Процесс регенерации презентация

Туманского Валерия Алексеевича

протекает на 4-х уровнях:
молекулярно-мембранном
субклеточном
клеточном
тканево-органном

Физиологическая регенерация – самообновление биоструктур, исчерпавших жизненный ресурс.

Репаративная регенерация – восстановление разрушенных
или повреждённых биоструктур путём образования
аналогичных структур.

Нарушение регенерации – дисрегенерация

программой поддержания популяции специализированных клеток

При микроскопии наблюдается:
1. Митотическое деление клеток.
2. Апоптоз дефектных клеток и клеток, исчерпавших жизненный цикл
3. Незрелые клетки на разных этапах дифференцировки.

Ритм митотического деления клеток контролируется и постоянно поддерживается:
гормонами,
ростовыми факторами и цитокинами, секретируемыми окружающими клетками в межклеточный матрикс.

активируют их внутриклеточный
домен - тирозин-киназу.
Это запускает каскад фосфорилирования цитоплазматических
белков, конечные продукты которых через транскрипционные
факторы ядра, активируют
рост-регулирующие гены (протоонкогены).
Клетка из интерфазы переходит в G-1 (пресинтетическую) фазу, в которой протоонкогены запускают биосинтез необходимых для митоза белков, ферментов и РНК.

В следующей S-фазе клеточного цикла в клетке развертываются хроматиды и цепи ДНК, с копий цепей ДНК в цитоплазме синтезируются копии нуклеотидов, т.е. происходит
репликация (удвоение) цепей материнской ДНК

G-2 фазе дочерние цепи ДНК
досматриваются и дефекты копирования в них быстро
исправляются репаративными ферментами. Для этого
антионкогены останавливают митоз клетки на время, нужное
для полной репарации дефектов копирования ДНК.

Только после восстановления дефектов в дочерних цепях ДНК
протоонкогены и активный комплекс Cdc-2 киназа с циклином В инициируют транскрипцию ДНК и деление клетки
(М-фазу митоза).

В М-фазе митоза каждой дочерней клетке передается одна материнская (старая) цепь ДНК и одна вновь синтезированная
(новая) цепь ДНК. Появление при митозе мутантной дочерней ДНК и невозможность ее восстановления активирует проапоптотические гены, которые запускают апоптоз материнской клетки в S-периоде митоза.

последовательное образование:
множества новых рецепторов в плазмолемме для факторов роста, гормонов и цитокинов,
и сигнал-преобразующих молекул в цитоплазме, работающих между рецепторами и генами ядра клетки

В процессе дифференцировки новая клетка последовательно приобретает чувствительность к определенным молекулярным сигналам ее микроокружения:
она мигрирует в нужный орган (или локус органа)
и обучается выполнять определенные функции
–т.е. клетка «созревает» и специализируется в сократимую, секреторную, транспортную клетку.

аналогичных структур
Репарация – это восстановление разрушенных или повреждённых тканей и органов путём замещения аналогичными или другими тканями.

По особенностям репаративной (и физиологической) регенерации популяции специализированных клеток
делятся на 4 основные группы.
1. Популяции клеток кроветворной и лимфоидной ткани
костного мозга, соединительной и мезенхимной ткани
(фибробласты, миобласты, адипоциты, хондроциты, остеоциты), сперматогенный эпителий яичек восстанавли-ваются после повреждения путём митоза прогениторных клеток-прародителей, а также мультипотентных стволовых клеток костного мозга и тканей
Костномозговые стволовые клетки могут мигрировать в поврежденные органы и в них обеспечивать репаративную регенерацию

рта, ЖКТ, придаточных пазух носа, ВДП и МВП), нейроглии и эндокринных желез восстанавливаются путём митоза
тканевых стволовых и фиксированных камбиальных клеток
Репаративная пролиферация тканевых стволовых и камбиальных клеток происходит в тканях поврежденного органа.
Восстановление частично поврежденных поперечно-полосатых мышц происходит путём дифференцировки новых поколений
клеток-сателлитов, находящихся в эндомизии под сарколеммой, в мышечные клетки.

гладкие мышцы после повреждения, не затрагивающего базальные мембраны, восстанавливаются путём митоза неповреждённых
аналогичных клеток и путем внутриклеточной регенерации
органелл частично повреждённых клеток.
После повреждения, и клеток и базальных мембран, их популяция восстанавливается путём митоза костномозговых и
фиксированных в органах стволовых клеток

4. Нейроны ЦНС и кардиомиоциты утрачивают у человека в
постнатальном периоде способность к митотическому
делению и после частичного повреждения восстанавливаются
путем внутриклеточной регенерации органелл.

к делению клеток из межклеточного матрикса, или повышением концентрации
рост-регулирующих гормонов, при отсутствии изменений
в генах делящихся клеток.
При гиперрегенерации формируются опухолеподобные
полипы в слизистых оболочках (полипы эндометрия), а также опухолеподобные узлы и деформации (келлоидные рубцы) кожи, имитирующие опухоль.

Гипорегенерация обусловлена чаще недостатком пластических веществ, нужных для роста новых поколений клеток, реже, - низкой концентрацией ростовых факторов в межклеточном матриксе. Примером гипорегенерации могут быть трофические язвы нижней конечности у больных стенозирующим атеросклерозом артерий нижних конечностей с нарушением иннервации.

ОРГАНОВ

ЛЕКЦИЯ профессора Туманского Валерия Алексеевича

ангиогенез,
а также восстановление:
- популяций специализированных клеток,
- межклеточного матрикса и стромы органа,
- специализированных микроструктур органа,
- специализированных межклеточных контактов,
- эпителиального и серозного покрова органа.

2. Адаптивное ремоделирование органа

митоз эндотелиальных клеток и миграцию их новых поколений по сохранившимся базальным мембранам в зоны повреждения органа, где формируются «почки роста», сосудистые отпрыски и новые капиллярные трубки.
Восстановление межклеточного матрикса и базальных мембран
поврежденного органа. Трансформирующие факторы и
фиброгенные медиаторы макрофагов и лимфоцитов
активируют размножение фибробластов и синтез ними молекул
и волокон (коллагена, эластина) межклеточного матрикса, а
также молекул базальных мембран.

В новых клетках появляются трансмембранные адгезивные рецепторы (кадгерины, интегрины, селектины, иммуноглобу-лины), внутренние домены которых связаны с локомоторным цитоскелетом клетки, а наружные – связываются с белками внеклеточного матрикса и обеспечивают миграцию новых клеток в поврежденные зоны органа.

разветвленными ламининами и фибронектинами базальных мембран, имеющими сайты как для адгезивных рецепторов клеток, так и
для межклеточных молекул и волокон. Комплементарное взаимодействие рецепторов клеток с ламинином-фибронектином базальных мембран и молекулярно-волокнистым межклеточным матриксом обеспечивает самосборку канальцев, альвеол и т.д.
Эти же трансмембранные клеточные адгезивные рецепторы обеспечивают восстановление специализированных межкле-точных контактов (десмосом, полудесмосом, синапсов и др.)

Развивается: на месте ссадины кожи, на месте поверхностной эрозии слизистой оболочки, после мозаичного повреждения эндотелия, эпителия канальцев, протоков, бронхиол без повреждения базальных мембран.

2. Неполное восстановление структуры и функции органа (субституция) и репаративное ремоделирование органа.
Развивается после: инфаркта, некроза органа; обширного гнойно-некротического воспаления; обширного ровоизлияния; разрушения сосудов, протоков, бронхиол, канальцев (с базальными мембранами); мозаичной гибели нейронов и кардиомиоцитов; глубоких язв.
В процессе ремоделирования восстановившегося после повреждения органа изменяется объем его камер и конфигурация: формируется гидроцефалия, гидронефроз, гидроцеле, ретенционная киста; изменяются объемы камер и толщина стенок желудочков сердца.

корочкой из свернувшейся крови).

Заживление ран кожи первичным натяжением происходит в не инфицированных ранах с ровными краями с последующим образованием линейного рубца.

В первые двое суток отмечается первичное очищение раны от клеточного детрита нейтрофилами и моноцитарными макрофагами.
В течение 3-10 суток в ране образуется грануляционная ткань (с краёв раны навстречу друг другу растут новообразованные сосуды, фибробласты усиливают синтез волокон соединительной ткани). С краев раны наползает пролиферирующий эпидермис.
Эпителизация раны и образование нежного рубца завершается
на 14-21 сутки.

первые 4 суток в ране вначале развивается гнойное воспаление
2. Затем до 2-й недели рана очищается от мертвых масс макрофагами.
3. На 2-3-й неделе появляется видимая глазом грануляционная ткань.
4. На 4-6-й неделе доминирует пролиферация фибробластов и синтез коллагена (фибропластическая фаза), а образование плотного рубца завершается к концу 2-3 месяца.

к изменяющимся условиям среды
Компенсация – compensatio (возмещение) – это частный вид приспособления, направленный на возмещение дефекта органа или ткани
Аккомодация клеток – это микроскопически выявляемые процессы приспособления клеток к изменившейся внеклеточной среде
Морфология процессов аккомодации клеток
1. Пролиферация (увеличение числа митозов) и гиперплазия (увеличение числа) клеток (при возрастании уровня митогенных ростовых факторов во внеклеточном матриксе)

из внеклеточного матрикса).

3. Гипертрофия клеток:
адаптивная гипертрофия мышц тела при регулярных тренировках,
регенерационная гипертрофия одиночных нейронов с гиперплазией органелл, выживших в зоне некроза мозга).
4. Эндорепликация и полиплоидия (увеличение числа хромосом в ядре, кратное гаплоидному (одинарному) набору непарных хромосом). У человека все клетки (кроме гамет) диплоидны. Образуются три-, тетра-, гексаплоидные и т. д. клетки с повышенной функциональной активностью.
5. Амитоз (прямое деление ядра без репликации ДНК) с образованием двух- или многоядерной клетки (клетка при делении ядра выполняет свои функции, но далее не сможет вступить в митоз).

– превращение одного вида ткани/эпителия в другой в пределах зародышевого листка. Представляет собой изменение обычной дифференцировки новых поколений клеток под влиянием изменившихся факторов внеклеточной среды.

и функциональной активности органа за счёт увеличения количества или объёма его специализированных структур (истинная гипертрофия)
Разновидности гипертрофии органов по механизмам развития:
1. Компенсаторная (рабочая).
2. Викарная (заместительная) гипертрофия одного из парных органов после удаления второго
3. Нейрогуморальная:
- фолликулярная гипертрофия щитовидной железы при повышенном уровне тиреотропного гормона,
- железисто-кистозная гиперплазия эндометрия при избытке эстрогенов,
- гинекомастия у мужчин при снижении андрогенной активности яичек и повышении их эстрогенной активности

атрофии по причине развития:
Дисфункциональная атрофия (от бездействия)

2. Атрофия органа от недостаточного его кровоснабжения

3. Нейротическая атрофия (мышц после их денервации)

4. Атрофия от воздействия химических и физических факторов