Регенерация это в биологии кратко
Обновлено: 07.07.2024
Регенерация — это восстановление структурных элементов ткани взамен поврежденных или погибших.
Общие сведения
Регенерация (от лат. Regeneratio — возрождение) — процесс восстановления организмом утраченных или поврежденных структур.
Способность восстанавливать целостность организма является фундаментальным свойством живых существ. Регенерация встречается во всех ответвлениях филогенетического дерева — от простейших до высших млекопитающих и в течение всего онтогенеза — от раннего эмбриона на стадии дробления к старейших представителей в популяции. Почему любой орган у одного вида способен к регенерации, а у близкого вида нет — эти обстоятельства являются загадочными. Различают две формы регенерации:
1. Внутриклеточная — молекулярная, внутришньоорганоидна и органоидное регенерации.
2. Клеточная регенерация — в основе имеет прямой и непрямой деление клеток.
Виды регенерации
Физиологическая регенерация
Происходит в течение всей жизни организма и характеризуется обновлением клеток слизистых, серозных оболочек, внутренних органов, различных тканей, в зависимости от изменения условий их существования в процессе выполнения тех или иных функций. Подобная регенерация постоянно происходит, например, в покровном эпителии, в котором периодически наблюдается десквамация ороговевающих клеток с заменой их клетками глубоких слоев размножаются; аналогичным образом происходит также размножение и созревания в костном мозге эритроцитов, лейкоцитов и т.
Репаративная регенерация
Патологическая регенерация
Патологическая регенерация эта, протекает не так, как в обычных условиях. Возникает при искажении хода регенераторных процессов. Это наблюдается при нарушении питания (белковая, витаминная недостаточность), нервной регуляции, гормональных расстройствах, угнетении иммунных реакций и характеризуется замедлением или искажением регенерации. В этих случаях заживление раны, перелома кости задерживается и приобретает вялого течения, возникают язвы, которые не заживают, коллоидные рубцы, ложные суставы и др. Патологическая регенерация наблюдается, как правило, при отсутствии общих и местных условий. Основными общими условиями являются возраст и состояние больного. В молодом возрасте репаративные процессы протекают значительно интенсивнее, чем в пожилом и старческом. В ослабленной, истощенной болезнью человека процессы репарации является дряблыми и нередко приобретают форму патологической регенерации. I наоборот, у физически здоровых людей обычно наблюдают интенсивный ход процессов восстановления тканей. Большую роль в этом играет полноценная регуляция репаративных процессов нейроэндокринной системы. Среди местных условий, определяющих ход процесса регенерации, следует назвать характер агента что нанес ущерб и особенности повреждения ткани.
Регенерация - это способность организмов к самообновлению и восстановлению утраченных или поврежденных частей тела (от лат. regeneratio - возрождение); регенерация протекает в течение всего онтогенеза, а также после повреждения на разных уровнях организации живой материи и поддерживает строение и функции организма, его целостность.
Различают физиологическую и репаративную регенерацию (табл. 4).
Физиологическая регенерация представляет собой постоянный процесс обновления функционирующих структур организма. Благодаря физиологической регенерации поддерживается структурный гомеостаз и обеспечивается возможность постоянного выполнения органами их функций. Физиологическая регенерация является проявлением одного из важнейших свойств жизни - самообновления.
Репаративная регенерация осуществляется после повреждения ткани или органа. Повреждения могут быть очень разнообразны по факторам их вызывающим, по объему, по уровню, по органу. В зависимости от этого репаративная регенерация может происходить разными способам: эпиморфоз, эндо- морфоз, морфаллаксис, индукция. (Табл. 5).
Способность к репаративной регенерации не имеет однозначной зависимости от уровня организации вида, но известно, что низко организованные животные обладают лучшей способностью к регенерации наружных органов. Из позвоночных наилучшей регенерационной способностью обладают хвостатые амфибии. По сравнению с низкоорганизованными животными млекопитающие отличаются не утратой регенерационных способностей, а изменением уровня и способа регенерации. У них преобладают внутриклеточные восстановительные процессы. При оценке результатов регенерационного процесса необходимо учитывать не только нормализацию структуры, восстановление формы, но и восстановление функции.
Трансплантация - пересадка органов и тканей. Пересаживаемый орган или его часть - трансплантат. Трансплантатом могут являться также клетки и ткани. Организм, от которого берут ткань или орган - донор. Организм, которому пересаживают трансплантат - реципиент. Различают несколько типов трансплантации: ауто-, сино-, алло- и ксенотрансплантация. (Табл. 6).
Результаты трансплантации зависят от типа трансплантации, от антигенных особенностей донора и реципиента, иммунологического статуса и общего состояния реципиента. Наиболее успешно завершается ауто- и синотрансплан- тация.
При алло- и ксенотрансплантации может происходить временное приживление трансплантата, он может функционировать какое-то время или не прижиться вовсе (отторгнуться). В основе реакции отторжения лежит тканевая несовместимость, которая определяется генетическими и иммунными механизмами, главную роль в которых играет клеточный иммунитет.
Тканевую несовместимость можно преодолеть физическими, химическими и биологическими методами (табл. 7). Еще один путь преодоления тканевой несовместимости - выработка иммунологической толерантности, т.е. отсутствия реакции на чужеродный антиген.
РЕГЕНЕРА́ЦИЯ (от позднелат. regeneratio — возрождение, возобновление), в биологии — восстановление организмом утраченных или поврежденных органов и тканей, а также восстановление целого организма из его части. В большей степени присуща растениям и беспозвоночным животным, в меньшей — позвоночным. Регенерацию можно вызвать экспериментально.
Энциклопедический словарь . 2009 .
Смотреть что такое "РЕГЕНЕРАЦИЯ (в биологии)" в других словарях:
РЕГЕНЕРАЦИЯ — РЕГЕНЕРАЦИЯ, в биологии способность организма к замещению одной из утраченных частей. Термин регенерация также относится к форме БЕСПОЛОГО РАЗМНОЖЕНИЯ, при котором новая особь возникает из отделенной части материнского организма … Научно-технический энциклопедический словарь
РЕГЕНЕРАЦИЯ — (от позднелат. regeneratio возрождение возобновление), в биологии восстановление организмом утраченных или поврежденных органов и тканей, а также восстановление целого организма из его части. В большей степени присуща растениям и беспозвоночным… … Большой Энциклопедический словарь
РЕГЕНЕРАЦИЯ — восстановление организмом утраченных частей на той или иной стадии жизненного цикла. Регенерация обычно происходит в случае повреждения или утраты какого нибудь органа или части организма. Однако помимо этого в каждом организме на протяжении всей … Энциклопедия Кольера
Регенерация — I Регенерация (лат. regeneratio возрождение, возобновление) обновление в процессе жизнедеятельности структур организма (физиологическая регенерация) и восстановление тех из них, которые были утрачены в результате патологических процессов… … Медицинская энциклопедия
Регенерация — (от позднелат. regeneratio возрождение, возобновление) в биологии, восстановление организмом утраченных или поврежденных органов и тканей, а также восстановление целого организма из его части. Р. наблюдается в естественных условиях, а… … Большая советская энциклопедия
регенерация — (лат. regeneratio возрождение, восстановление; ре + genero, generatum порождать, производить) в биологии восстановление организмом утраченных или поврежденных частей … Большой медицинский словарь
Регенерация — I ж. 1. Обновление структур организма в процессе жизнедеятельности и восстановление тех структур, которые были утрачены в результате патологических процессов. 2. Восстановление поврежденного организма, заключающееся в способности клетки… … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой
Реституция (в биологии) — Реституция в биологии, все виды восстановления организма и его частей (органа, ткани, клетки) после повреждения. По мнению одних учёных, регенерация и репарация ≈ это разновидности Р.; по мнению других, Р. ≈ это регенерация целого организма из… … Большая советская энциклопедия
ТРАМБЛЕ Абраам — ТРАМБЛЕ (Trembley) Абраам (1710 84), швейцарский натуралист, член Лондонского королевского общества (1743). Изучая гидру (см. ГИДРЫ), открыл явление регенерации (см. РЕГЕНЕРАЦИЯ (в биологии)) целого организма из его части. В 1744 опубликовал… … Энциклопедический словарь
голотурии — ий; мн. (ед. голотурия, и; ж.). [греч. holothurion] Класс морских беспозвоночных животных типа иглокожих; морские огурцы. * * * голотурии (морские огурцы, морские кубышки), класс морских беспозвоночных животных типа иглокожих. Тело обычно… … Энциклопедический словарь
РЕГЕНЕРАЦИЯ, восстановление организмом утраченных частей на той или иной стадии жизненного цикла. Регенерация обычно происходит в случае повреждения или утраты какого-нибудь органа или части организма. Однако помимо этого в каждом организме на протяжении всей его жизни постоянно идут процессы восстановления и обновления. У человека, например, постоянно обновляется наружный слой кожи. Птицы периодически сбрасывают перья и отращивают новые, а млекопитающие сменяют шерстный покров. У листопадных деревьев листья ежегодно опадают и заменяются свежими. Такую регенерацию, обычно не связанную с повреждениями или утратой, называют физиологической. Регенерацию, происходящую после повреждения или утраты какой-либо части тела, называют репаративной. Здесь мы рассмотрим только репаративную регенерацию.
Репаративная регенерация может быть типичной или атипичной. При типичной регенерации утраченная часть замещается путем развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (аутотомия), как ящерица, обламывающая часть своего хвоста, спасаясь от врага. При атипичной регенерации утраченная часть замещается структурой, отличающейся от первоначальной количественно или качественно. У регенерировавшей конечности головастика число пальцев может оказаться меньше исходного, а у креветки вместо ампутированного глаза может вырасти антенна.
РЕГЕНЕРАЦИЯ У ЖИВОТНЫХ
Способность к регенерации широко распространена среди животных. Вообще говоря, низшие животные чаще способны к регенерации, чем более сложные высокоорганизованные формы. Так, среди беспозвоночных гораздо больше видов, способных восстанавливать утраченные органы, чем среди позвоночных, но только у некоторых из них возможна регенерация целой особи из небольшого ее фрагмента. Тем не менее общее правило о снижении способности к регенерации с повышением сложности организма нельзя считать абсолютным. Такие примитивные животные, как гребневики и коловратки, практически не способны к регенерации, а у гораздо более сложных ракообразных и амфибий эта способность хорошо выражена; известны и другие исключения. Некоторые близкородственные животные сильно различаются в этом отношении. Так, у дождевого червя из небольшого кусочка тела может полностью регенерировать новая особь, тогда как пиявки неспособны восстановить один утраченный орган. У хвостатых амфибий на месте ампутированной конечности образуется новая, а у лягушки культя просто заживает и никакого нового роста не происходит.
Ленточный червь, длина которого во много раз превышает его ширину, способен воссоздать целую особь из любого участка своего тела. Теоретически возможно, разрезав одного червя на 200 000 кусочков, получить из него в результате регенерации 200 000 новых червей. Из одного луча морской звезды может регенерировать целая звезда.
Моллюски, членистоногие и позвоночные не способны регенерировать целую особь из одного фрагмента, однако у многих из них происходит восстановление утраченного органа. Некоторые в случае необходимости прибегают к аутотомии. Птицы и млекопитающие как эволюционно наиболее продвинутые животные меньше других способны к регенерации. У птиц возможно замещение перьев и некоторых частей клюва. Млекопитающие могут восстанавливать покров, когти и частично печень; они способны также к заживлению ран, а олени – к отращиванию новых рогов взамен сброшенных.
Процессы регенерации.
В регенерации у животных участвуют два процесса: эпиморфоз и морфаллаксис. При эпиморфической регенерации утраченная часть тела восстанавливается за счет активности недифференцированных клеток. Эти клетки, похожие на эмбриональные, накапливаются под пораненным эпидермисом у поверхности разреза, где они образуют зачаток, или бластему. Клетки бластемы постепенно размножаются и превращаются в ткани нового органа или части тела. При морфаллаксисе другие ткани тела или органа непосредственно преобразуются в структуры недостающей части. У гидроидных полипов регенерация происходит главным образом путем морфаллаксиса, а у планарий в ней одновременно участвуют и эпиморфоз, и морфаллаксис.
В подтверждение как одной, так и другой теории имеется достаточно данных. Например, у планарий резервные клетки более чувствительны к рентгеновским лучам, чем клетки дифференцированной ткани; поэтому их можно разрушить, строго дозируя облучение, чтобы не повредить нормальные ткани планарии. Облученные таким образом особи выживают, но утрачивают способность к регенерации. Однако если только переднюю половину тела планарии подвергнуть облучению, а затем разрезать, то регенерация происходит, хотя и с некоторой задержкой. Задержка свидетельствует о том, что бластема образуется из резервных клеток, мигрирующих на поверхность разреза из необлученной половины тела. Миграцию этих резервных клеток по облученной части тела можно наблюдать под микроскопом.
Сходные эксперименты показали, что у тритона регенерация конечностей происходит за счет бластемных клеток местного происхождения, т.е. за счет дедифференцировки поврежденных тканей культи. Если, например, облучить всю личинку тритона, за исключением, скажем, правой передней конечности, а затем ампутировать эту конечность на уровне предплечья, то у животного отрастает новая передняя конечность. Очевидно, что необходимые для этого бластемные клетки поступают именно из культи передней конечности, так как все остальное тело подверглось облучению. Более того, регенерация происходит даже в том случае, если облучают всю личинку, за исключением участка шириной 1 мм на правой передней лапке, а затем последнюю ампутируют, производя разрез через этот необлученный участок. В этом случае совершенно очевидно, что бластемные клетки поступают с поверхности разреза, поскольку все тело, включая правую переднюю лапку, было лишено способности к регенерации.
Описанные процессы анализировали с применением современных методов. Электронный микроскоп позволяет наблюдать изменения в поврежденных и регенерирующих тканях во всех деталях. Созданы красители, выявляющие определенные химические вещества, содержащиеся в клетках и тканях. Гистохимические методы (с применением красителей) дают возможность судить о биохимических процессах, происходящих при регенерации органов и тканей.
Полярность.
Одна из самых загадочных проблем в биологии – происхождение полярности у организмов. Из шаровидного яйца лягушки развивается головастик, у которого с самого начала на одном конце тела находится голова с головным мозгом, глазами и ртом, а на другом – хвост. Подобным же образом, если разрезать тело планарии на отдельные фрагменты, на одном конце каждого фрагмента развивается голова, а на другой – хвост. При этом голова всегда образуется на переднем конце фрагмента. Эксперименты ясно показывают, что у планарии существует градиент метаболической (биохимической) активности, проходящий по передне-задней оси ее тела; при этом наивысшей активностью обладает самый передний конец тела, а в направлении к заднему концу активность постепенно снижается. У любого животного голова всегда образуется на том конце фрагмента, где метаболическая активность выше. Если направление градиента метаболической активности в изолированном фрагменте планарии изменить на противоположное, то и формирование головы произойдет на противоположном конце фрагмента. Градиент метаболической активности в теле планарий отражает существование какого-то более важного физико-химического градиента, природа которого пока неизвестна.
РЕГЕНЕРАЦИЯ У РАСТЕНИЙ
Широкое распространение регенерации в царстве растений обусловлено сохранением у них меристем (тканей, состоящих из делящихся клеток) и недифференцированных тканей. В большинстве случаев регенерация у растений – это, в сущности, одна из форм вегетативного размножения. Так, на кончике нормального стебля имеется верхушечная почка, обеспечивающая непрерывное образование новых листьев и рост стебля в длину в течение всей жизни данного растения. Если отрезать эту почку и поддерживать ее во влажном состоянии, то из имеющихся в ней паренхимных клеток или из каллуса, образующегося на поверхности среза, часто развиваются новые корни; почка при этом продолжает расти и дает начало новому растению. То же самое происходит в природе, когда отламывается ветка. Плети и столоны разделяются в результате отмирания старых участков (междоузлий). Таким же образом разделяются корневища ириса, волчьей стопы или папоротников, образуя новые растения. Обычно клубни, например клубни картофеля, продолжают жить после отмирания подземного стебля, на котором они выросли; с наступлением нового вегетационного периода они могут дать начало собственным корням и побегам. У луковичных растений, например у гиацинтов или тюльпанов, побеги формируются у основания чешуй луковицы и могут в свою очередь образовывать новые луковицы, которые в конечном счете дают корни и цветоносные стебли, т.е. становятся самостоятельными растениями. У некоторых лилейных воздушные луковички образуются в пазухах листьев, а у ряда папоротников на листьях вырастают выводковые почки; в какой-то момент они опадают на землю и возобновляют рост.
Корни менее способны к образованию новых частей, чем стебли. Клубню георгина для этого необходима почка, образующаяся у основания стебля; однако батат может дать начало новому растению из почки, образуемой корневой шишкой.
Листья тоже способны к регенерации. У некоторых видов папоротников, например у кривокучника (Camptosorus), листья сильно вытянуты и имеют вид длинных волосовидных образований, заканчивающихся меристемой. Из этой меристемы развивается зародыш с зачаточными стеблем, корнями и листьями; если кончик листа родительского растения наклонится вниз и соприкоснется с землей или мхом, зачаток начинает расти. Новое растение отделяется от родительского после истощения этого волосовидного образования. Листья суккулентного комнатного растения каланхое несут по краям хорошо развитые растеньица, которые легко отпадают. Новые побеги и корни формируются на поверхности листьев бегонии. Специальные тельца, называемые зародышевыми почками, развиваются на листьях некоторых плауновых (Lycopodium) и печеночников (Marchantia); упав на землю, они укореняются и образуют новые зрелые растения.
Многие водоросли успешно размножаются, расчленяясь на фрагменты под ударами волн. См. также СИСТЕМАТИКА РАСТЕНИЙ.
Наверное, любой человек знает, что такое регенерация в биологии и медицине – эта тема пусть и поверхностно, но изучается в школе. Однако о тонкостях процессах, условиях, влияющих на него, известно не всем. Тем более не каждый читатель задумывается, что в его организме регенерация идет постоянно и почти непрерывно.
Что это такое
Что такое регенерация в биологии, в 7 классе школы рассказывается, но на всякий случай напомним. Это способность людей и животных восстанавливать поврежденные ткани. Некоторые представители животного мира способны даже полностью восстановить утраченные органы. Но в первую очередь это относится к примитивным организмам. Чем сложнее физиология существа, тем меньшими способностями к регенерации оно обладает.
Само по себе слово "регенерация" происходит от английского термина regeneration и переводится как “восстановление”. Действительно, это слово очень хорошо описывает процесс.
Виды регенерации
Для начала расскажем, какой же может быть регенерация. Эксперты выделяют две разновидности: физиологическую и репаративную.
Первая происходит постоянно, как у простейших животных, так и у человека. Ведь на протяжении всей жизни организм обновляется, восстанавливается.
Например, у животных можно наблюдать линьку – шерсть постепенно выпадает и заменяется новой. Точно так же происходит с перьями у птиц. У акул и некоторых других рыб постоянно выпадают и вырастают новые зубы. Не является исключением и человек. Кожный покров все время обновляется, хотя это и не слишком заметно. Остриженные волосы и ногти через некоторое время отрастают.
Таким образом, становится понятно, что физиологическая регенерация - это повседневное восстановление, никак не связанное с экстремальными условиями и угрозой для жизни.
Совсем иными свойствами обладает репаративное восстановление. Этот механизм включается только в случаях, когда был утерян какой-то орган – жизненно важный или иной. Подробнее о нем расскажем чуть ниже. Но репаративная регенерация встречается двух видов: типичная и атипичная.
С типичной все просто – на месте утерянного органа вырастает другой, точно такой же или немного уступающий ему по размерам. А вот атипичная способна поставить в тупик любого эксперта. Дело в том, что иногда на месте утраченного органа вырастает совсем иной. К примеру, на месте оторванной лапки креветка может вырастить антенну. Этот механизм до сих пор не раскрыт учеными – остается только наблюдать за удивительными метаморфозами.
От чего зависит
Интенсивность и сроки, которые занимает регенерация, зависят от множества факторов.
Первым и главным из них является возраст. Чем старше человек (или любой другой организм), тем медленнее идут процессы восстановления. Специалисты объясняют это уменьшающимся количеством стволовых клеток в крови – именно они обычно используются при замене поврежденных органов.
Также важным фактором является физическое состояние. Истощенный организм будет восстанавливаться значительно дольше и менее эффективно, чем здоровый, крепкий.
Разумеется, можно отнести сюда и питание. Любой человек, питающийся сытно, разнообразно, получающий с пищей все необходимые витамины и микроэлементы, будет восстанавливаться более успешно, чем другой, сидящий на однообразной и неподходящей ему диете.
Наконец, как доказано учеными, важное влияние оказывает психологическое состояние. Любой организм, находящийся в условиях стресса, практически перестает восстанавливаться. Именно поэтому врачи всегда настаивают на предоставлении пациенту полного покоя для скорейшего выздоровления при переломах и любых других серьезных повреждениях.
Примеры регенерации в дикой природе
Чтобы более наглядно объяснить, что такое регенерация в биологии, примеры стоит привести. Начнем с диких животных. О физиологическом восстановлении уже говорилось выше – обычная линька является ее типичным проявлением.
Но бывают и более сложные, интересные. Самым известным из них, пожалуй, является восстановление хвоста у ящерицы. Каждый человек знает, что если схватить ее за хвост, то она способна легко отбросить хвост, чтобы сбежать от потенциального хищника. В последующие несколько недель или месяцев у нее отрастет новый орган, который при необходимости также будет легко отброшен.
Любители раков наверняка замечали, что иногда клешни у этих существ различаются по размеру – одна является просто огромной, в то время как другая – совсем крошечная. Это также является причиной регенерации. Если рак теряет по какой-то причине клешню, то со временем сможет отрастить новую, хотя это и займет довольно много времени.
Удивительными способностями к регенерации обладают дождевые черви и гидры. Даже если просто оторвать небольшой кусок организма, то со временем он полностью восстановится – из жалкого обрубка получится новое существо, в точности похожее на "оригинал". Особенно сильны в этой сфере губки – даже если продавить ее сквозь сито и перемешать получившуюся массу, то вскоре отдельные клетки соединятся в первоначальный организм.
Что может восстановиться у человека
В целом, значение регенерации для биологии и медицины очень велико. Если в области биологии это интересует только экспертов, то регенерация в медицине может затронуть любого человека.
О примерах физиологической регенерации у человека уже говорилось выше. А вот какие органы он способен восстановить при необходимости?
Самый очевидный ответ – переломы. Сломанные кости нужно хорошо и ровно зафиксировать, после чего они восстанавливаются – в месте перелома возникает небольшой нарост, но в целом при правильном сращивании орган действует не хуже, чем до травмы.
Меньшее количество людей знает, что при поражении печени она также может восстанавливаться. Например, если в результате операции удалена часть печени (не более 25 %), то оставшаяся масса увеличивается в размере. Причем возрастает не количество клеток, а их размер. В результате поврежденная печень достигает изначального размера и прекрасно справляется со своей функцией.
Заключение
Наша статья подходит к концу. Теперь вы знаете, что такое регенерация в биологии. Определение, типы и примеры приведены в данном материале. Будем надеяться, что эта информация оказалась не просто интересной, но и полезной.
Читайте также: