственной близости к месту травмы. Затем образуется первичная костная мозоль на месте повреждения. B последующем образуется окончательная костная мозоль. После травмы остеобласты размножаются и образуют основное вещество кости, из чего и состоит первичная мозоль. B последующем они атрофируются и исчезают, а соответственно кровеносным сосудам образуются гаверсовы каналы.
III. Хрящевая ткань регенерирует слабо, происходит это за счет хондробластов из надхрящницы.
IV. Жировая ткань регенерирует за счет клеток соединительной ткани, которые превращаются в жировые (адипозоциты) путем накопления в цитоплазме липидов. Жировые клетки складываются в дольки, между которыми располагаются соединительнотканные прослойки сосудами и нервами.
V. Поперечно-полосатая мускулатура регенерирует, если сохранены сарколлемма, в противном случае образуется рубец.
VI. Мышца сердца — регенерационная гипертрофия.
VII. Ганглиозные клетки так же.
Vll 1. Регенерация крови происходит быстро и полноценно. Плазма возмещается за счет поступления в сосуды тканевой жидкости, а форменные элементы крови путем усиленного новообразования их в органах кроветворения. При усиленном кроветворении активный красный костный мозг появляется и в длинных трубчатых костях, где в него превращается жировой костный мозг. Такое превращение называется миелоидным превращением жирового костного мозга.