A harmadik út - a regeneráció, a tudomány és az élet
A harmadik út a regeneráció
Professzor, Biológia Tudományok Doktora L. Polezhaev (Fejlődés Biológiai Intézet, Szovjetunió Tudományos Akadémia)
Hogyan lehet visszaállítani egy sérült szervet vagy szövetet, hogyan lehet visszaállítani az elveszett funkciót? Bár ez a probléma tisztán orvosi jellegű, biológiai alapja. Jelenleg három módja van annak megoldására: protetika, transzplantáció (transzplantáció) és regeneráció.
A metamorfózisú béka végességének regenerálása (balra). Jobb - ellenőrzés, normál amputáció után, sima gyógyulás történik.
Az elülső végtagok regenerálása egy felnőtt békaban kísérletes kezelés után.
Tapasztalat az újszülött oposzumban a végtag helyreállításában.
A fogszövet regenerálása a kutyán 100 nappal a műtét után. A fénykép mutatja a fog hosszirányú szakaszát; merőleges a fogászati csatornára, balra - a hiba területe a regeneráló szöveten.
A szív papilláris izomzatának felújítása kutyában NP Sinitsyn módszerével.
Az elveszett kézfejeket, lábakat, fogakat helyettesítő protéziseket hosszú ideig használtak és nagyon hasznosak az emberek számára. De a protézis még mindig nem egy igazi szerv, és funkciója nem megfelelő.
A műtét során széles körben alkalmazott transzplantáció különösen nagy sikereket ért el a csontátültetésben. Az utóbbi években ismertté vált a vesetranszplantáció és még az ember szívében végzett műveletek. És mégis, a jelentős siker ellenére, a transzplantáció problémája messze nem oldódik meg. A tudománynak ezen az úton még mindig jelentős nehézségekkel kell szembenéznie, amelyek fő tényezője a donor és az új "gazdaszervezet" - a címzett szöveteinek biológiai (immunológiai) inkompatibilitása. A legtöbb esetben az átültetett szerv egy idő után, néha egy vagy két vagy három évvel a transzplantáció után elutasításra kerül. Így a cél még nem érhető el.
A harmadik út a regeneráció, a károsodott vagy sérült szervek teljes gyógyulása és szőtt. Ez az út nagyrészt a jövő útja, de az út ígéretes. Nézzük részletesebben.
A sérült szövetek helyreállításának három fő formája: hegesedés, hypertrophia és regeneráció. Meggyógyul, heges sebeket, hegeket vagy hegeket képződik, de a speciális szövetek sérültek nem helyreálltak. A hypertrophiával a szerv, például a vese vagy máj részleges eltávolítása után visszamaradt szövet növekszik, közelít az eredetihez, de az előző formát, és ami a legfontosabb, a szerv belső szerkezete nem áll helyre. Az ilyen helyreállítás (többé-kevésbé teljes, tipikus vagy nem teljesen tipikus) csak regenerálódást eredményezhet. Éppen ezért ez az út a legvonzóbb olyan kutatók számára, akik részt vesznek a betegség vagy sérülés következtében elvesztett emberi testek helyreállításának problémáján.
A gondolat, hogy növekszik, például egy új kar, egy láb vagy akár egy ujj az amputált helyén fantasztikusnak tűnik. De a közelmúltbeli kutatások és néhány sikeres kísérlet lehetővé teszi számunkra, hogy reménykedjünk, hogy elvileg megvalósítható és talán nem a nagyon távoli jövőben.
Charles Darwin idejétől kezdve a regeneráció alapvető szabályai ismeretesek: a csökkenés képessége az állat szervezetté válása bonyolultabbá válik, az életkorral csökken. Az alsó állatokban - a hidra, a lapos csillogó férgek (Planarianok), a földigiliszták - egy egész állatot rekonstruálnak az egyes testrészekből. Az alsó gerinceseknél - tritonok, axolotok, szalamandrák - csak külön szervek (végtagok, farok, kopoltyúk, állkapocs, orr) regenerálódnak. Emlősökben és emberekben a szervek bizonyos részei - az ujjak, fül, orr stb. Részei nem helyreállnak.
De ha a természet nem látja ezt a képességet magasabb szervezetekben, akkor talán mesterségesen indukálható?
A munka ezen érdekes elvileg és gyakorlatilag nagyon fontos probléma kezdődött hosszú ideig, főleg a Szovjetunió (bár sok tudós már dolgozik rajta, és külföldön), és most vált egy speciális irányba - a tanítás a regeneráció.
Amint már említettük, a kétéltű elvesztett végtagok és más szervek amputáció után állnak helyre. A hüllők (gyík növekszik ismét csak a farok), szervregeneráció nem fordul elő a madarak és emlősök. De van egy speciális, köztes állatcsoport - Anura (ezek békák, varangyok, tűz vöröshasú varangyok), amelynek végtagjai jól regenerálódik a „fiatalok”, azaz a korai fejlődési szakaszaiban, amikor később elveszíti ezt a képességet.
Mi a lényege az ügynek? Kiderült, hogy az állatok, a természet, megújulni képes (gőték, axolotl, ebihalak a fejlesztés korai szakaszában), a maradék amputációt követően a fő szöveti szerv vagy végtag, azaz izom, porc, csont, kötőszövet nem hegek, nem gyógyul a szokásos módon, és elkezdenek változni: önmegsemmisítik és dedifferentiálják. Más szóval, a szervezet ezekben a szövetekben is egyszerűsödik, a sejtek olyan lesz, mint a fiatal, embrionális, elvesztették specifikus kötődés az adott szövetben, de van egy nagy képessége, hogy a sejtosztódást. Ennek eredményeként az átalakítás a sejtek és „fiatalító” a felszínen a seb kezd növekedni és fejlődni szövet képződik csíra, amely fejleszti, akkor minden bizonnyal nyugalomban, gerinces, hogy nem történik meg: a szövet csonk nem törött, és nem veszíti differenciálás és a seb felületén csak megjelenik egy heg, és simán gyógyul.
Ezek a megfigyelések kéri a tudósok és az ötlet, hogy megpróbálja elpusztítani a szövetet mesterségesen csonkja állat, amely nem képes regenerálódni, mesterségesen amitől a sejtek már könnyebb elveszíteni a specificitása Talán akkor kezdődik hasznosítás?
Az első kísérletek az ilyen jellegű hoztak a Laboratory of Experimental Morfológia Állatélettan Intézet Tudományos Akadémia, a Szovjetunió, először a késői szakaszában a fejlődés ebihalak, felnőtt békák, és végül az újszülött patkány kölykök (külföldön ezek a kísérletek is oposszum). A kísérlet csonkját amputált végtag mechanikai trauma vagy kitéve speciális kémiai ellenállás, amellyel a kérdéses szövet sejtjeit elvesztették sajátosság, differenciálódásukhoz (később talált más módon is, hogy hozzon létre a szervezetben egy állat képes regenerálódni), és megkezdte a biológiai egyensúly helyreállítása az elveszett végtagok. Hasonló kísérleteket végeztek hazánkban és külföldön számos laboratóriumban, és megbízhatóságuk kétségtelen.
Miután megállapította a gerinceseknél a végtagok regeneráló képességének rekonstrukciójának szabályszerűségét, folytathatnánk az emlősökben más szervek és szövetek regenerációjának megszerzésére irányuló munkát.
Köztudott, hogy a hosszú csontok a karok, lábak, ujjak a törés után jól helyreállt. Csont regeneráció ebben az esetben annak köszönhető, hogy a csonthártya és megy az úgynevezett epimorphosis - szövet növekszik a széleit a csonthiány régióban. De távoli darab koponya csont soha vissza, akkor is, ha a helyszínen marad, csonthártya csonthártya és a második - a dura és az agy van kitéve. A transzplantáció általában itt sem segít: az átültetett csont gyorsan megoldódik. Ezért, sebészek hajlamosak, hogy lezárja a lyukat a koponyán élettelen anyagok: tantál, szerves üveg és mások. Ez azonban nem közömbös a szomszédos élő szövetekre.
Laboratóriumunk négy új biológiai módszert javasolt, amelyek lehetővé tették a koponyacsontok teljes regenerálódását. A legegyszerűbb és leghatékonyabb a pusztítás módja. Már említettük, hogy a normál körülmények között nem regenerálódó szövet regenerációjának indukálása érdekében súlyosan meg kell szakítani. Tehát ebben az esetben egy darab csontszövet, amelyet a fűrészpor állapotába zúztak és a befogadó vérével nedvesítették, a dura materon helyezkedik el. Ezután a sebet varrják. Fűrészelje gyorsan, hét napon belül teljesen feloldódik. Ezek közül csontképző anyagokat szabadítanak fel, amelyek a szomszédos kötőszöveti sejteken hatnak, és előidézik, hogy a koponya tipikus csontjává váljanak, vagy más szavakkal csontképződést idézzen elő benne.
Regeneráció itt nem a szokásos módon, amikor a csont nő a csonthiány élek, vagy csonthártya vagy dura obohochki hanem indukció. Bone chipek indukáló sejtek fiatal, kötőszövet - reaktív anyagot, és a regenerációs a csont típusú embrionális indukciós, ahol az egyik a fejlődő csíra test képződését indukálja az egy másik. Anélkül, hogy a tekercset - csontmorzsalék - a fiatal kötőszövet alakul heg hatása alatt egy induktor - a csont, amely kitölti a lyukat a koponya.
Ez a módszer - a kutyákon végzett kísérletekben jelen - a megsemmisített fogszövetek regenerálódását okozza.
A kísérletek kimutatták, hogy a csontfűrészpor nem csak a koponyás, hanem a csőszerű, a tengeralattjáró és más csontokból is gerjeszthető. Ezenkívül ezek a fűrészporok egy másik állat csontjából nyerhetők, nemcsak azonos fajból (egy kutyából egy másikba), hanem egy másik fajból származó állatból is (például nyúl vagy tehén csontok alkalmasak kutyák átültetésére).
Indukáló csontregenerációt frissen előállított csont forgács, és konzerv, például, gyorsan lefagyasztjuk nagyon alacsony hőmérsékleten (-78 ° C). A liofilizált fűrészpor, azaz fagyasztva és vákuumban szárítva, némileg gyengébb.
A kutyákon végzett sikeres kísérletek lehetővé tették az olyan műveletek elvégzését, amelyek segítségével segítséget nyújthattak az embereknek. A műveletek hosszú távú eredményei már nyomon követhetők, egyes megfigyelések időtartama eléri a 7-8 évet.
További kutatásaink célja az izomrostok regenerálása a szív sérült izmokban emlősökben.
Mind a biológusok, mind az orvosok tudják, hogy a szívizom különböző formái, gyógyulása szükségképpen olyan hegeket eredményez, amelyek nem képesek szerződést kötni. Ezen túlmenően, az olyan területeken, a szív károsodását, különösen a szívinfarktus alakult zsebek halott elhalt szövet, amely károsan befolyásolja a szív és az ő munkáját. Ezért minél gyorsabban feloldódik a nekrotikus szövet és a szívizomkárosodás foka, annál jobb az emberi egészség.
Laboratóriumunkban, majd számos más laboratóriumban kimutatták, hogy bizonyos körülmények között patkányokon, nyulakon és kutyákon a szívizomrostok regenerálódhatnak. Amikor a myocardium helyreáll, az elektrokardiogram és számos fiziológiai és biokémiai index normalizálódik.
Ez a probléma azonban még mindig megoldatlan marad. Azokban az esetekben, amikor a szívizom viszonylag nagy térfogatban helyreáll, a hatás átmenetinek bizonyul: két hónappal később az újonnan kialakult szövet szétesik. Ha lehetséges az izomrostok hosszú távú megőrzése, akkor csak akkor, ha a rekonstruált terület mennyisége nagyon kicsi.
A szívizomsejtek regenerálódásának problémája még mindig nem tisztázott, ezért ellentmondásokat vet fel és további kutatásokat és ellenőrzéseket igényel. De a területen folytatott munka folytatódik, és már léteznek kísérletek is, amikor lehetőség nyílik a szívizomhelyek helyének hosszú távú helyreállítására, még papilláris vagy papilláris úton is.
Egy speciális kutatási anyag végezte ezeket a vizsgálatokat, amelyek elősegítik a regenerációs a szívizom és eszközöket, amelyek gátolják, és serkentik a bendő fejlődését. Ugyanakkor nagyon érdekes és fontos adatokat tártak fel. Kiderült például, hogy ezen eszközök segítségével - önmagukban vagy egy adott pályára, - nem lehet nagyítani tárolása közben regenerálódott szívizom rostok és a térfogatuk. Ezek az eszközök felgyorsítja a felszívódást az elhalt szövetek és a gyógyulás a károsodott területek, más szóval, sokkal gyorsabban megbirkózni a következményei a szívinfarktus és más betegségek a szívizom (a több éve ilyen tanulmányokat végeztünk, együttműködve más intézményekkel). Kétségtelen, hogy a további munkát ezen a területen is komoly következményekkel járhat a miokardiális infarktus kezelésére, gyors helyreállításának a szív hatékonyságát.
Végül meg kell említenünk egy másik kutatási irány Mostanáig sok orvos és a biológusok győződve arról, hogy az idegsejtek nem csak emberekre, hanem az összes állatot, semmilyen körülmények között nem lehet visszaállítani. Ez azt jelenti, hogy a kár gerincvelő vagy az agy feltétlenül vonja maga után gyógyíthatatlan, mint általában, megsértése a tevékenysége a szerv - .. Ez lehet részleges vagy teljes elvesztése a mozgásképesség elvesztése beszéd, a változás az emberi pszichében, stb Azonban az elmúlt években, a tudományt alaposan új adatokkal gazdagították e témában.
Kiderült, hogy a kísérletben eltávolított halak, tritonok, axolotok és béka lárvák nagy része bizonyos körülmények között teljesen helyreáll. Lehetőség volt elérni (ezt mind az amerikai, mind a szovjet kutatók tették) és a sérült gerincvelő idegvezetőinek regenerálása patkányokon, kutyák macskáiban. Később sikerült pozitív eredményt elérni, amikor a sérült gerincvelőt helyezték vissza emberekben. Ez új módot nyit a gerincvelő sérülése által okozott bénulás kezelésére.
Mindazonáltal azonnal meg kell jegyeznünk, hogy ezek a módszerek nem eléggé fejlettek, használatuk nagy nehézségekkel szembesül. Számos kísérletre van szükség az állatokon, mielőtt a módszer kidolgozhatónak tekinthető.
A laborunk végeztünk kísérleteket, amelyek azt mutatják, a lehetőséget, hogy ösztönözze a szétválás az idegsejtek az agyban felnőtt patkányok, amely kíséri változások a magasabb idegi aktivitás, kísérletet, hogy ezt a fajta változást a kóros alatt - hypoxia. A hypoxia az oxigén elégtelensége a szövetekben. Az idegsejtek nagyon érzékenyek az oxigénhiányra, és jelentős vagy hosszan tartó hypoxia esetén szenvednek. Kísérleteink azt mutatták, hogy bizonyos kísérleti körülmények között, még akkor is, hipoxiás körülmények között serkentik regeneratív folyamatokat az idegszövet az agy patkányokban. Míg az általunk alkalmazott módszerek még mindig nagyon tökéletlenek. Úgy véljük azonban, hogy ezek az első adatok kiindulópontként szolgálhatnak az új és nagyon fontos biológiai és orvosi vizsgálatokhoz.
Természetesen ma már csak a regeneráció, a kilátások terén folyó kutatások bizonyos irányáról beszélhetünk. Valódi lehetőség és egy ember amputált karjainak, lábainak vagy legalább ujjainak ápolása még nincs. Korai is beszélni az emberi agy szívizomzatának vagy idegszövetének regenerációjáról. Azonban egyre több adat áll fenn annak a ténynek köszönhetően, hogy a magasabb állatokban és emberekben a sérült vagy elveszett szövetek, végtagok és a létfontosságú szervek részei helyreállításának problémája elvben megoldható. Dolgozzon rajta, dolgozzon rajta, és ez fontos eredményekhez vezethet, amelyek fontosságát nem lehet túlbecsülni.
Polejaev LV, stb. A szívizom regenerálódásának stimulálása. "Tudomány", 1965.
Polezhaev LV A szervek és a szövetek regeneráló kapacitásának visszaállítása az állatokban. "Tudomány", 1968.