Билет 37. Регенерационные способности позвоночных.

Класс Рыбы: регенерация жабр и чешуи у карася. Эпиморфное восстановление (накопление недиф. материала → рост → диф-ка). Деградация пенька → дедиф. кл. → новый бластный материал. Направление регенерации: прокс. часть → дист. Чешуя рег. циклически: преостеобласты → чешуя de novo (4 сут). Плавниковый луч может восст. после ампутации «не под корень». Мышечн. тк. восст. при делении миобластов (гистиотипическая диф-ка), отличаются от норм. мышц только неупорядоч. располож. эластических волокон. Денервированные плавники не восст. У вьюнов восст. сетчатка глаза из зоны недиф.сетч. или в результате дедиф. кл. сетчатки.

Класс Рептилии: рег. способность невысока, аутотомия у ящериц, но регенерат атипичный: нет сп. мозга, только хрящ, но хорошая иннервация, мышцы, кр. сист. и чешуи (атавистический тип развития после регенерации – чешуя соответствует по форме менее продвинутому виду). Конечность не рег., тканеспецифич. диф-ки нет. На месте ампутированной конечности у ящериц может происходить развитие хвостоподобного конусовиного выроста. Паратиреоидный гормон вызывает резорбцию кости. Сетч. восст., если хрусталик сохранен.

Класс Птицы: атипичная регенерация клюва у гуся; могут восст. перья, кожа. Рег. конечности невозможна. Опыты Студицкого по вылущиванию куриных костей; внутри надкостницы идут диф-ки кости. Илизаров: восст. костных элементов. Может быть восстановление мышц в ранах.

Класс Млекопитающие: атипичная рег. конечности у новорожденного опоссума; вообще рег. затруднена. Может быть вставочная интеркаляция. Концевая рег. возможна на ранних стадиях жизни (хвост крысят). Повторная рег. → увеличение регенерата. Морская свинка: рег. протока мол. железы и соска за счет стволовых элементов …предпосылка к овечке Долли. У чел.: рег. кончика языка, мочки уха.

Класс Амфибии: чемпионы регенерации. Конечности, хвост, части глаза, ноздри, челюсти. Темпы рег. зависят от проксимо-дист. уровня ампутации (чем дист, тем быстрее).

Принципы регенерации: дистализации; полярности; органной специфичности; полярной аффинности (15-20й сомиты→передняя конечн., 27-30й→задняя).

Эпиморфная регенерация конечности:

5) Стадия заживления раны – с ампутации до эпителизации; сокращение раны, образование культи, миграция эпидермиса по фибриновому сгустку

· Кл. движутся сплошным слоем

· Кл. скользят друг по другу по слоям, выпускают лобоподии;

Характерны многочисленные митозы; остеокласты выравнивают поверхность раны, наползает эпителий. Концепция key-lon: эпителий → тканеспецифичный гликопротеид ┤митозы, т.е. когда эпителий поврежден, митозы не ингибируются. Принцип коаптации: в клетках эпителия наблюдается контактное торможение; двигательная активность кл. активируется при налаживании контактов. Движения связаны с конкуренцией за один субстрат.

6) Параллельно заживлению протекает стадия фагоцитоза и разрушения.

Происходит изменение гемодинамики вблизи травмы: сокращение мышц → сужение сосудов; плазма крови богата фибрином и белками. Эритроциты слипаются, лейкоциты группируются у стенок сосудов. Т.е. на поврежденной поверхности оказываются фагоциты. Приходят макрофаги.

7) Фаза 3: дедифференцировка → мезенхимоподобные кл. → бластема → прогрессивная дифференцировка. Под раневой эпителий врастают нервные волокна, на дистальном конце конечности эпителий становится столбчатым и образует Апикальную Эктодермальную Шапочку (АЭШ).

Роль АЭШ: чем › кл. находится под ее влиянием, тем › сохраняется способность к делению, а не к дифференцировкам.

Стадия образования бластемы. На этом этапе денервация препятствует росту бластемы. Без нервов кл. бластемы могут долго делиться, но оставаться недифференцированными.

8) Стадия роста и мофогенеза

Итоги восстановления:

· Полное восстановления

· Гипоморфная регенерация (есть недостатки в регенеранте)

· Гиперморфная регенерация (сверхчисленные структуры, напр., 6 пальцев)

Anura. До метаморфоза регенерируют: конечности, хвост, челюсти, хрусталик. После метаморфоза наблюдается переднее-задний градиент утраты способности к регенерации (сначала теряется в передней части туловища).

Существуют таблицы нормального развития Ньюкупа и Фабера для Xenopus. По ним регенерация идет хорошо до 53-й стадии (стадия лопаточки, когда есть задняя конечность). Далее начинается рефрактерный период – полное отсутствие регенерации. Т.е. у Бесхвостых Амфибий наблюдаются скорее эмбриональные регуляции, а не регенерация дефинитивных структур. В исследованиях используют механизмы, усиливающие регенерационные способности:

· Повторное нанесение травмы (→↑ОВП→ взрыв R; при блокировке перекисной f регенерация не происходит)

· Использование малых регуляторных белков

В регенерирующих почках конечностей головастиков наблюдается экспрессия гена Lmx 1 (транскрипционный фактор, когти, коленная чашечка), у взрослых особей – нет.

Отличия в регуляционных механизмах от Urodelia:

· У взрослых особей нервы не входят в рану → нет эпителиальной шапочки

· Митотическую активность бластемы поддерживает FGF. У Бесхвостых не хватает FGF10 по сравнению с хвостатыми