134. Особливості регенерації окремих видів тканин та органів: регенерація крові, судин, сполучної, жирової, хрящової, кісткової, м'язової тканини та епітелію.
Регенерація крові
Фізіологічна регенерація. В організмі постійно відбувається фізіологічний некроз (апоптоз) частини клітин крові, які відновлюються в процесі фізіологічної регенерації. Гемопоез відбувається в мієлоїдній та лімфоїдній тканинах. Еритроцити, зернисті лейкоцити, тромбоцити утворюються в результаті інтрамедулярного кровотворення, тобто в червоному кістковому мозку, який у дорослих тварин розташованимй у губчатій речовині хребців, грудної кістки, ребер і дрібних кісток. Лімфоцити утворюються в центральних імунних органах (тимус, фабрицієва сумка птиці або її аналоги у ссавців), ефекторні клітини імунітету – у селезінці, лімфовузлах, лімфоїдних фолікулах деяких органів, моноцити – по всій кровотворній тканині. Джерелом всіх клітин крові є єдина стовбурна клітина, яка утворюється в кістковому мозку.
Репаративна регенерація крові відрізняється від фізіологічної як більшою інтенсивністю, так і тим, що кровотворення може відбуватися поза кістковим мозком – внаслідок так званого екстрамедулярного кровотворення. Вогнища екстрамедулярного кровотворення з’являються в селезінці, печінці, лімфовузлах, слизових оболонках та інших органах і тканинах внаслідок виселення із кісткового мозку мієлоїдних клітин та їх розмноження в цих органах. Крім того, в активний червоний кістковий мозок може перетворюватися жировий кістковий мозок трубчатих кісток і приймати активну участь в кровотворенні (мієлоїдне перетворення жирового кісткового мозку, або метаплазія жирового кісткового мозку в червоний).
Прикладами патологічної регенерації крові можуть бути пригнічення кровотворення внаслідок радіаційного опромінення, надходження в кров незрілих, функціонально неповноцінних клітин при лейкозах, злоякісній анемії та ін.
Регенерація кровоносних судин
Репаративна регенерація кровоносних судин протікає неоднозначно залежно від калібру.
Регенерація судин мікроциркуляторного русла – капілярів, венул, артеріол – може відбуватися шляхом брунькування або аутогенно.
При регенерації судин шляхом брунькування в стінці діючих (незруйнованих) капілярів з'являються бічні випинання за рахунок ендотеліальних клітини, які посилено діляться (ангіобласти, ендотеліобласти). Утворюються ендотеліальні вирости, які перетворюються в тяжі без просвіту. Потім під тиском крові з “материнської” (діючої) судини утворюється просвіт, тобто тяж перетворюється в капіляр. Надалі такі капіляри можуть набувати характеру артерій та вен. При цьому інші елементи судинної стінки утворюються за рахунок диференціювання камбіальних клітини навколишньої сполучної тканини.
Аутогенне новоутворення судин полягає в тому, що в сполучній тканині з'являються вогнища недиференційованих клітини. В цих вогнищах виникають щілини, в які відкриваються діючі капіляри і виливається кров. Ендотеліальне вистилання таких щілин (каналів) відбувається внаслідок посиленого ділення ендотеліобластів діючих капілярів, а в залежності від функціонального навантаження молоді клітини сполучної тканини можуть утворювати інші елементи стінки судини.
Крупні судини не володіють достатніми пластичними властивостями. Тому при пошкодженні їх стінки відновлюються лише структури внутрішньої оболонки, її ендотеліальне вистилання. Елементи середньої і зовнішньої оболонок відновлюються за рахунок рубцювання. При повному руйнуванні крупних судин вони заміщуються сполучною тканиною.
Регенерація волокнистої сполучної тканини
При репаративній регенерації сполучної тканини, або при неповній регенерації органів і тканин формується сполучнотканинний рубець. Процес загоєння дефекту тканини шляхом формування рубця ділиться на декілька стадій.
Підготовка. На початковому етапі регенерації відбувається видалення некротичного детриту, тобто уламків всіх загиблих клітини, запального ексудату, включаючи фібрин і кров. Цей детрит розріджується лізосомними ферментами нейтрофілів, які мігрують в цю ділянку. Розріджений матеріал видаляється по лімфатичній системі; будь-які залишки у вигляді частинок видаляються макрофагами шляхом фагоцитозу.
Розростання грануляційної тканини знаменує кінець першого етапу регенерації – фази проліферації клітини. Грануляційна тканина – високо васкуляризована сполучна тканина, що складається з численних наново сформованих капілярів і проліферуючих камбіальних клітини сполучної тканини. Ці клітина мігрують за ходом капілярів в пошкоджену ділянку. Грануляційна тканина, що формується, заповнює пошкоджену область у міру того, як видаляється некротичний детрит.
Макроскопічно грануляційна тканина м'яка, соковита, здається рожевою і “гранулярною” через наявність численних капілярів (“гранули” утворюють виступаючі над поверхнею тканини петлі капілярів).
Мікроскопічно в такій тканині виявляють безліч тонкостінних капілярів, оточених недиференційованими клітинами сполучної тканини. Проліферуючі камбіальні клітини сполучної тканини є метаболічно високоактивними, з великими ядрами і видимими ядерцями. При електронній мікроскопії виявляється розширений шорсткий ендоплазматичний ретикулум в цитоплазмі фібробластів - індикатор активного синтезу білка.
Через якийсь час – тривалість залежить від ступеня ушкодження – вся ділянка загоєння заміщується розростаючою грануляційною тканиною.
Синтез фібронектина. Фібронектин – глікопротеїн грає ключову роль у формуванні грануляційної тканини і виявляється у великій кількості в процесі загоєння рани. На ранніх стадіях він поступає з плазми, а пізніше синтезується фібробластами, макрофагами і ендотеліальними клітинами в грануляційній тканині. Фібронектін хемотаксичний для фібробластів і прискорює формування капілярних судин з ендотеліальних клітини.
Дозрівання. При дозріванні грануляційної тканини вміст колагену прогресивно збільшується. Колаген – головний фібрилярний білок сполучної тканини. Він синтезується фібробластами у формі попередника – тропоколагена (проколлаген), який формою нагадує довгі нитки. Під час або незабаром після секреції заключне ферментативне видалення термінальної частини ланцюга пептидів веде до формування нерозчинної молекули фібрилярного колагену. При світловій мікроскопії колаген виявляється як фібрилярна маса, яка забарвлюється в рожевий колір при звичайному фарбуванні гематоксилином і еозином і в зелений або синій колір – при фарбуванні трихромовими фарбниками.
Молодий рубець складається з грануляційної тканини, помірної кількості колагену, великого числа капілярів і фібробластів. Він здається рожевим при макроскопічному дослідженні через посилену васкуляризацію. У міру дозрівання рубця кількість колагену збільшується, а клітин і судин – навпаки зменшується. Зрілий рубець складається з безсудинного скупчення колагену, між волокнами якого рідко зберігаються клітини, внаслідок чого він має сіро-білий колір при макроскопічному дослідженні.
Тканина рубця не є неактивною; в ній відбувається безперервне повільне видалення колагену ферментом колагеназою, яке збалансоване синтезом нового колагену фібробластами. Навіть старі рубці можуть розпушуватися при порушенні нормальної активності фібробластів, наприклад, при дефіциті вітаміну С або введенні кортикостероїдів.
Скорочення і ущільнення. Скорочення і ущільнення складають кінцеву (заключну) стадію загоєння шляхом формування рубця. При контракції (ущільненні) зменшується розмір рубця, що дозволяє збереженим паренхіматозним клітинам органу функціонувати з максимальною ефективністю; наприклад, перетворення великого міокардіального інфаркту в маленький рубець дозволяє оптимально функціонувати міокарду, що залишився.
Межа міцності рубця залежить від кількості колагену і прогресивно збільшується, в кінці першого тижня він складає приблизно 10%, а через декілька місяців – 80% від його остаточної межі міцності. Збільшення межі міцності виникає в результаті збільшення кількості колагену, зміни типу колагену і збільшення ковалентних зв'язків між молекулами колагену. Повністю сформований рубець – гладкий, нееластичний, рухомий.
При порушенні умов регенерації може спостерігатися патологічна регенерація сполучної тканини. Найчастіше відбувається порушення синтезу колагену, яке може спостерігатися при нестача вітаміну С, білків, цинку та ін.
Надмірний синтез колагену фібробластами з наступним їх гіалінозом призводить до формування рубцевої тканини синюшного кольору у вигляді пухлиноподібного утворення, яке піднімається над поверхнею шкіри і називається келоїдом. Келоїди часто виникають при загоєнні ускладнених ран шкіри, при опіках та ін. При мікроскопічному дослідженні маси колагену визначаються у вигляді товстих, гіалінізованих смуг.
Регенерація епітелію
Регенерація епітелію здійснюється, як правило, повно, оскільки він володіє високою регенераторною здатністю. Після пошкодження спочатку відновлюється підлегла сполучна тканина та базальна мембрана. Надалі репаративна регенерація здійснюється за рахунок клітин, які лежать безпосередньо на базальній мембрані (базальний, камбіальний або зародковий шар). В краях дефекту відбувається посилене розмноження таких клітин, які “напливають” на новоутворену базальну мембрану і вкривають її спочатку одним шаром, а якщо це епітелій багатошаровий, то уже потім формуються інші шари із таких же клітин, які згодом диференціюються з утворенням відповідних шарів. Залози епітелію слизових оболонок відновлюються за рахунок ділення збережених залозистих клітин, а також за рахунок клітин покривного епітелію, які занурюються в слизову оболонку і в процесі їх ділення утворюються нові залозисті клітини.
Особливо добре регенерує покривний епітелій (багатошаровий плоский роговіючий і нероговіючий, перехідний, одношаровий призматичний і миготливий багаторядний). Наприклад, відновлення багатошарового плоского роговіючого епітелію шкіри здійснюється за рахунок розмноження клітин мальпігієвого шару. Епітеліальні клітини, що утворюються внаслідок такого розмноження, спочатку покривають дефект одним шаром. Надалі пласт епітелію стає багатошаровим, який складається з таких же клітин, які надалі диференціюються і епітелій набуває всі ознаки епідермісу, що включає базальний (камбіальний), зернистий, блискучий і роговий шари. При масивних ушкодженнях регенерація епітелію часто відбувається неповно з утворенням сполучнотканинного рубця.
Регенерація спеціалізованого епітелію органів (печінки, підшлункової залози, нирок, залоз внутрішньої секреції) здійснюється за типом регенераційної гіпертрофії: в ділянках ушкодження тканина заміщається рубцем, а по периферії його відбувається гіперплазія і гіпертрофія клітини паренхіми. В печінці ділянка некрозу завжди піддається рубцюванню, проте в решті частини органу відбувається інтенсивне новоутворення клітини, а також гіперплазія внутрішньоклітинних структур, що супроводжується їх гіпертрофією (регенераційна гіпертрофія). Регенераторні можливості печінки дуже високі. В нирках при некрозі епітелію канальців відбувається розмноження збережених нефроцитів і відновлення канальців за умови збереження базальної мембрани. При її руйнуванні (тубулорексіс) епітелій не відновлюється і каналець заміщається сполучною тканиною. Не відновлюється загиблий каналець і в тому випадку, якщо одночасно гине і судинний клубочок. В підшлунковій залозі регенераторні процеси добре виражені як в екзокринних відділах, так і в панкреатичних острівцях. В залозах внутрішньої секреції відновні процеси представлені неповною регенерацією.
При порушенні регенерації епітелію шкіри і слизових оболонок може спостерігатися патологічна регенерація з утворенням незагоюючіх виразок, нерідко з розростанням в їх краях атипового епітелію, що може стати основою для розвитку раку шкіри, в процесі патологічної регенерації можливий перехід епітелію слизових оболонок в багатошаровий роговіючий епітелій (регенераційна метаплазія) та ін.
