Расстройства процесса регенерации

Регенерация – это процесс возмещения структур, потерянных физиологическим или патологическим путём и направленный на восстановление структурного и функционального гомеостаза организма.

Способностью к регенерации обладают все структуры организма. По иерархическим уровням регенерирующих структур регенерация делится на следцющие виды:

а) молекулярная регенерация – восстановление изношенных или повреждённых молекул (например репарация молекул ДНК);

б) субклеточная регенерация – восстановление субклеточных структур (клеточных органоидов), повреждённых патогенными факторами;

в) клеточная регенерация – восстановление моновалентной клеточной популяции повреждённой ткани (напр., регенерация гепатоцитов при циррозе печени без восстановления субструктур органа – печёночных долек);

г) тканевая регенерация – восстановление всех тканевых компонентов – клеток и тканевой инфраструктуры (клеточных взаимосвязей, межклеточного матрикса – волокон, аморфного вещества);

д) регенерация органа – восстановление паренхимы и стромы (сосудов, нервныех структур) с сохранением архитектоники органа.

Молекулярная регенерация представляет собой репарацию ДНК, повреждённую различными патогенными факторами, с участием специфических ферментов, которые осуществляют биохимическую резекцию и удаление повреждённой части молекулы, её лизис и ресинтез нормальной молекулы, которая замещаетповреждённую часть.

Субклеточная регенерация представляет собой мультипликацию интактных клеточных органоидов (как и клетка, которая может произойти только из клетки, клеточные органоиды могут происходить также только из других органоидов и не могут быть синтезированы de novo). Таким образом, происходит регенерация митохондрий, рибосом, аппарата Гольджи и др.

Клеточная регенерация осуществляется размножением клеток митотическим или амитотическим путём.

Регенерация ткани и органа включает, кроме клеточной регенерации, такжк и регенерацию кровеносных и лимфатических сосудов (ангиогенез), а также восстановление нервных структур (аксонов, нервных окончаний).

В зависимости от биологической значимости, регенерация классифицируется на физиологическую и патологическую регенерацию.

Физиологическая регенерация направлена на волсстановление физиологических клеточных потерь (изнашивание вследствие нормального функционирования, клеток, завершивших нормальный жизненный цикл), клеточных потерь вследствие функционального перенапряжения и асинхронного старения, клеток, подвергнутых некрозу под действием патогенных повреждающих факторов. Физиологическая регенерация предусматривает сохранение структурного и функционального гомеостаза организма. Следует отметить, что в обоих случаях (при физиологической либо патологической смерти клеток) регенерация имеет в основе одни и те же биологические механизмы и называется физиологической. Продукт физиологической регенерации (новообразованные клетки, ткани) адекватны органу в качественном и количественном отношении, имеют те же гистологические свойства, а их объём достаточен для сохранения структурного и функционального гомеостаза ткани или органа. Следует отметить также, что после функционального перенапряжения органа объём регенерации может превосходить нормальный, характерный для обычной функции, из-за чего в этом случае можно говорить о гиперрегенерации с образованием избытка структур.

Физиологическая регенерация классифицируется на следующие типы:

а) гомеостатическая регенерация – возмещение структур изношенных в процессе физиологической жизненной активности; таким способом происходит непрерывная регенерация на протяжении всей жизни индивида эпителиальных клеток пищеварительного и урогенитального трактов, бронхиального дерева, кожи, клеток крови;

б) адаптационная регенерация – регенерация, инициированная разнообразными факторами окружающей среды и вызванная перенапряжением с последующей адаптационной гиперфункцией; она направлена на увеличение массы структур в соответствии с новыми условиями существования. Примером адаптационной регенерации является гиперрегенерация эритробластного ростка костного мозга у здоровых людей в условиях высокогорья;

в) компенсаторная регенерация – регенерация, инициированная компенсаторной гиперфункцией органов-синергистов, направленная на увеличение массы структур, оставшихся интактными, с сохранением функционального гомеостаза организма; так происходит гиперрегенерация эритроцитарного ростка красного костного мозга при пороках сердца или легочных повреждениях;

г) защитная регенерация – регенерация структур мезенхимального происхождения, направленная на защиту от действия патогенного фактора; защитная гиперрегенерация соединительной ткани встречается в очаге инфекционного воспаления;

д) репаративная регенерация – регенерация, направленная на восстановление паренхиматозных структур органа повреждённых патогенным фактором; посредством репаративной регенерации восстанавливается паренхима многих органов (печень, желудок, кишечник, кожа и др.)

Для различных органов характерна определённая способность и форма регенерации. Например, в некоторых органах возможна только внутриклеточная (субклеточная) регенерация – миокардиоциты, нейроны; для других органов характерна митотическая и амитотическая клеточная регенерация одновременно с регенерацией и гипертрофией клеточных структур – в печени, почках, поджелудочной железе; существует третья категория органов, в которых клеточная регенерация протекает без гипертрофии клеточных органоидов – в коже, эпителии, костном мозге.

Патологическая регенерация инициирована теми же стимулами, что и физиологическая, но отличается неадекватным качественным или количественным характером регенерированных структур. Выделяют следующие виды патологической регенерации:

а) количественно неадекватная регенерация – гетерометрия, которая может быть в виде гипорегенерации – регенерация недостаточная для восстановления структурного гомеостаза (отрицательный баланс структуры) и в виде гиперрегенерации с выработкой избытка структуры, которая превосходят гомеостатические потребности (положительный баланс структуры, например при формировании келлоидов кожи)

б) качественно неадекватная регенерация – регенерация с выработкой структур, которые гистологически отличаются от первоначальных. Проявляется в виде дисплазии – регенерация с выработкой аномальных эмбриональных, дефектных, структур («уродств»), метаплазии – регенерация с выработкой нормальных структур, но другого гистологического характера, несвойственного данному органу – гетеротопия (напр., цилиндрический эпителий замещается ороговевающим эпителием), склерозирование – регенерация с замещением паренхиматозных специфических структур неспецифическими структурами (соединительной тканью) и озлокачествление – регенерация с выработкой опухолевых клеток.

Метаплазия – это обратимое замещение взрослых клеток (эпителиального или мезенхимального происхождения) другими взрослыми клетками и составляет адаптационный феномен замещения одних клеток, чувствительных к агрессивным действиям, другими, более резистентными (например, при хроническом воспалении дыхательных путей происходит замещение цилиндрических эпителиоцитов ороговевающим эпителием). Следует отметить, что те же стимулы, которые вызывают адаптационную метаплазию, могут привести и к патологической метаплазии – раковому перерождению. Метаплазия встречается не только в паренхиматозных клетках, но и в клетках мезенхимального происхождения. Например, фиброзная соединительная ткань может преобразоваться в остеобласты и в хондробласты.

Патогенез метаплазии состоит в генетическом репрограммировании стволовых клеток или недифференцированных клеток путём активации одних генов и угнетения других.