Важнейшее свойство живого - отвечать комплексом изменений метаболизма, двигательной активности, размножения или гибели и так далее на внешние и внутренние воздействия. Восприятие, трансформация и передача последних осуществляются рецепторно-трансдукторной системой клетки, элементы которой связаны с внутренней средой клетки. На клеточном уровне организации живого первично формируется каскад реакций, распространяющихся на тканевый, органный и организменный уровни.
Под реактивностью тканей с гистогенетических позиций следует понимать изменения основных закономерных сторон развития ткани - пролиферации, дифференцировки, интеграции клеток, межклеточных взаимодействий и других процессов гистогенеза, происходящих под действием внешних для ткани факторов. При самых разнообразных воздействиях (травмы, ожоги, стрессовые ситуации и т.п.) ткани, для которых в норме характерно клеточное обновление путем митоза, реагируют прежде всего понижением или повышением степени пролиферативной активности клеток. Угнетение митозов или, наоборот, «вспышки» митотической активности - непременные показатели реактивности таких тканей. В некоторых тканях результатом реактивного изменения пролиферации клеток являются эндомитоз и образование двуядерных и многоядерных клеток.
Наряду с повышением уровня дифференцировки клеток реактивность тканей может характеризоваться и явлениями дедифференцировки клеток. Дедифференцировка клеток - это упрощение их внутренней структуры, связанное с временным снижением уровня дифференцировки (специализации) клеток. Дедифференцированные клетки приобретают способность к пролиферации. В них активизируется синтез ДНК и общих неспецифических белков. Дедифференцировка как реактивно-приспособительное изменение клеток сопровождается увеличением относительных объемов ядер и ядрышек, увеличением числа свободных рибосом, исчезновением специальных органелл и включений в цитоплазме, редукцией мембран комплекса Гольджи, уменьшением числа митохондрий и другими признаками. Под дедифференцировкой следует понимать структурно-адаптивную реакцию клетки, а не обратное ее развитие.
При изменении функциональной нагрузки на ткани реактивно-приспособительные изменения клеток проявляются в метаболических сдвигах - трофических нарушениях типа гипертрофии, дистрофии, атрофии, гипоили гиперсекреции и т.д. При гипертрофии клеток наблюдается гиперплазия внутриклеточных структур (митохондрий, эндоплазматической сети, органелл) как морфологический эквивалент повышенной функциональной активности.
Реактивность тканей характеризуется также изменениями межклеточных взаимодействий. При действии повреждающих факторов в тканях может возникнуть состояние дезинтеграции клеток (например, нарушение межнейронных связей при интоксикациях, дискомплексации эпителиев при нарушении контактов между эпителиоцитами и т.д.). Как проявление реактивности тканей следует рассматривать программированную гибель клеток за счет активации внутренней программы самоуничтожения или ее запуска внешними стимулами, например факторами, вырабатываемыми клетками микроокружения. Реактивные изменения тканей зависят, конечно, во многом от силы раздражителя - повреждающего фактора. Существенное значение в реактивности тканей имеет наследственная природа клеток самой ткани, так как каждая ткань отличается генетически детерминированным диапазоном изменчивости или нормы адаптивной реакции, обеспечивающей нормальное функционирование ткани. После воздействия повреждающих факторов реактивные изменения клеток могут выходить за пределы диапазона изменчивости, характерного для нормального функционирования ткани. Однако обычно резко выраженные вначале реактивные изменения клеток постепенно сглаживаются, и структурнофункциональные свойства их приближаются к норме, обеспечивая адаптацию ткани к функционированию в новых условиях.
На протяжении всей жизни организма в тканях происходят процессы изнашивания и отмирания клеток (физиологическая дегенерация) и замены их новыми (физиологическая регенерация). Физиологическая регенерация может быть внутриклеточной (обновление органелл) и клеточной (обновление на уровне клеток за счет пролиферации камбиальных или малодифференцированных клеток). Для каждой ткани характерны специфические особенности морфологических проявлений физиологической регенерации на клеточном и субклеточном уровнях.
В связи с изучением механизмов пролиферации, дифференциации и гибели клеток различных тканей получены данные о соотношении процессов пролиферации и дифференциации в клеточных популяциях. Так, в обновляющихся клеточных популяциях обнаруживаются все части клеточного диф-ферона - от стволовой до высокодифференцированной и гибнущей. В растущих клеточных популяциях преобладают процессы роста. Здесь одновременно присутствуют клетки средней и конечной частей дифферона. В гистогенезе митотическая активность клеток постепенно снижается до низкой или крайне низкой, наличие стволовых клеток подразумевается только в составе эмбриональных зачатков, потомки стволовых клеток некоторое время существуют как пролиферативный пул ткани, но их число быстро расходуется в постнатальном онтогенезе. В стабильной (стационарной) клеточной популяции имеются лишь клетки высокодифференцированной и гибнущей частей клеточного дифферона, стволовые клетки существуют лишь в составе эмбриональных зачатков и полностью расходуются в эмбриогенезе (табл. 11.1).
Таблица 11.1. Характеристика некоторых тканевых систем по пролиферативной активности ведущих гистологических элементов в ткани и способности к регенерации
|
Тип клеточной популяции |
Вид ткани |
Варианты регенерации |
|
Обновляющийся |
Кроветворная, эпителий кишечного типа, эпидермис, рыхлая соединительная ткань и др. |
Физиологическая и репаративная (клеточная форма) |
|
Растущий |
Эпителий печени человека, почек, легких, эпителии эндокринных органов, гладкая мышечная ткань и др. |
Физиологическая и репаративная (преимущественно внутриклеточная форма, но сохраняется незначительная доля клеток, способных к пролиферации) |
|
Стабильный (стационарный) |
Ткани нервной системы, сердечная мышечная ткань |
Физиологическая и репаративная (преимущественно внутриклеточная форма для нейронов и кардио-миоцитов и клеточная форма для глиоцитов ЦНС и ПНС) |
Таким образом, физиологическая регенерация тканей - это одно из проявлений сложного процесса постнатального гистогенеза. Физиологической регенерации свойственна генетическая детерминированность составляющих ее процессов - пролиферации клеток, их дифференцировки, роста, интеграции и функциональной адаптации. Закономерности постнатального гистогенеза обусловливают не только физиологическую регенерацию тканей, но и все стороны их возрастной динамики.
Регенерационный гистогенез. В ответ на действие экстремального фактора и нарушение тканевой организации органа возникает комплекс реакций с вовлечением всех структурных уровней организации живого. Можно лишь условно выделить те процессы, которые характерны для тканевого уровня, а именно процессы регенерационного гистогенеза.
Сразу же после повреждения в тканях развиваются реактивные изменения, сопровождающиеся нарушениями пролиферации, дифференцировки и интеграции клеток. Если поврежденные клетки не адаптируются к новым условиям, наступает их распад, гибель и элиминация. Формы проявления регенерационного гистогенеза (например, клеточное размножение или гиперплазия внутриклеточных структур) обусловлены закономерными процессами эмбрионального гистогенеза и специфичны для каждой ткани (см. табл. 11.1). В обновляющихся тканях, для нормального гистогенеза которых характерна пролиферация клеток путем митоза, и в процессах регенерации основную роль играет митотическое деление клеток. Регенерационный гистогенез растущих тканей включает процессы как клеточной пролиферации, так и внутриклеточного увеличения структурных компонентов (органелл). Регенерационный гистогенез стационарных тканей происходит за счет внутриклеточных репара-тивных процессов (увеличение количества органелл, рост отростков и образование синаптических структур в нервных клетках).
Таким образом, выявление закономерных процессов регенерации тканей возможно на путях более глубокого изучения гистогенезов, ибо оптимизация посттравматической регенерации должна проводиться с учетом особенностей физиологической регенерации конкретной ткани. Так, например, бесполезно стимулировать нейроны к митозу, если этот процесс им несвойственен. Напротив, стимуляция митозов в обновляющихся тканях вполне оправдана.
В поврежденном органе процесс регенерации включает всегда комплекс межтканевых взаимодействий (корреляций). В ходе регенерации складываются сложные взаимоотношения между эпителиями, соединительными и нервными тканями. Воспалительные разрастания соединительной ткани в значительной степени определяют исход восстановительного процесса. Взаимодействия различных тканей с нервной, эндокринной, сосудистой, иммунной системами оказывают существенное влияние на характер их реактивности и регенерации.
Ткани, являясь составными частями органов, в своих регенеративных процессах подчинены не только собственно тканевым, но и органным закономерностям. Реализация способностей тканей к посттравматической регенерации осуществляется в системе органа на основе межтканевых корреляций (см. ниже).
Контрольные вопросы
1. Типы клеточных популяций по соотношению процессов пролиферации и дифференциации.
2. Закономерные процессы физиологической и репаративной регенерации тканей.
3. Особенности регенерации различных тканей у человека.