Регенерация тканей. Виды, закономерности, роль стволовых клеток
Регенерация - восстановление клеток, направленное на поддержание функциональной активности данной системы. В регенерации различают такие понятия, как форма регенерации, уровень регенерации, способ регенерации.
Формы регенерации: физиологическая регенерация - восстановление клеток ткани после их естественной гибели (например, кроветворение); репаративная регенерация - восстановление тканей и органов после их повреждения (травмы, воспаления, хирургического воздействия и так далее).
Уровни регенерации соответствуют уровням организации живой материи: клеточный (внутриклеточный); тканевой; органный.
Способы регенерации: клеточный способ (размножением (пролиферацией) клеток); внутриклеточный способ (внутриклеточное восстановление органелл, гипертрофия, полиплоидия); заместительный способ (замещение дефекта ткани или органа соединительной тканью, обычно с образованием рубца, например: образование рубцов в миокарде после инфаркта миокарда).
Факторы, регулирующие регенерацию: гормоны - биологически активные вещества; медиаторы - индикаторы метаболических процессов; кейлоны - это вещества гликопротеидной природы, которые синтезируются соматическими клетками, основная функция - торможение клеточного созревания; антагонисты кейлонов - факторы роста;микроокружение любой клетки.
Каждая ткань имеет или имела в эмбриогенезе стволовые клетки — наименее дифференцированные и наименее коммитированные. Они образуют самоподдерживающуюся популяцию, их потомки способны дифференцироваться в нескольких направлениях под влиянием микроокружения (факторов дифференцировки), образуя клетки-предшественники и, далее, функционирующие дифференцированные клетки. Таким образом, стволовые клетки полипотентны. Они делятся редко, пополнение зрелых клеток ткани, если это необходимо, осуществляется в первую очередь за счет клеток следующих генераций (клеток-предшественников). По сравнению со всеми другими клетками данной ткани стволовые клетки наиболее устойчивы к повреждающим воздействиям.
Хотя в состав ткани входят не только клетки, именно клетки являются ведущими элементами системы, т. е. определяют ее основные свойства. Их разрушение приводит к деструкции системы и, как правило, их гибель делает ткань нежизнеспособной, особенно если были затронуты стволовые клетки.
Если одна из стволовых клеток вступает на путь дифференциации, то в результате последовательного ряда коммитирующих митозов возникают сначала полустволовые, а затем и дифференцированные клетки со специфической функцией. Выход стволовой клетки из популяции служит сигналом для деления другой стволовой клетки по типу некоммитирующего митоза. Общая численность стволовых клеток в итоге восстанавливается. В условиях нормальной жизнедеятельности она сохраняется приблизительно постоянной.
Совокупность клеток, развивающихся из одного вида стволовых клеток, составляет стволовой дифферон. Часто в образовании ткани участвуют различные диффероны. Так, в состав эпидермиса, кроме кератиноцитов, входят клетки, развивающиеся в нейральном гребне и имеющие другую детерминацию (меланоциты), а также клетки, развивающиеся путем дифференциации стволовой клетки крови, т. е. принадлежащие уже к третьему дифферону (внутриэпидерминальные макрофаги, или клетки Лангерганса).
Дифференцированные клетки наряду с выполнением своих специфических функций способны синтезировать особые вещества — кейлоны, тормозящие интенсивность размножения клеток-предшественников и стволовых клеток. Если в силу каких-либо причин количество дифференцированных функционирующих клеток уменьшается (например, после травмы), тормозящее действие кейлонов ослабевает и численность популяции восстанавливается. Кроме кейлонов (местных регуляторов), клеточное размножение контролируется гормонами; одновременно продукты жизнедеятельности клеток регулируют активность желёз внутренней секреции. Если какие-либо клетки под воздействием внешних повреждающих факторов претерпевают мутации, они элиминируются из тканевой системы вследствие иммунологических реакций.
Выбор пути дифференциации клеток определяется межклеточными взаимодействиями. Влияние микроокружения изменяет активность генома дифференцирующейся клетки, активируя одни и блокируя другие гены. У клеток, уже дифференцированных и утративших способность к дальнейшему размножению, строение и функция тоже могут изменяться (например, у гранулоцитов начиная со стадии метамиелоцита). Такой процесс не приводит к возникновению различий среди потомков клетки и для него больше подходит название «специализация».
Кровеносные сосуды. Гистогенез, общий план строения стенки, функции, классификации. Зависимость строения стенки сосудов от гемодинамических условий.
Кровеносные сосуды имеют одинаковый принцип строения стенок. В стенке любого сосуда выделяют 3 оболочки: 1) внутренний – образован эндотелием и подэндотелиальным слоем. Эндотелий – однослойный плоский эпителий, выполняет отграничительную, секреторную, обменную функции. На поверхности имеет рецепторы. Подэндотелиальный слой – рыхлая неоформленная соединительная ткань, всегда присутствует в стенке сосуда. 2) средний – состоит из мышечных клеток и эластических структур, имеет особенности строения в различных видах сосудов. 3) наружный – адвентициальная оболочка – волокнистая соединительная ткань.
Особенности строения стенок сосудов обусловлены гемодинамическими условиями (скорость кровотока, давление и т.д.).