Я познаю мир. Биология

Регенерацию человека и высших животных подразделяют на репаративную, заключающуюся в замене структур, погибших в результате повреждения, и физиологическую, то есть постепенную замену тканей в процессе нормальной жизнедеятельности. Как пример физиологической регенерации можно назвать обновление изношенных клеток кожного эпителия или эритроцитов — красных клеток крови, продолжительность жизни которых исчисляется днями или неделями.

В основе регенерации лежат закономерности, сходные с теми, которые обеспечивают обычное развитие организмов. Очевидно, что в регенерирующем органе происходит увеличение числа клеток. Ученые давно заметили, что в этом случае размножаются как специализированные клетки, то есть типичные «взрослые» клетки поврежденной ткани, так и малодифференцированные, то есть клетки более просто устроенные и мало похожие на клетки регенерирующего органа. Эти малодифференцированные клетки называются стволовыми тканевыми клетками. Регенерация с помощью этих клеток особенно похожа на развитие органа у эмбриона.

Стволовые клетки есть в каждом органе и каждой ткани, их можно назвать «собственными» стволовыми клетками ткани. Но есть и «общие» стволовые клетки, расположенные в костном мозге. Впрочем, стволовые клетки костного мозга тоже бывают двух сортов. Из гемопоэтических клеток костного мозга всю жизнь развиваются клетки крови, а из стромальных (от греческого слова строма, означающее «подстилка») могут образовываться любые другие, даже нервные клетки, еще недавно считавшиеся невозобновляемыми. К сожалению, их в костном мозге относительно немного, а с возрастом становится совсем мало.

Плохое срастание костей при переломах у пожилых людей, видимо, связано с недостаточным количеством или полным отсутствием стромальных клеток. Эти клетки относятся к клеткам — бродягам — они постоянно пробираются в кровяное русло и, отдавшись на волю волн, путешествуют с током крови по организму, всегда готовые остаться там, где есть какие — нибудь повреждения тканей, нуждающиеся в восстановлении.

Расположение красного костного мозга в организме взрослого человека (заточкован)

Таким образом, в регенерации у человека всегда участвуют два вида клеток: стволовые тканевые и стволовые стромальные клетки костного мозга. Первые годятся только для восстановления тех тканей, среди клеток которой они живут, вторые — универсалы. Они способны принимать участие в восстановлении любых тканей организма, так как могут превращаться в нужные организму специализированные клетки.

Если при тяжелых повреждениях организму не хватает собственных стромальных клеток, ему можно помочь, введя такие клетки извне. Во всяком случае, у мышей, которым химическим путем разрушили мышцы передних ног, а затем ввели стволовые стромальные клетки, через некоторое время мышцы частично восстановились. Новые мышечные клетки образовались именно из этих введенных клеток.

Поперечно полосатые мышечные клетки под микроскопом

Чудо — клетки, введенные свиньям в зону инфаркта сердечной мышцы, полностью ее восстановили. А введенные в головной мозг мышам, у которых перед этим был вызван инсульт (повреждение мозга, связанное с нарушением мозгового кровообращения), привело к его частичному восстановлению. То же самое совершили стромальные клетки, оказавшиеся в поврежденной печени.

Есть первые успехи в применении стромальных клеток и у больных людей. Введенные в место перелома девяностолетнему старцу, эти клетки привели к срастанию костей, которые в предшествующие 13 лет не срастались. В другом случае у семи десятилетнего пациента, перенесшего инфаркт, удалось добиться частичного восстановления отмершего участка сердечной мышцы.

Может быть, уже в самые ближайшие годы мы научимся лечить многие пока неизлечимые болезни человека, в том числе повреждения спинного мозга. Однако где взять необходимые для этого стволовые стромальные клетки? Их, конечно, можно было бы вырастить из стромальных клеток самого больного, но процесс этот длителен и к тому времени, когда запас их окажется достаточным для лечения, лечить будет уже поздно.

Есть ли из этого положения выход? Есть! Стромальные клетки можно получать из пуповины новорожденных детей и хранить в течение всей жизни их владельцев. Они должны послужить резервом на случай чрезвычайных ситуаций и в случае экстренной необходимости использоваться для восстановительных работ.

Мозг требует развития

Некоторые сведения о развитии головного мозга и мышления ученые получили при анализе ужасных случаев бесчеловечного обращения с детьми. Подобные эксперименты, конечно, ни один ученый не стал бы проводить специально, однако изучение этих трагических происшествий позволяет понять важность правильного развития детей в раннем возрасте.