Еще с детства нам известна сказка о Змее Горыныче, который мог без труда отращивать свои отрубленные головы. Не меньшее изумление вызывала его способность извергать из них пламя. Став взрослыми, мы переставали верить а чудеса. Однако такие животные в природе действительно существуют. Они, конечно, не дышат огнем, но по способности восстанавливать утраченные части тела не имеют себе равных среди наземных позвоночных.
|
|
Регенерация у тритонов и саламандр.
Природа наделила тритонов такими способностями, что у людей, далеких от герпетологии, возникает закономерный вопрос: «Возможно ли вообще такое?». Известно, что если схватить ящерицу за хвост, она может его отбросить. Через некоторое время на месте утраченного участка вырастет новый. Такая способность называется регенерацией. Многие хвостатые земноводные регенерируют не только хвост, но и другие части тела. Например - ноги. Если у тритона ампутировать конечность, то на ее месте через некоторое время вырастет новая, которая почти не будет отличаться от утраченной. Исследователей, естественно, заинтересовали такие уникальные качества этих животных. От чего зависит регенерация? Почему другие позвоночные не могут отращивать утраченные органы? Нельзя ли добиться, чтобы у людей появилась такая же способность к регенерации?Чтобы получить ответ на эти и другие вопросы, в первую очередь попытались выяснить, какие системы в организме отвечают за регенерацию. У позвоночных работой практически всех органов (пищеварения, кровеносной системы, мускулатуры и пр.) управляет нервная система. Может быть, и у тритонов она отвечает за регенерацию? Опыты показали, что нервная система действительно имеет отношение к восстановлению утраченных органов. Например, если у тритона удаляли нервы, которые подходили к ноге, а затем эту ногу ампутировали, то после операции она не отрастала. Если же к ампутированному участку подводили нервы из других частей тела, то нога восстанавливалась. Вскоре стали известны новые факты: конечности хвостатых амфибий, ,%20.jpg)
образовавшиеся у зародышей, лишенных нервной системы и, следовательно, никогда не имевших иннервации, способны регенерировать после ампутации. Ученые решили выяснить, как происходит восстановление утраченной конечности, точнее, за счет каких тканей и клеток. Вначале предположили, что ткани оставшегося (неампутированного) участка продуцируют себе подобные клетки. Но когда сравнили клетки раневой поверхности и клетки неампутированного участка, то оказалось, что они совсем не похожи друг на друга. Возник новый вопрос. Если эти новые клетки резко отличаются от старых, то откуда они появляются? Решить эту проблему позволили современные методы исследований. Было обнаружено, что рентгеновские лучи тормозят регенерацию. Когда животному облучали голень, а затем ее ампутировали, то нога не отрастала. Если же линия ампутации проходила по бедру, которое не облучалось, регенерация проходила без всяких отклонений. Этот факт ученые считают доказательством того, что новые клетки регенерируемого органа образуются из клеток оставшегося, неампутированного участка.Позже были найдены вещества, воздействие которых способствовало восстановлению утраченных конечностей: растворы поваренной соли, глюкоза, некоторые кислоты, двууглекислая сода. Казалось бы, на запутанных дорогах эволюции млекопитающие, в том числе и люди, утратили способность к регенерации. Действительно, у человека ампутированный палец, нога или рука не отрастают. Но известно, что эритроциты крови замещаются через каждые четыре месяца. Так, может, все-таки возможно восстановление утраченных тканей и у человека, ведь кровь - это тоже ткань, только жидкая. И вот в 50-х годах советские ученые первыми начали опыты по регенерации у млекопитающих. Несколько позже подобные исследования проводились и за рубежом. Эксперименты показали, что восстановление ампутированных конечностей возможно, но пока только у новорожденных (опыты проводились на крысах и южноамериканских опоссумах). В 1972 г. американский исследователь Р. Беккер добился регенерации конечностей у 21-дневных крыс, используя как стимулятор слабый электрический ток. Ученым сейчас удается восстановить у подопытных животных кости черепа и, что особенно важно, мышцы сердца. Решение проблемы регенерации могло бы приблизить избавление человечества от такого распространенного недуга, как сердечно-сосудистые заболевания. Инфаркты миокарда, миокардиты и другие болезни, сердца - одна из основных причин смертности во всех промышленно развитых странах. Решая вопросы охраны таких животных, как тритоны и саламандры, необходимо помнить, что любой вид уникален. Кроме того, многие животные, в том числе и те, о которых шла речь, являются объектами научных исследований. И кто знает, какие еще сюрпризы преподнесут эти безвестные труженики науки. Недавно американские асколотли, родственники наших тритонов и саламандр «доказали» ученым, что можно восстанавливать головной мозг. После удаления переднего мозга им вводили измельченные кусочки мозга эмбрионов других животных. При этом не только стимулировалась регенерация мозга, но и значительно увеличивалось количество нервных клеток.
Процесс регенерации конечности у тритона, саламандры.
После ампутации регенерация конечности происходит строго упорядоченно, всегда одинаково. Восстанавливающийся конец округляется, затем приобретает коническую форму, растет в длину, становится похожим на ласт. Потом закладываются пальцы. К 8 неделе регенерация конечности полностью завершена.
На клеточном уровне выделяют несколько фаз регенерации конечности: 1) фаза заживления раны; 2) процесс демонтирования; 3) фаза « конической бластемы»; 4) фаза редифференцировки.
Фаза заживления раны. В этот период происходит обрастание клетками раны на культе, возникает апикальная «шапочка» (если контакт нарушен – регенерации не будет).
Процесс демонтирования. После заживления, в тканях, прилежащих к культе, происходит рассасывание ткани. Мышечные волокна утрачивают упорядоченность, становятся «растрепанными». В костной ткани утрачивается надкостница, появляются гигантские фагоцитирующие клетки, имеющие не менее 3-х ядер. Эти клетки захватывают матрикс и освобождают место для роста новой кости и хряща, удаляя ненужный материал. Концевая часть культи становится отечной и выпячивается. В культе накапливаются однотипные дедифференцированные клетки, уподобленные эмбриональным клеткам. Через некото
рое время начинается деление дедифференцированных клеток. В отрастающую культю врастают нервы, и наступает стадия « конической бластемы».
Конечность имеет форму ласта, нарастает клеточная масса, восстанавливается кровоток. Возникает «регенерационная почка».
Фаза редифференцировки. Конечность удлиняется, начинается редифференцировка, и процесс регенерации подходит к концу. Если денервировать конечность - регенерация не произойдет т.к. нервная ткань выполняет эндокринную, проводящую функции. Кроме того, нервная ткань осуществляет секрецию белкового гормона, под контролем которого осуществляется регенерация..
ЕЩЕ ПО ТЕМЕ:
