I. Определение и виды регенерации Регенерация - возрождение, восстановление утраченных структур организма. Различают физиологическую и репаративную.
Физиологическая регенерация - процесс обновления (восстановления) функционирующих структур организма в процессе его жизнедеятельности. Она свойственна всем организмам (универсальность), происходит постоянно и является одним из свойств живого. Восстановление происходит на всех уровнях организации биологических структур: молекулярном (репарация ДНК), субклеточном (обновление органоидов и их частей), клеточном (митоз, амитоз, полиплоидия), тканевом, органном. Исходя из уровня организации, выделяют внутриклеточную (молекулярный, внутриорганоидный и органоидный) и клеточную регенерацию. Преобладание того или иного способа регенерации определяется особенностями репродукции клеток (типом клеточных популяций). Внутриклеточная регенерация присуща всем тканям и органам, наиболее активно она происходит в тканях, клетки которых неспособны к митозу (нервная ткань, миокард). Клеточная форма физиологической регенерации доминирует в костном мозге, эпителии кожи, желудочно-кишечном тракте. В печени, почках наблюдаются процессы внутриклеточной и клеточной регенерации.
Для изучения процесса регенерации используют современные методы исследования: метод гистоавторадиографии (определение количества митозов, ДНК синтезирующих клеток, суточной периодичности митозов), электронной и световой микроскопии.
Репаративная регенерация происходит после повреждения. Выделяют несколько способов регенерации: эпиморфоз, морфаллаксис, эндоморфоз (регенерационная гипертрофия) и регенерация путем индукции.
При эпиморфозе восстановление утраченных структур происходит путем отрастания от раневой поверхности(размножение и дифференцировка клеток), регенерат четко отграничен от культи, а при морфаллаксисе наблюдается перегруппировка клеток в оставшейся части органа, нет четкого разграничения регенерата и культи. Регенерационная гипертрофия характерна для регенерации внутренних органов (печень, почки, легкие и др.); при этом восстанавливается масса и функция органа (внутриклеточная и клеточная регенерация), но форма органа не восстанавливается. Регенерация путем индукции описана при восстановлении клеток костей черепа и характеризуется качественными изменениями клеток в месте повреждения. Репаративная регенерация имеет свои особенности в различных тканях: хорошо регенерируют костная ткань, рыхлая соединительная ткань.
Изучение репаративной патологической регенерации позволяет разрабатывать методы, применяемые в клинике для усиления процессов восстановления. Процесс регенерации регулируется нервной, гуморальной, иммунной системами. Представления о механизмах регенерации изменялись параллельно с появлением новых методов исследования. Для объяснения механизмов репаративной регенерации имеется несколько теорий: эффект эмбрионализации, появление метаболитов-некрогормонов, связь с функцией и др. Изучение регенераторной способности в процессе эволюции показало изменение способов и форм регенерации у беспозвоночных и позвоночных животных. Все уровни и способы регенерации обеспечивают сохранение целостности всего организма - механизм поддержания структурного гомеостаза.
II. Трансплантация. Пути преодоления тканевой несовместимости
При невозможности регенерации осуществляют трансплантацию - пересадку органов и тканей. В процессе трансплантации участвуют донор и реципиент; пересаживаемый участок органа называют трансплантатом. Выделяют аутотрансплантацию, синотрансплантацию, аллотрансплантацию, ксенотрансплантацию. Аутотрансплантация - пересадка осуществляются в пределах одного организма (пересадка кожи, костей, хряща). Синотрансплантация - пересадка между животными чистых линий или между близнецами (монозиготными). Аллотрансплантация - пересадка между организмами одного вида (переливание крови от человека к человеку, пересадка печени, сердца и др.). Ксенотрансплантация - пересадка между организмами, относящимися к разным видам (свинья - обезьяна, человек - обезьяна).
Успех трансплантации зависит от тканевой совместимости донора и реципиента по белкам (антигенам), которая определяется генотипом организма (ген - антиген). Наилучшее приживление трансплантата наблюдается, если организмы имеют сходные антигены, поэтому лучше удаются пересадка при ауто- и синотрансплантации (сходные антигены, выработки антител не происходит, трансплантат не отторгается). При аллотрансплантации причиной отторжения трансплантата является тканевая несовместимость донора и реципиента. Организм реципиента реагирует на чужеродные антигены образованием антител (трансплантационный иммунитет как сохранение иммунологического гомеостаза). Начальные этапы отторжения связаны с Т-лимфоцитами (клеточный иммунитет), а последующие - с В-лимфоцитами (антитела - гуморальный иммунитет). Антиген распознается Т-лимфоцитом совместно с молекулами главного комплекса тканевой совместимости (HLA). В результате взаимодействия Т- и В-клеток возникает высокоспецефический иммунитет на определенные антигены; при повторных пересадках тканей этого же донора отторжение происходит быстрее.
Для преодоления тканевой несовместимости существуют различные подходы:
а) подбор донора и реципиента со сходными антигенами (антигенное сближение донора и реципиента). Определяют антигены групп крови системы АВ0 и резус-фактора, а также антигены тканевой совместимости HLA. Зона HLA находится в 6 хромосоме, и включает локусы А, В, С, D, D2, R (сцепленные гены). Каждый ген имеет несколько аллелей: 20 аллелей гена А, 40 аллелей гена В, 8 аллелей гена С, 12 аллелей гена D. Комбинация аллелей дает многообразие генотипов в популяциях человека.
б) воздействие на организм реципиента. Создание иммунологической толерантности (невосприимчивости) к антигенам трансплантата. Для этого применяют физические методы (рентгеновские лучи), химические (иммунодепрессоры), биологические (антилимфоцитарная сыворотка и антилимфоцитарный глобулин).
в) воздействие на трансплантат (ослабление антигенных свойств) и помещение трансплантата в определенные места организма (передняя камера глаза, мозг, семеники).
Наряду с иммунологическими проблемами трансплантации, у человека существуют юридические и психологические проблемы. В настоящее время активно пересаживают сердце, почки, легкие и другие органы.
Иногда в роли чужеродных антигенов выступают собственные клетки организма, что приводит к возникновению аутоиммунных заболеваний (рассеянный склероз, ревматоидный артрит и др.).
Наряду с трансплантацией, существует эксплантация - культивирование изолированных органов и тканей вне организма. Новым направлением в медицине является применение искусственно созданных органов.
