Загрузка. Пожалуйста, подождите...
Любое живое существо можно условно сравнить со сложным механизмом.
При эксплуатации некоторые детали изнашиваются и нуждаются в замене, а некоторые и вовсе ломаются из-за неправильного использования, исходных дефектов или случайных внешних воздействий. Все сервисные работы внутри живого организма называются регенерацией. Отчасти она запланирована генетически: многие клетки через определенный промежуток времени обновляются.
Короткий срок жизни у эритроцитов, у клеток, выстилающих желудочно-кишечный тракт, у кожи. Но когда что-то с живым существом произошло не так, оно получило травму или заболело, регенерация также «включается» в работу.
«Починка» может требоваться не всему организму в целом, а какой-то отдельной его части или даже одной крошечной клетке. Поэтому регенерация может проходить на разных уровнях:
— на уровне молекул, например, удвоение нити ДНК;
— восстановление структур внутри клетки;
— создание новых клеток взамен разрушенных;
— восстановление отдельных тканей и органов — более сложная задача, далеко не все существа способны вырастить новый хвост или глаз после их потери;
— совсем редка регенерация на организменном уровне, лишь отдельные виды способны восстановить новый организм из отдельной части.
Первые три уровня осуществимы почти в любых органах и тканях. Как минимум на внутриклеточном уровне любая ткань способна восстанавливаться.
Актинии не страшны потеря щупалец, и даже отрезание кусков тела: она сумеет восстановить их заново.
Способность к регенерации среди животных и растений сильно отличается даже у родственных видов. Так, у дождевого червя из передней или задней половины тела может полностью развиться новая особь, а вот пиявки неспособны восстановить даже один утраченный орган. У хвостатых амфибий и многих рептилий на месте ампутированной конечности образуется новая, а взрослая лягушка, к примеру, не может отрастить новую лапку, хотя на стадии головастика регенерирует так же, как и ящерица. Гидра и планария способны вырасти в целый полноценный организм из сотой части одной особи. Большая часть моллюсков способна восстанавливать раковины, щупальца, жабры и глаза, насекомые и раки — конечности, усики, глаза. Рыбы способны отращивать утраченные плавники и даже нижнюю челюсть.
Существует закономерность: юные особи быстрее восстанавливают поврежденные структуры, нежели взрослые. И, как правило, новый хвост появляется быстрее, чем лапы, а задние части быстрее передних.
Человеческий зародыш также способен достаточно заметно «восстанавливаться», но, к сожалению, очень ограниченное время.
Несмотря на то, что взрослые люди уже не могут отрастить потерянную руку или глаз, способность организма к регенерации остается достаточно высокой: ею обладают кожа и ее производные (волосы, ногти), кости, железы, а также клетки, выстилающие пищеварительный тракт.
Когда все наперекосяк
Даже после ремонта сломанный механизм не всегда восстанавливает свои прежние свойства. Так образуются ткани, непохожие на утраченные, например, рубцы после ожогов.
Случается, что вместо старого хвоста вырастает новый, но он не так ловок и гибок, да и внешне не так хорош, как прежний. Такая регенерация называется патологической или атипичной.
Подобные проблемы могут быть связаны экстренностью «работ» — орган должен быть «отремонтирован» в кратчайшие сроки, с неподходящими условиями для регенерации, или сам процесс может изначально пойти по атипичному пути из-за небольшого генетического сбоя.
Возможны разные «неправильные» варианты:
— вместо утраченной части тела может вырасти другая, например, антенна вместо глаза у креветки,
— орган восстанавливается, но не в полном объеме, часто у головастиков новая конечность отрастает короткой или с меньшим количеством пальцев,
— может случиться и наоборот, орган вырастет больше, чем был
раньше, или в удвоенном количестве (случается у ящериц, потерявших хвост).
Зачастую регенерация — процесс сложный и длительный, к тому же на его скорость и качество влияет множество факторов. Это и гормоны, и механическое раздражение, и биохимия организма, и иммунитет.
Например, нервные клетки восстанавливаются плохо и долго, но управляют всеми невидимыми процессами в живой ткани. Поэтому если повреждены нервы, регенерация идет крайне медленно.
В некоторых случаях приходится подталкивать наш внутренний сервис-центр, чтобы ремонт пошел в правильном направлении и завершился быстрее. Например, при сложных переломах хирурги иногда вводят в рану костные опилки, смешанные с кровью, что стимулирует образование новой костной ткани. А для восстановления небольших участков бронхов, трахеи и сосудов применяют специальные каркасы, на которые нарастает новая живая ткань.
Регенерация конечностей у человека — пока несбыточная мечта. Однако в ходе экспериментов (еще с 1950-х годов) удавалось вырастить новые конечности на месте утраченных у взрослых лягушек, опоссумов и даже крыс. Ученые достигали таких результатов, нанося незажившей культе микротравмы и стимулируя ее химическими веществами. Новые конечности вырастали, правда, неполноценными и только у молодых животных. В 1972 г. мир облетела сенсация: австралийский детский хирург Дуглас смог добиться регенерации кончиков пальцев у ребенка.
Однако вопреки ожиданиям, подобное достижение не стало массовым. С тех пор было зарегистрировано всего несколько случаев восстановления ногтевых фаланг пальцев и только у детей до 5–6 лет. К сожалению, на современном этапе медицина может лишь немного повлиять на темп регенерации. Заставить же организм заново воссоздать утраченные органы науке пока не под силу.
Генетики из Калифорнийского университета в Веллингтоне пришли к выводу, что у млекопитающих (в том числе и у человека), как и у рептилий, есть гены, отвечающие за регенерацию утраченных органов. В ходе исследований профессор Виктор Фэрстоун и его коллеги установили, что эти гены у теплокровных существ оказались частично подавленными. Возможно, это произошло при эволюции, когда древние обитатели Земли делились на теплокровных, рептилий и амфибий. Авторам открытия даже удалось активировать эти участки ДНК, однако лишь на короткое время. Конечно, еще неизвестно, как отзовется человеческий организм на такое серьезное вмешательство. Вполне вероятно, что отлаженная сотнями тысяч лет генетическая работа просто даст сбой. Это опасно развитием, например, раковых опухолей. Но кто знает, может, ученым удастся взять под контроль возможные опасные последствия, и тогда выращивание потерянных рук и ног станет делом совсем недалекого будущего?
