Регенерація
Регенерація (від лат. regeneratio – відродження) – відновлення структурних елементів тканини замість загиблих.
В біологічному значенні регенерація є пристосовним процесом, виробленим в ході еволюції. Вона властива всім органам і тканинам, різними можуть бути її форми.
Розрізняють клітинну і внутрішньоклітинну форми регенерації. Для клітинної форми характерне відновлення структурних елементів тканини шляхом розмноження молодих (камбіальних) клітин з послідуючим їх диференціюванням.
Внутрішньоклітинна регенерація в свою чергу може бути органоїдною і внутрішньоорганоїдною. Тобто вона характеризується збільшення або кількості органел клітини, або розмірів останніх внаслідок збільшення біохімічних компонентів (білків, ферментів, ДНК, РНК і т.д.).
За формою регенерації, яка властива органам і тканинам, останні можна розділити на три групи:
Органи і тканини, для яких властива клітинна форма регенерації (епідерміс, різні види епітелію слизових оболонок, кістки, кровотворні органи, волокниста сполучна тканина, ендотелій, мезотелій);
Органи і тканини, для яких характерна переважно внутрішньоклітинна форма регенерації (міокард, скелетні м’язи) або виключно внутрішньоклітинні форма регенерації (гангліозні клітини нервової системи);
Органи і тканини, для яких в рівній мірі властиві обидві форми регенерації (печінка, нирки, підшлункова залоза, ендокринні залози, легені, гладкі мязи, периферійна нервова система).
Класифікація. Розрізняють три види регенерації:
фізіологічну;
репаративну;
патологічну.
Клітина більшості органів і тканин продовжують ділитися і диференціюватися під час всього його життя. В нормі ріст і диференціювання забезпечують підтримку нормальної структури специфічної тканини. В тканинах, які характеризуються безперервною втратою клітин (шкіра, слизиста оболонка кишечника, кров), стовбурні (камбіальні) клітини діляться, клітини, що при цьому утворюються, диференціюються і замінюють втрачені в процесі нормальної життєдіяльності клітин (фізіологічна регенерація).
Відновлення структури може відбуватися на різних рівнях – молекулярному, субклітинному, клітинному, тканинному і органному, проте завжди йдеться про відшкодування структури, яка здатна виконувати спеціалізовану функцію. Регенерація – це відновлення як структури, так і функції.
Репаративна, або відновна регенерація – це відновлення клітин і тканин замість загиблих в результаті різних патологічних процесів. Механізми репаративної і фізіологічної регенерації єдині, репаративна регенерація – це посилена фізіологічна регенерація. Проте, викликана патологічними процесами, репаративна регенерація має деякі якісні морфологічні відмінності від фізіологічної. Репаративна регенерація може бути повною і неповною.
Повна регенерація, або реституція, характеризується заміщенням дефекту тканиною, яка ідентична загиблій. Вона розвивається переважно в тканинах, де переважає клітинна регенерація.
При неповній регенерації, або субституції, дефект заміщається сполучною тканиною, рубцем. Субституція характерна для органів і тканин, в яких переважає внутрішньоклітинна форма регенерації, або вона поєднується з клітинною регенерацією. В таких випадках функція відшкодовується шляхом гіпертрофії оточуючих дефект неушкоджених паренхіматозних клітин. Такий процес називають регенераційною гіпертрофією.
Патологічна регенерація – це порушення регенераторного процесу. Патологічна регенерація виявляється в надмірному або недостатньому утворенні регенеруючої тканини (гіпер - або гіпорегенерація). Прикладами її можуть служити утворення келоїдних рубців, надмірна регенерація периферичних нервів (травматичні невроми), надмірне утворення кісткової мозолі при зрощенні перелому, повільне загоєння ран (хронічні трофічні виразки в результаті венозного застою) і ін.
Морфогенез регенераторного процесу складається з двох фаз – проліферації і диференціювання. У фазу проліферації розмножуються молоді, недиференційовані клітини. Ці клітини називаються камбіальними, стовбурними клітинами або клітинами-попередниками. Ділення клітин продовжується до тих пір, поки не буде заповнений дефект тканини. У фазу диференціювання молоді клітина дозрівають, відбувається їх структурно-функціональна спеціалізація.
Клітини організму на підставі їх регенераторної здатності діляться на три групи – лабільні, відносно стабільні і постійні.
Лабільні клітини – це мітотично активні клітини (наприклад, базальні епітеліальні камбіальні клітина всіх типів епітелію, гемопоетичні стовбурні клітини в кістковому мозку), вони активно діляться протягом всього життя і є джерелом для відновлення клітин, які безперервно гинуть. Лабільні клітини мають короткий період відпочинку або міжмітотичний період. Безперервна втрата зрілих клітини даної тканини – безперервний стимул для входження неактивних клітин в мітотичний цикл. Зрілі диференційовані клітини в цих специфічних тканинах не можуть ділитися; їх кількість підтримується діленням стовбурних лабільних клітини.
Ушкодження тканини, що містить лабільні паренхіматозні клітини, супроводжується швидкою регенерацією і супроводжується повною регенерацією клітин від базального гермінативного шару протягом декількох днів. Руйнування еритроцитів в периферичній крові (гемоліз) стимулює гіперплазію клітин-попередників гемопоезву в кістковому мозку, що в результаті приводить до регенерації зруйнованих червоних клітин крові. Регенерація в тканинах з лабільними клітинами відбувається тільки тоді, коли після ушкодження залишається достатня кількість таких лабільних клітини. Наприклад, радіоактивне випромінювання або високі дози деяких ліків, можуть знищити всі клітини-попередники гемопоезу в кістковому мозку і тоді регенерація неможлива, і це приводить до розвитку апластичної анемії.
Відносно стабільні клітини (зворотно постмітотичні), прикладами яких є паренхіматозні клітини найважливіших залозистих органів (печінка, підшлункова залоза) і мезенхімальні клітини (фібробласти, ендотеліальні клітини), мають, як правило, тривалий термін існування і тому характеризуються низькою мітотичною активністю. Вони мають тривалий постмітотичний період (часто протягом років), але зберігають здатність до ділення, тобто входити в мітотичний цикл у міру виникнення потреби. На відміну від лабільних клітин, які є недиференційованими клітинами і діляться часто, а дозрівають і стають функціонуючими їх дочірні клітини, відносно стабільні клітини диференційовані і є функціонуючими клітинами, які повертаються до ділення тільки при необхідності. Хоча відносно стабільні клітини мають тривалу стадію відпочинку, вони можуть швидко ділитися при виникненні потреби, наприклад, паренхіматозні клітини печінки швидко відновлюються після некрозу гепатоцитів.
Регенерація в тканинах, утворених з відносно стабільних клітини, вимагає наявності достатньої кількості життєздатної тканини для забезпечення регенерації паренхіматозних клітин, а також вимагає збереження сполучнотканинної основи тканини. Так при некрозі клітин епітелію канальців нирки (гостра ниркова недостатність) із збереженням сполучнотканинної основи ниркових канальців регенерація відбувається швидко, і втрачені клітини замінюються шляхом ділення клітин канальців, що вижили. З другого боку, коли відбувається некроз і паренхіми, і сполучної основи тканини (інфаркт нирки), регенерація неможлива і загоєння відбувається шляхом формування рубця.
Постійні клітини (незворотно постмітотичні клітини), прикладами яких є нейрони в центральній і периферичній нервовій системі, клітини міокарду, не мають ніякої здатності мітотичного ділення в постнатальному житті. Ушкодження постійних клітини завжди супроводжується формуванням рубця. Повна регенерація неможлива. Втрата постійних клітин тому незворотна і, якщо некроз обширний, це може приводити до стійкого порушення функції органів.
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.
Загоєння ран шкіри
Розуміння механізмів, залучених в загоєнні ран шкіри, забезпечує розуміння загоєння взагалі. Шкіра складається з епідермісу, представленого багатошаровим плоским роговіючим епітелієм (базальний гермінативний шар – це лабільні (камбіальні) клітини і дерми, яка складена з фібробластів, колагену, кровоносних судин і похідних шкіри (волосяні фолікули, пітні залози, сальні залози). Клітина сполучної тканини дерми і похідних шкіри відносяться до відносно стабільних клітини.
Типи пошкоджень шкіри. Ушкодження шкіри класифікуються на основі тяжкості і характеру ушкодження.
1. Садно: найлегша форма ушкодження шкіри, характеризується видаленням поверхневої частини епідермісу. Оскільки основний базальний гермінативний шар лабільних клітини непошкоджений, епітелій відновлюється повністю, без формування рубця.
2. Розріз і розрив: при різаній і рваній рані шкіра ушкоджується на повну товщину (і епідерміс, і дерма), але з мінімальною втратою гермінативних (камбіальних) клітини. Якщо краї шкірної рани ретельно зіставляються, як, наприклад, при хірургічному розрізі, відновлення відбувається дуже швидко. Простий розріз є ідеальним варіантом рани шкіри відносно процесу загоєння, оскільки в ній не міститься чужорідний матеріал і вона не інфікована і тому заживає швидко і без ускладнень.
3. Рани з дефектами епідермісу: важкі ушкодження (наприклад, глибокі розрізи, розриви, опіки) характеризуються видаленням великих областей епідермісу, включаючи базальні гермінативні клітини, з різним ступенем некрозу підлеглої дерми. На відміну від садна, відсутність лабільних епідермальних клітини на дні рани визначає необхідність епідермальної регенерації з живих базальних гермінативних клітин країв рани. Обширний некроз, який виникає в таких ранах, супроводжується запаленням.
Загоєння ран можливе первинним натягненням і вторинним натягненням.
Чисті різані (наприклад, операційні) і рвані рани, в яких краї рани знаходяться на близькій відстані один від одного, заживають первинним натягненням. Невеликий проміжок в епідермісі і дермі заповнюється кров'ю, що згортається і формує струп і як би закриває ушкодження шкіри протягом 24 годин, запобігаючи попаданню інфекційних агентів в рану. Епідерміс відновлюється швидко шляхом ділення базальних клітин в краях рани. Ці клітини вростають під струп і відновлюють безперервність епідермісу приблизно на протязі 48 годин. У міру дозрівання епідермальних клітин поверхневі кератинизовані шари починають відшаровуватися, струп відділяється як правило до кінця першого тижня.
В підлягаючій дермі рана заповнюється згорнутою кров'ю і заживає шляхом формування рубця. Невелика кількість згустків і тканинного детриту розріджується ферментами нейтрофілів і видаляється макрофагами шляхом фагоцитозу. Відбувається Зріст фибробластов і нових судин (грануляційна тканині) в “підготовленій дермальной порожнині” починається до 48 годин, а колаген може виявлятися там в через 72 години після ушкодження. До 5 дня дермальний дефект заповнюється грануляційною тканиною і невеликою кількістю рихлої волокнистої сполучної тканини. Кількість колагену збільшується на протязі приблизно 4-6 тижнів.
Молодий рубець, який стає видимим після відділення струпа, спочатку виглядає рожевим через високу васкуляризацію дермальної грануляційної тканини. Протягом наступних декількох тижнів рубець стає білим в результаті зменшення числа кровоносних судин і збільшення кількості колагену в дозріваючому рубці. Кінець кінцем, рубець приймає нормальний колір шкіри в результаті дозрівання епідермісу.
Під час операції краї хірургічного розрізу штучно з'єднуються швами або скобами. При видаленні швів в кінці першого тижня (при більш пізньому видаленні їх збільшується ризик інфікування рани) межа міцності молодого рубця складає приблизно тільки 10% від міцності нормальної шкіри. Міцність рубця збільшується приблизно до 30-50% від міцності нормальної шкіри до 4 тижнів і до 80% – після декількох місяців.
Рани, які не в змозі зажити первинним натягненням, заживають вторинним натягненням.
Загоєння первинним натягненням неможливе при наступних обставинах: в рваних ранах, коли неможливо добитися зіставлення країв рани; коли в рані присутній чужорідний матеріал; коли відбувся обширний некроз тканин; коли рана інфікована.
Якщо інфекція розвивається після зіставлення країв рани, то в результаті гострого запалення з нагноєнням відбувається розрив рани і гній проривається назовні.
Перебіг загоєння ран вторинним натягненням. Процеси, що обумовлюють загоєння вторинним натягненням, аналогічні процесам, що відбуваються при загоєнні первинним натягненням, але тривають вони довше через обширне ушкодження тканин. Інфекційний агент віддаляється за допомогою гострого запалення. Рідкий ексудат і некротична тканина віддаляються шляхом ферментного розрідження, видалення по лімфатичних шляхам і фагоцитозу. Хірургічне видалення мертвої тканини і чужорідного матеріалу з рани значно прискорюють процес очищення рани. Грануляційна тканина потім розростається з боку здорової тканини на дні рани і переміщає некротизовану тканину до поверхні шкіри.
Епідерміс відновлюється з базальних клітини в краях рани. У великих ранах реепітелізація може протікати протягом декількох тижнів. В цих ситуаціях хірургічна трансплантація шкіри може прискорити загоєння.
Після завершення епітелізації поверхні рани відбувається колагенізація грануляційної тканини. Кінцевий розмір зрілого рубця менший розмірів первинної рани через скорочення рубця.
Похідні шкіри (волосяні фолікули і залози) відновлюються за наявності достатньої кількості живих клітини, що залишилися. При обширних ранах шкіри з повним руйнуванням шкірних похідних шкірний рубець, що утворюється, позбавлений цих структур.
На розвиток регенераторного процесу впливають як загальні, так і місцеві фактори.
До місцевих факторів можна віднести інфікування ран, ішемію ділянки рани, порушення іннервації, наявність чужорідних матеріалів, наявність некротизованих тканин, рухливість пошкодженої тканини, надмірне натягнення пошкодженої тканини, опромінювання тканини проникаючою радіацією.
Із загальних факторів необхідно виділити старість, білкове голодування, дефіцит вітаміну С, недостатність надходження цинку, введення кортикостероїдів, цукровий діабет, зниження кількості нейтрофилів або макрофагів в крові, важка анемія.
Регенерація кісткової тканини
Регенерація кісткової тканини при переломі кісток залежить від міри руйнування кістки, правильності репозиції (зіставлення) кісткових відломків при зміщеннях, повноти їх іммобілізації (надання кістковим відломкам нерухомості в процесі регенерації), від міри збереженості окістя і може відбуватися двома шляхами: у вигляді первинного або вторинного кісткового зрощення.
Первинне кісткове зрощення відбувається при неускладненому кістковому переломі, коли кісткові відламки добре зіставлені і нерухомі, відсутня інфекція. Зрощення починається з I-го етапу – активації і проліферації остеобластів в зоні ушкодження, перш за все в периості і ендоості – формування остеобластичної грануляційної тканини (попередня сполучнотканинна мозоль). Вона побудована за типом звичайної грануляційної тканини, тобто складається з великої кількості новоутворених судин і недиференційованих клітин, які у міру диференціювання і дозрівання перетворюються на фібробласти і остеобласти. Остеобласти виробляють білок осеїн, з якого утворюється міжклітинна речовина кісток, внаслідок чого формується остеоїдна тканина (II етап регенерації). На III етапі регенерації в остеоїдну тканину відкладаються солі кальцію і формується попередня кісткова мозоль, яка після дозрівання (перебудова за допомогою остеобластів і остеобластів) перетворюється в остаточну кісткову мозоль. Остання по своїй будові відрізняється від кісткової тканини лише безладним розташуванням кісткових пластинок. Після того, як кістка починає виконувати свою функцію і з'являється статичне навантаження, знов утворена тканина за допомогою тих же остеокластів і остеобластів піддається перебудові, з'являється кістковий мозок, відновлюється васкуляризація і іннервація , зникає надлишкова тканина (IV етап регенерації). Тобто формується зріла кісткова тканина.
При порушенні місцевих умов регенерації кістки – розлади кровообігу, іннервації, обширні діафізарні переломи з формування уламків, недостатня іммобілізація, неправильна репозиція кісткових відломків, відкриті переломи з інфікуванням і т.д. – відбувається вторинне кісткове зрощення. Для цього виду зрощення характерне утворення між кістковими відламками спочатку хрящової тканини, на основі якої за допомогою хондрокластів і остеобластів будується попередня кістково-хрящова мозоль, яка згодом перетворюється в остаточну кісткову мозоль, а потім з появою статичного навантаження в зрілу кісткову тканину. Вторинне кісткове зрощення, в порівнянні з первинним, зустрічається значно частіше і повне відновлення займає набагато більше часу.
При несприятливих умовах може спостерігатися патологічна регенерація кісткової тканини. Надлишкова продукція кісткової тканини призводить до появи кісткових виростів – екзостозів. При недостатній іммобілізації кісткових відломків може формуватися несправжній суглоб, що порушує функцію кінцівки.
Регенерація центральної нервової системи
В головному мозку новоутворення нейроцитів не відбувається. У разі їх ушкодження і загибелі відновлення функції можливо лише за рахунок внутрішньоклітинної регенерації нейронів, що збереглися. Для клітин нейроглії, особливо мікроглії, характерна клітинна форма регенерації, завдяки чому дефекти тканин головного мозку заміщуються гліальними вузликами і рубцями.
Регенерація периферичних нервів
Регенерація периферичного нерва відбувається за рахунок центрального відрізка, що зберіг зв'язок з клітиною. Периферичний відрізок гине. Клітини шванівскої оболонки загиблого периферичного відрізка нерва, що розмножуються, розташовуються уздовж нього і утворюють футляр, в який вростають регенеруючі осьові циліндри з проксимального відрізка. Регенерація нервових волокон завершується їх мієлінізацією і відновленням нервових закінчень.
Якщо регенерація нерва через ті або інші причини порушується (значна розбіжність частин нерва, розвиток запального процесу), то в місці його розриву формується рубець, в якому безладно розташовуються регенеруючі осьові циліндри проксимального відрізка нерва. Так при ампутаціях кінцівок формується грубоволокниста сполучна тканина, в якій і розвиваються такі процеси (такі розростання називаються невромами ампутацій).
Регенерація м'язової тканини
Гладкі м'язи, клітини яких (міобласти та міофібробласти) володіють здібністю до мітозу і амітозу, при невеликих дефектах можуть регенерувати достатньо повно. При великих пошкодженнях гладких м'язів відбувається рубцювання (неповна регенерація). Крім того, новоутворення гладких м'язових волокон може відбуватися шляхом перетворення (метаплазії) клітин сполучної тканини.
Скелетні м'язи регенерують лише при збереженні сарколеми шляхом брунькування. Джерелом регенерації служать розташовані під сарколемою клітини-сателіти (камбіальні клітини або міобласти). Ці клітини посилено розмножуються і формують багатоядерний сімпласт, які у вигляді бруньок ростуть назустріч одна одній і при сприятливих умовах відновлюють цілісність м’язових волокон. Однак в більшості випадків місце ушкодження заміщується сполучнотканинним рубцем, який не дає змоги багатоядерним сімпластам (брунькам) з’єднуватися між собою.
Регенерація м'язів серця при їх пошкодженні (некроз, інфаркт, травми і т.д.) закінчується рубцюванням дефекту з регенераційною гіпертрофією збереженого міокарда.