Підручник з Біології і екології. 10 клас. Остапченко - Нова програма

§ 43. ПРОЦЕСИ РЕГЕНЕРАЦІЇ У РІЗНИХ ГРУП ЕУКАРІОТІВ

Пригадайте приклади регенерації у тварин і рослин. Що таке гомеостаз?

Регенерація (від лат. регенераціо — відродження) — процес відновлення організмом або окремими клітинами втрачених або ушкоджених частин (мал. 43.1). Регенерацією також називають відновлення цілісного організму з окремого його фрагмента. В одноклітинних еукаріотів процеси регенерації забезпечують відновлення втрачених органел. Ви пам’ятаєте, що плазматична мембрана за незначних ушкоджень здатна до відновлення, завдяки чому клітина не гине, а продовжує функціонувати. Відновлювати свою структуру після ушкоджень здатні й молекули ДНК (процеси репарації ДНК).

Мал. 43.1. Приклади регенерації: 1 — відновлення втраченого хвоста в ящірки; 2 — відновлення цілісного організму з окремого променя у морської зірки

Завдяки процесам регенерації в організмі постійно замінюються клітини й оновлюються тканини, термін функціонування яких вичерпано (залозисті клітини кишкового епітелію, клітини крові тощо), що потрібно для забезпечення нормального функціонування організму. Пригадаємо: генетично запрограмовану загибель клітини називають апопотозом; загибель клітин унаслідок зовнішніх або внутрішніх пошкоджень — некрозом.

Регенерацію, яка забезпечує відновлення пошкоджених або втрачених частин організму, а також відновлення цілісного організму з певної його частини, називають репаративною, тоді як регенерацію, зазвичай не пов’язану з ушкодженням або втратою частин організму, — фізіологічною. Фізіологічна регенерація забезпечує цілісність і нормальну життєдіяльність окремих тканин, органів і всього організму.

Регенерацію називають повною, коли ушкоджену або втрачену тканину заміщує ідентична і через певний час місце ушкодження майже неможливо розпізнати (регенерація епідермісу шкіри, слизових оболонок, кісткового мозку у людини тощо). Неповна регенерація відбувається не в місці безпосереднього ушкодження, а за рахунок тканин, які його оточують. При цьому сама ушкоджена ділянка заповнюється сполучною тканиною, що утворює рубець (мал. 43.2).

Мал. 43.2. Утворення рубця на шкірі людини (завдяки високій швидкості розмноження клітини пухкої сполучної тканини заповнюють ушкоджену ділянку, формуючи рубцеву тканину)

Здатність до регенерації визначається спадково. Але на ці процеси можуть впливати певні чинники як зовнішнього, так і внутрішнього середовища. Під їхнім впливом перебіг процесів регенерації може порушуватися.

Тоді спостерігають патологічну регенерацію. У людини її можуть спричинити порушення нервової або гуморальної регуляції, незбалансоване харчування (нестача в їжі білків, вітамінів), пригнічення імунної системи тощо.

У тваринному світі з підвищенням рівня організації здатність до регенерації зменшується. Так, у птахів і ссавців (і людини, зокрема) регенерація проявляється лише в загоєнні ран, зростанні кісток, поновленні клітин і тканин.

Здатність до регенерації добре розвинена у рослин. Вони можуть відновлювати пошкоджені тканини та органи, а також цілісний організм з певної його частини. Важлива роль у процесах регенерації у вищих рослин належить твірній тканині, клітини якої здатні ділитися, диференціюватись і давати початок різним типам клітин. Процеси регенерації у рослин регулюють біологічно активні речовини — фітогормони, які стимулюють поділ і диференціацію клітин в ушкоджених ділянках.

Стимуляція регенераційних процесів. За звичайних умов експерименту в ссавців деякі органи не регенерують (головний і спинний мозок) або відновлювальні процеси в них виражені слабо (кістки склепіння черепа, судини, кінцівки). Для подолання цієї проблеми розроблено методи, які дають змогу штучно стимулювати процеси регенерації. До них належать: заміна видаленого або відмерлого органа трансплантатом або вживлення каркаса. Регенераційні процеси можна стимулювати й за допомогою біологічно активних речовин. Це певні гормони, які стимулюють ростові процеси (гормони гіпофіза, щитоподібної залози, надниркових залоз), екстракти з відповідних тканин тварин або рослин тощо.

Цікаво знати

Якщо у хвостатих амфібій (наприклад, тритонів, саламандр) на місці видаленої кінцівки згодом відростає нова, то в безхвостих (як-от, у жаб) місце ушкодження лише загоюється з утворенням культі (частини кінцівки, що залишилася після видалення) (мал. 43.4). Але якщо таку культю стимулювати певними механічними подразненнями або хімічними сполуками, репаративна регенерація стає можливою. Такі самі експериментальні результати отримали і під час регенерації кінцівок у дитинчат пацюків.

Мал. 43.4. Процеси регенерації у різних груп амфібій: 1 — регенерація кінцівки у тритона (хвостаті амфібії): приблизно через 5 місяців регенерована кінцівка стає майже такою самою, як і до її втрати; 2 — у жаб (безхвості амфібії) втрачені кінцівки за звичайних умов не відновлюються

Ключові терміни та поняття

регенерація фізіологічна та репаративна.

Перевірте здобуті знання

1. Що таке регенерація? 2. Що таке фізіологічна та репаративна регенерація? 3. Від чого може залежати здатність до репаративної регенерації тварин? 4. У яких груп тварин репаративна регенерація розвинена краще? 5. Як можна стимулювати процеси регенерації у тварин? 6. Схарактеризуйте процеси регенерації у рослин.

Поміркуйте

Як стимулювання процесів регенерації можна використати в медицині?