Регенерация поперечно-полосатой мышечной ткани

Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра гистологии и эмбриологии

Реферат

Регенерация поперечно-полосатой мышечной ткани

Выполнил:

Студент 115группы

Недзельская В.С.

Проверил: Доцент КБН

Голубева И.А.

Тюмень 2015

Содержание

1. Понятие регенерации тканей

2. Условия регенерации поперечно-полосатой мышечной ткани

3. Функциональная регенерация поперечно-полосатой мышечной ткани

4. Репаративная регенерация поперечно-полосатой мышечной ткани

5. Л.В. Полежаев -- автор открытия «Закономерность утраты и восстановления регенерационной способности конечностей у позвоночных»

6. Вопросы тканевой терапии

Использованная литература

1. Понятие регенерации тканей

Регенерация - это восстановление или возрождение части тела организма по своей структуре, соответствующей утратившей.

Различают физиологическую и патологическую регенерацию:

· Физиологическая регенерация связана с постоянным обновлением стареющих и погибающих в результате апоптоза клеток или их внутриклеточных структур и происходит в органах и тканях с обновляющимися клеточными популяциями. Все время в организме человека происходит изнашивание клеток. При этом происходит их восстановление, образование таких же новых элементов, благодаря чему организм сохраняет свою целостность и поддерживает свою нормальную жизнедеятельность.

· Репаративная регенерация -- восстановление органов и тканей после их повреждения. Патология регенерации может включать расстройства как клеточных, так и внутриклеточных гиперпластических или гипертрофических процессов.

В развитии нарушений тканевого роста особое место занимает патологическая регенерация. Она развивается при грубом нарушении или извращении естественного регенеративного процесса. Проявляется в виде избыточной или недостаточной регенерации, а также в виде метаплазии. Патологическая регенерация обычно возникает при нарушении общих или местных механизмов регуляции регенеративно-репаративных процессов.

В условиях патологии также может страдать физиологическая регенерация, либо репаративная, или восстановительная. Репаративная регенерация может быть полной - реституция и неполной - субституция.

Реституция -- возмещение дефекта тканью, идентичной погибшей, с полным восстановлением функций.

Она характерна для клеточной формы регенерации. Субституция -- замещение дефекта соединительной тканью, рубцом. Она характерна для внеклеточной формы регенерации либо её сочетания с клеточной формой регенерации.

2. Условия регенерации поперечно-полосатой мышечной ткани

Это происходит из-за, того что ядра миосимпластов делиться не могут, так как у них отсутствуют клеточные центры. И камбиальными элементами, как в случае физиологической, так и репаративной, служат миосателлитоциты. Пока организм растет, они делятся, а дочерние клетки встраиваются в концы симпластов. По окончании роста размножение миосателлитоцитов затухает. После повреждения мышечного волокна на некотором протяжении от места травмы оно разрушается и его фрагменты фагоцитируются макрофагами.

Условиями регенерации мышц являются:

· натяжение, уставновление связей со скелетом посредством связок и сухожилий

· восстановление кровоснабжения

· установление нервной связи

Стимулом к вступлению миосаттелитов в цикл размножения и дифференцировки являются митогены, комплекс биологически активных веществ, находящихся в цитоплазме мышечного волокна, а также нейротрофические субстанции, выделяемые из нервноых окончаний проросших к формирующейся новой миотубе аксонов. Если к моменту образования миотуб не образуется контакта с нервными волокнами - процесс регенерации останавливается и происходит распад мышечного волокна.

Регенерация скелетных мышц имеет важное клиническое значение при мышечных дистрофиях и различных травмах, и зависит от камбиального резерва, формируемого клетками-миосателлитами. Как формирующие скелетное мышечное волокно миобласты, так и клетки-миосателлиты образуются из единых мышечных предшественников с высоким пролиферативным потенциалом. После завершения формирования мышечного волокна во время эмбрионального развития скелетной мышцы клетки-миосателлиты располагаются вне многоядерного волокна и остаются пролиферативно-неактивными. Выживание и распространение этих клеток основано на экспрессии транскрипционного фактора Pax7.

По результатам исследования проведенных в лабораторной эмбриологии Института Карнеги (США) было показано, что функциональный белок Pax7 не требуется для регенерации скелетных мышц после травмы во взрослом возрасте.

В итоге можно сказать то, что господствующая концепция: «Регенерация повторяет развитие» не совсем действительна.

3. Функциональная регенерация поперечно-полосатой мышечной ткани

Физиологическая регенерация проявляется в форме гипертрофии мышечных волокон, что выражается в увеличении их толщины и даже длины, увеличение числа органелл, главным образом миофибрилл, а также нарастании числа ядер, что в конечном счете проявляется увеличением функциональной способности мышечного волокна.

Увеличение числа ядер в мышечных волокнах в условиях гипертрофии достигается за счет деления клеток миосателлитов и последующего вхождения в миосимпласт дочерних клеток.

Увеличение числа миофибрилл осуществляется с помощью синтеза актиновых и миозиновых белков свободными рибосомами и последующей сборки этих белков в актиновые и миозиновые миофиламенты параллельно с соответствующими филаментами саркомеров. В результате этого вначале происходит утолщение миофибрилл, а затем их расщепление и образование дочерних миофибрилл. Кроме того, возможно образование новых актиновых и миозиновых миофиламентов не параллельно, а встык предшествующим миофибриллам, что обуславливает их удлинение. Саркоплазматическая сеть и Т-канальцы в гипертрофирующемся волокне образуются за счет разрастания предшествующих элементов. При определенных видах мышечной тренировки может формироваться преимущественно красный тип мышечных волокон (у стайеров) или белый тип мышечных волокон (у спринтеров).

Возрастная гипертрофия мышечных волокон интенсивно проявляется с началом двигательной активности организма (1--2 года), что обусловлено прежде всего усилением нервной стимуляции. В старческом возрасте, а также в условиях малой мышечной нагрузки наступает атрофия¹ специальных и общих органелл, истончение мышечных волокон и снижение их функциональной способности.

4. Репаративная регенерация поперечно-полосатой мышечной ткани

Репаративная регенерация протекает при совершенно иных условиях, чем физиологическая. После насильственного повреждения всегда образуется очаг повреждения или рана, резко нарушается нормальное соотношение и состояние тканей в области раны. Нарушается также функция органа.

Способ протекания репаративной регенерации зависит от величины дефекта: значительное или незначительное повреждение мышечных волокон.

· При значительных повреждениях в регенерации участвуют миосателлиоциты. Кроме того, наблюдается вычленение ядерно-саркоплазматических территорий из состава симпласта. Далее на протяжении мышечного волокна миосателлиоциты в области повреждения и в прилежащих участках растормаживаются, усиленно пролиферируют, а затем мигрируют в область дефекта мышечного волокна, где выстраиваются в цепочки, формируя миотрубку. Последующая дифференцировка миотрубки приводит к восполнению дефекта и восстановлению целостности мышечного волокна.

· В условиях небольшого дефекта мышечного волокна на его концах, за счет регенерации внутриклеточных органелл, образуются мышечные почки, которые растут навстречу друг другу, а затем сливаются, приводя к закрытию дефекта.

Однако, репаративная регенерация и восстановление целостности мышечных волокон могут осуществляться при определенных условиях:

1. При сохраненной двигательной иннервации мышечных волокон,

2. Если в область повреждения не попадают элементы соединительной ткани (фибробласты). Иначе на месте дефекта мышечного волокна развивается соединительно-тканный рубец.

5. Л.В. Полежаев -- автор открытия «Закономерность утраты и восстановления регенерационной способности конечностей у позвоночных»

Доктор биологических наук, профессор Л. В. Полежаев (Институт биологии развития АН СССР) установил закономерность утраты и восстановления регенерационной способности конечностей у позвоночных. Открытие сделано в результате многолетних экспериментальных исследований.

Прежде было известно, что у одних групп позвоночных, например у хвостатых амфибий (тритонов, аксолотлей, саламандр), конечности после ампутации регенерируют. У других групп позвоночных, например у всех млекопитающих, птиц, рептилий, конечности после ампутации не восстанавливаются. Была известна и третья, промежуточная группа животных - бесхвостые амфибии (лягушки, жабы, жерлянки), у которых конечности после ампутации восстанавливаются только до определенной стадии индивидуального развития (онтогенеза), а на более поздних стадиях утрачивают способность к регенерации. Причины утраты регенерационной способности конечностей в онтогенезе и эволюционном развитии (филогенезе) позвоночных животных не были известны.

Все живое вышло из воды, развивалось от простого к сложному. И чем больше оно совершенствовалось в развитии, тем более утрачивало способность к регенерации, которая как бы засыпала. А что, если эту способность "разбудить"?

"В результате многочисленных экспериментов, - рассказывает Л. В. Полежаев, - было установлено, что после ампутации конечностей у позвоночных животных, способных к регенерации, основные ткани остатка органа сильно разрушаются и дедифференцируются, то есть утрачивают свою специфическую морфологическую структуру. Организация их упрощается, клетки выходят из тканевых связей и в основном без размножения мигрируют под эпителий поверхности раны, где накапливаются и образуют регенерационный зачаток, или бластему. Последняя растет благодаря размножению клеток, дифференцируется и превращается в развитую конечность.

У позвоночных, не способных к регенерации конечностей, основные ткани остатка органа практически не дедифференцируются и в целом сохраняют свою структуру. Если с помощью физических, химических или биологических методов резко усилить разрушение и дедифференцировку тканей в остатках органов после ампутации конечностей у этих животных, то конечности полностью или не полностью регенерируют.

В процессе разрушения тканей освобождаются определенные вещества, являющиеся, по-видимому, продуктами распада, главным образом белков, нуклеопротеидов и нуклеиновых кислот, которые вызывают освобождение клеток из тканевых связей, их миграцию, накопление в области раны и активацию формообразовательных потенций. При этом ускоряются процессы биосинтеза в клетках бластемы".

Открытие знаменовало создание нового направления в учении о регенерации. Удалось разработать методы, при помощи которых можно вызывать регенерацию органов, нерегенерирующих при обычных условиях: костей свода черепа и тканей зубов у собак, конечностей у аксолотлей. Появилась возможность начать работу по стимуляции регенерации мышцы сердца и нервной ткани головного мозга у млекопитающих, полностью замещать дефекты человеческого черепа регенерирующей костью. Найдены препараты, которые вдвое ускоряют заживление очагов повреждения мышцы сердца.

На проходившем в Ленинграде в 1970 г. Всемирном конгрессе анатомов, гистологов и эмбриологов было отмечено, что работы по регенерации вошли в золотой фонд мировой науки. Советские ученые Л. В. Полежаев, А. Н. Студитский, М. А. Воронцова, Л. Д. Лиознер и другие разработали приемы, позволяющие восстанавливать утраченную способность к регенерации у ряда организмов.

Открытие Л. В. Полежаевым внесено в Государственный реестр открытий СССР под № 144 с приоритетом от июля 1948 г. в следующей формулировке: "Экспериментально установлена неизвестная ранее закономерность изменения регенерационной способности конечностей у позвоночных (на примере бесхвостых амфибий), заключающаяся в том, что способность к реперативной регенерации указанных органов закономерно утрачивается в онто- и филогенезе животных в зависимости от уменьшения способности к разрушению и дедифференцировке основных тканей, составляющих эти органы, и восстанавливается при усилении разрушения и дедифференцировки".

6. Вопросы тканевой терапии

регенерационный мышечный полижаев аутотрансплантация

С точки зрения медицины, является поиск новых путей лечения повреждённых мышц человека. Часть исследований опирается на экспериментальную модель, предложенную в 50-х годах А.Н. Студитским. После предварительной травматизации мышечная ткань животных при аутотрансплантации образует вторичный орган. В результате воздействия травмирующего фактора происходит активация камбиальных элементов. В опытах было показано, что у человека единичный фрагмент мышечной ткани единичный фрагмент мышечной ткани может стать источником появления малодифференцированных клеток элементов. В организме человека из этих элементов развиваются новые мышечные структуры.

Установлено, что источником регенерации измельченной мышечной ткани являются миосателлитоциты. Воздействие трипсина на измельченную мышечную ткань перед трансплантацией облегчает выход миосателлитоцитов из биоптата и улучшает условия для их дальнейшего развития. В настоящее время в ряде стран создаются и работают центры тканевой терапии, занимающиеся разработкой новых способов лечения поврежденных мышц с использованием методов культивирования и трансплантации миосателлитоцитов.

Советский ученый А. Н. Студитский доказал возможность аутотрансплантации скелетной мышечной ткани и даже целых мышц при соблюдении определенных условий:

· механическое измельчение мышечной ткани трансплантата, с целью растормаживания клеток-сателлитов и последующей их пролиферации;

· помещение измельченной ткани в фасциальное ложе;

· подшивание двигательного нервного волокна к измельченному трансплантату;

· наличие сократительных движений мышц-антагонистов и си

Использованная литература

1. А. Дж. Мак-Комас Скелетные мышцы М.: Олимпийская литература, 2001.

2. Полежаев Л. В. П49 Регенерация. М., «Знание», 1977,65с.

3. Самсонова А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: морфология М.: Спб 2011г. - 203с.

4. Студитский А.Н. Эволюционная морфология клетки. М.: Наука,1981. 280с.

5. Ченцов Ю.С., Шубникова Е.А., Юрина Н.А., Гусев Н.Б. Мышечные ткани, М.: Медицина, 2001.

Размещено на Allbest.ru