Исследование процессов регенерации тканей животных и человека исследовательская работа Работа подготовлена ученицей 8



Дата04.07.2017
өлшемі261.35 Kb.
#22941
түріИсследование
Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение

Школа №2054

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕГЕНЕРАЦИИ ТКАНЕЙ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА

Исследовательская работа


Работа подготовлена

ученицей 8 «В»

Панитковой Софьей

ученицей 7 «А»

Даниловой Яной

Руководитель:

Алифировец Ольга Брониславовна

Москва-2017
СОДЕРЖАНИЕ

Введение 3 Основная часть

Глава 1.Теоретическая часть


    1. Определение понятия регенерация 4

    2. Механизмы регенерации 4

1.3 Классификация регенерации 7

1.4 Морфогенез 8

1.5 Этиология и механизм развития регенерации  8

1.6 Регенерация у человека 9

1.7 Регенерация у животных 11

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Цель и задачи исследования 13

2.2 Методика исследования 13

2.3 Результаты исследования 14

2.4 Выводы 16

Заключение 17

Библиография 18 Приложения 19

ВВЕДЕНИЕ

Способность живых организмов к регенерации органов является одной из многих таинственных загадок биологии, которую человек уже давно пытается разгадать. Еще в 2005 году всем известный журнал Science опубликовал список 25 самых важных проблем науки, в которую входит проблема раскрытия загадки регенерации органов.

В настоящее время ученым так и не удалось до конца понять, почему же одни живые существа, лишаясь конечности, могут быстро ее восстановить, а другие лишены такой возможности. Ведь на определенном этапе развития организм знает, как это сделать, но этот этап очень короткий – срок, начинающийся и сразу заканчивающийся, когда эмбрион только начинает развиваться. В настоящее время ученые всего мира пытаются найти ответ на вопрос: можно ли разбудить это «ценное» воспоминание в мозгу взрослого человека и заставить его снова работать.

Тема регенерации тканей и органов у человека и животных заинтересовала и нас. В обществе достаточно много людей, лишившихся конечностей или внутренних органов по той или иной причине. Если бы полная человеческая регенерация была возможна, то их можно было бы вернуть к обычной повседневной жизни и без донора делать человеку пересадку нового сердца или же выращивать новые конечности, начиная от пальцев и заканчивая ногами.

Мы решили более подробно разобраться в таком интересном, но очень сложном вопросе и поставили перед собой цель: изучить сущность процесса регенерации тканей и органов у человека и животных.

Для достижения этой цели мы поставили перед собой следующие задачи:

- выяснить причины, условия и процесс регенерации;

- изучить механизмы регенерации;

- познакомиться с примерами регенерации органов у человека и животных;

- исследовать процесс и определить сроки регенерации эпителиальной ткани на участке своего тела и на теле моллюска ахатины.



ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ


Глава 1. Теоретическая часть

1.1 Определение понятия регенерация.

Регенерация (от лат. gеnеrаrе - воспроизводить, создавать) - восстановление (возмещение) структурных элементов клеток и тканей взамен утраченных. В биологическом отношении регенерация - важнейшее универсальное свойство всей живой материи, выработанное в ходе эволюции и присущее всем живым организмам (универсальный закон самообновления животного и растительного мира). Всем клеткам, тканям и органам свойственна регенерация.



Термин  «регенерация» предложен в 1712 франц. учёным Р. Реомюром, изучавшим регенерацию ног речного рака. У многих беспозвоночных возможна регенерация целого организма из кусочка тела. У высокоорганизованных животных это невозможно – регенерируют лишь отдельные органы или их части. Регенерация может происходить путём роста тканей на раневой поверхности, перестройки оставшейся части органа в новый или путём роста остатка органа без изменения его формы. Представление об ослаблении способности к регенерации по мере повышения организации животных ошибочно, так как процесс регенерации зависит не только от уровня организации животного, но и от многих других факторов и характеризуется изменчивостью. Неправильно также утверждение, что способность к регенерации закономерно падает с возрастом; она может и повышаться в процессе  онтогенеза, но в период старости часто наблюдают её снижение. За последнюю четверть века показано, что хотя у млекопитающих и у человека целые наружные органы не регенерируют, но внутренние их органы, а также мышцы, скелет и кожа способны к регенерации, которую изучают на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях. Разработка методов усиления (стимуляции) слабой и восстановления  утраченной способности к регенерации приблизит учение о регенерации к медицине.

1.2 Механизмы регенерации

     Вследствие  повреждения в регенерирующей ткани  образуются стимуляторы размножения  клеток (протеазы, полипептиды, низкомолекулярные  белки), продукты распада лейкоцитов – трефоны. Были также выделены особые вещества, действующие специфически, например мышечные десмоны. Они влияют на рост только мышечной ткани, соединительно-тканные на соединительную ткань. Установлено, что клетки в состоянии митоза выделяют также особые вещества – келоны, благодаря которым не происходит митотического деления других клеток соответствующей ткани.

     На  регенерацию влияет и состояние  обмена веществ. Полноценное кормление животного обеспечивает более полное восстановление поврежденной ткани. Наоборот, при качественном и количественном голодании процесс регенерации значительно ослаблен. Обеспечение животного полноценным белковым кормлением и витаминами имеет особое значение.

     Существенную  роль играет и возраст животного. Регенерирующая способность всех тканей понижается с увеличением возраста животного. Правда, в данном случае значение имеет состояние реактивности организма животного.

     У животных регенерирующая способность  тканей во многом зависит от функций  нервной и эндокринной систем. Например, повреждения коры головного мозга (у собак, кроликов, крыс), а также вентромедиальных ядер гипоталамуса вызывали торможение процессов регенерации. При перерезке или травме периферических смешанных нервов возникали трофические, долго не заживающие язвы.

     Процесс регенерации может быть ослаблен при длительном раздражении шейного  симпатического узла. Эксперименты на животных показали, что полное восстановление поврежденной мышечной ткани возможно лишь при сохранении ее связи с нервной системой. В денервированной ткани процессы регенерации замедляются. Они обусловлены нарушением трофического влияния нервной системы и сосудодвигательными расстройствами.

     В регулировании процесса регенерации  определенная роль принадлежит эндокринной  системе. Процесс регенерации значительно  замедляется при гипофункции  щитовидной и паращитовидной желез, гипофиза или при их удалении. Наоборот, введение в организм их гормонов усиливает процесс регенерации. Так, гормоны коры надпочечников стимулируют процесс регенерации, а глюкокортикоиды (кортизол), наоборот, угнетают.

     Заживление  ран – проявление местной регенераторной активности организма, типичный пример патологической регенерации тканей после их повреждения. Обычно при повреждении возникает воспалительная реакция, проявляющаяся в виде комплекса функциональных и морфологических сосудисто-тканевых изменений. В очаге воспаления значительно изменяется тканевой обмен, усиливаются явления трофических расстройств, и происходит накапливание токсических продуктов. Сосудистые расстройства сопровождаются экссудацией и эмиграцией лейкоцитов крови, а в дальнейшем и фагоцитозом микроорганизмов и погибших частиц клеточных элементов. При повреждении внутренних органов процессы заживления осуществляются преимущественно в результате размножения элементов соединительной ткани с последующим превращением ее в рубцовую ткань.

     Аналогичную картину наблюдают при заживлении поврежденной кожи, хотя здесь происходит еще и регенерация эпителия. Заживление ран возможно по первичному и вторичному натяжению. Заживление по первичному натяжению является наиболее совершенным. Наблюдается в случае незначительного повреждения в виде линейного разреза при небольшом количестве некротизированных тканевых элементов и при отсутствии инфекции. Края раны прочно склеиваются фибрином, который проникает с кровью и лимфой в рану, и образуется струп.

     Под влиянием стимулирующих веществ, выделяемых лейкоцитами, идет размножение клеток гистиоцитов. В дальнейшем они претерпевают изменения и превращаются в фибробласты, а затем в коллагеновые и эластические волокна. Дефект в ткани постепенно заполняется этими клетками, и одновременно на пленку фибрина наплывают клетки эпидермиса. В итоге размножающиеся клетки эпителия заполняют и затягивают дефект, происходит полное заживление раны.

     Заживление  по вторичному натяжению отмечают в  том случае, если есть раневая полость  или расхождение краев раны. При этом рана инфицирована и содержит значительное количество некротизированных клеточных элементов.

В процессе заживления раны наблюдают три  фазы:


  1. самоочищение раны;

  2. восполнение ее грануляциями;

  3. рубцевание и эпидермизация.

     В первой фазе заживление раны начинается с момента остановки кровотечения. Отмечают наиболее выраженные физико-химические изменения. Происходит неполное окисление продуктов распада углеводов, жиров и тканевого белка.

     Повышается  концентрация водородных ионов, увеличивается проницаемость стенок сосудов. Возникают экссудация и эмиграция лейкоцитов, заканчивающиеся фагоцитозом некротических элементов и микроорганизмов.

     Во  второй фазе заживления развиваются  восстановительные процессы и исчезают острые явления воспалительной реакции. Постепенно на месте дефекта образуется грануляционная ткань в результате размножения гистиоцитов и фибробластов. Грануляционная ткань красного цвета, она имеет вид зернышек, пронизана капиллярами, которые врастают в нее со стороны здоровой ткани. Она богата водой, так как ее коллоиды находятся в состоянии гидратации. Грануляционная ткань стойкий защитный барьер против инфекции. Например, при введении в заживающую рану кролика возбудителя сибирской язвы заражение не наступало, поскольку микроорганизмы в грануляционной ткани поглощались клетками соединительной ткани.

     Третья  фаза заживления — рубцевание и  эпителизация. Кровеносные сосуды постепенно запустевают. Клетки грануляционной ткани  удлиняются и располагаются пучками. Через  некоторое время количество клеток уменьшается, а волокнистой субстанции становится все больше. В дальнейшем она переходит в волокнистую соединительную ткань, а затем в рубцовую. Обычно рубец эпителизируется и остается видимым долгие годы. Процесс заживления ран зависит от реактивности организма животного, возраста, кормления, состояния регуляторных систем, а также от метода лечения.


Причины регенерации:

Повреждение органов и тканей, т.е. пусковым механизмом. Без повреждения нет регенерации.



Условия регенерации:

 Скорость и совершенство регенерации зависит от состояния организма, у животных от условий кормления и содержания, у человека от питания, возраста и др. Стимуляторами регенерации являются тепло, ультрафиолетовые лучи, нейрогормоны и др.

Процесс регенерации может идти параллельно с некрозом и атрофией. При наличии острого воспаления, регенерация начинается только после затухания его. Регенерация проявляется размножением сохранившихся вблизи места повреждения тканевых элементов. Сначала в поврежденный участок врастают капилляры, идет восстановление сосудистой системы и нормализация обмена веществ. Поврежденные ткани рассасываются микро- и макрофагами, которые распадаясь, уносятся вместе со шлаками и выделяются почками. Затем в результате деления размножаются соединительно-тканные клетки. Обрастая, капилляры формируют молодую грануляционную ткань, восстанавливаются нервные волокна, паренхимные и другие клетки. Молодая грануляционная ткань ярко-розового цвета, легко кровоточит, богата молодыми соединительно-тканными клетками и капиллярами, со временем капилляры запустевают, часть молодых клеток рассасывается, другие превращаются в рубцовую плотную серо-белого цвета ткань.
1.3. Классификация регенерации.

В зависимости от полноты соответствия вновь образованных клеток и тканей утраченным различают 3 формы регенерации: полную, неполную, избыточную



Полной регенерацией называется такая, когда размножившаяся ткань полностью соответствует утраченной. Обычно этот вид регенерации наблюдается при небольших повреждениях.

Неполной регенерацией называется такая, когда на месте утраченной ткани разрастается соединительная. Как правило, она развивается при обширных и глубоких поражениях. В практике наиболее часто развивается этот вид регенерации.

Избыточная регенерация, когда размножившаяся ткань по объему больше утраченной. Наблюдается это обычно при длительных раздражениях (туберкулезе, актиномикозе, сапе и др.).

1.4 Морфогенез. 

По механизму развития восстановление структуры и функции может происходить на молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом и органном уровнях. Самая древняя в эволюционном отношении и наиболее универсальная форма регенерации, свойственная всем без исключения живым организмам, - внутриклеточная регенерация. Она включает в себя биохимическое обновление молекулярного состава клеток (молекулярная, или биохимическая, регенерация), ядерного аппарата и цитоплазматических органелл (внутриорганоидная регенерация), увеличение числа и размеров ядерного аппарата и цитоплазматических органелл (митохондрий, рибосом, пластического комплекса и др.).



1.5 Этиология и механизм развития регенерации 

Различают физиологическую, репаративную регенерации, регенерационную гипертрофию и патологическую регенерацию. Рассмотрим физиологическую и репаративную.



Физиологическая регенерация - восстановление элементов клеток и тканей в результате их естественного отмирания. Живой организм непрерывно в течение жизни в процессе роста и развития самообновляется вследствие разрушения старых и воспроизведения новых структур. Пластические процессы, происходящие в тканях при нормальной их жизнедеятельности и обеспечивающие постоянное их самообновление, называются физиологической регенерацией. Ее результатом является полное восстановление утраченных структурных элементов, т. е. реституция (от лат. restitutio - восстановление). Физиологическая регенерация интенсивно протекает во всех органах и тканях. Постоянно обновляются покровный эпителий кожи и слизистых оболочек пищеварительного, респираторного и мочеполового трактов; железистый эпителий печени, почек, поджелудочной железы, других эндокринных и экзокринных органов; клетки серозных и синовиальных оболочек, а также других органов. На интенсивность и качественные особенности физиологической регенерации влияют возраст животного, физиологическое состояние, внешние условия (кормление, содержание, использование).

Репаративная (от лат. reparatio - возмещение), или восстановительная, регенерация - восстановление структурных элементов клеток и тканей в результате их патологической гибели. В ее основе лежат физиологические закономерности, но в отличие от физиологической регенерации она протекает с различной интенсивностью и характеризуется замещением новыми субклеточными, клеточными и тканевыми структурами поврежденных воздействием различных патогенных факторов частей организма. Эти репаративные процессы наблюдаются при травмах, в дистрофически и некротически измененных органах и тканях. В зависимости от степени повреждения органа исходом репаративной регенерации может быть не только полное восстановление, или реституция (от лат. restitutio - восстановление), поврежденной или утраченной части органа или ткани (как при физиологической регенерации), заживление раны по первичному натяжению, но и неполное восстановление или замещение, например образование соединительной ткани взамен утраченной (заживление раны по вторичному натяжению с образованием плотной рубцовой ткани).

1.6 Регенерация у человека

Как американец отрастил отрезанный палец

Американец Ли Спивак сунул палец в винт модели самолёта и отрезал себе кончик пальца, примерно на полтора сантиметра. Отрезанный фрагмент найти не удалось. Врачи говорили, что сделать с пальцем ничего нельзя. Но несмотря ни на что, у 69 летнего американца палец вырос, есть кожа, ноготь и с него даже можно снимать отпечатки. Как он добился этого? Отрастить палец удалось с помощью «волшебного порошка», который дал ему брат Алан, который занимался регенеративной медициной. Этот «волшебный порошок» Спиваку прислали из лаборатории университета в Питтсбурге, его называли «внеклеточной матрицей». Когда Ли Спивак присыпал рану порошком второй раз, палец начал отрастать, и каждый день он отрастал чуть больше. Палец восстановился примерно за 4 недели.



Ожоги

Военные также надеются с помощью матрицы помочь получившим сильные ожоги военным ветеранам восстановить нормальную кожу. Роберт Хенлайн чуть не погиб в Ираке. Армейская машина, в которой он ехал, подорвалась на фугасе, и все четверо его товарищей погибли. Роберт получил сильнейшие ожоги головы и верхней части туловища. Он перенес уже 25 операций и считает, что потребуются еще около 30. Ветеран очень надеется на прогресс исследований по восстановлению поврежденных тканей.

"Это изменит всю мою жизнь. Мне кажется, что больниц я боюсь даже больше, чем снова попасть в Ирак", - говорит он. Как и со всеми новейшими технологиями, в новом методе есть много неизвестных. Есть опасения, что применение матрицы может вызвать рост канцерогенных опухолей. Тем не менее, врачи не исключают, что в новом "волшебном порошке" таится удивительное медицинское открытие.

Искусственный мочевой пузырь




Это прорыв в биотехнологиях, позволяющий рассчитывать в будущем на выращивание искусственного сердца или почек.

До этого момента в лабораторных условиях удавалось создать лишь простые ткани - кожу, кости, хрящи. Для 16-летней Кэтлин Макнамара из Северной Каролины, которой сделали пересадку мочевого пузыря, это шанс начать новую жизнь.

До операции почки Кэтлин очень плохо справлялись с нагрузкой; теперь все наладилось, мочевой пузырь прижился и работает нормально.

Группа исследователей из детского госпиталя в Бостоне сделала первую операцию еще в

1999 году, но не обнародовала результаты, пока не убедилась в том, что все семь пациентов

смогли адаптироваться после операции.

"Мы используем технологию, которая позволяет выращивать клетки органов в больших объемах. Путем биопсии мы можем получить кусочек ткани размером не больше сантиметра, а спустя два месяца ее количество умножится во много раз", - говорит доктор Энтони Атала, директор института регенеративной медицины.

Все существовавшие ранее технологии безнадежно устарели, заявляют американские врачи. Органы, выращенные из искусственно созданных тканей, организм, как правило, отторгает. Новая технология позволяет вырастить орган из клеток пациента.

Операция, которую вскоре возьмут на вооружение многие американские больницы, позволит вылечиться 35 миллионам жителей Америки, страдающим заболеваниями мочевого пузыря. 








Глухим помогут генетики

Ученым удалось разработать клетки тканей человеческого уха, которые не только замедляют потерю слуха, но и помогают его восстанавливать.

Исследование было проведено в бристольском университете под руководством профессора Мэтью Холли. По замыслу ученых, клетки вместе с имплантантом внутреннего уха смогут восстанавливать слух, стимулируя работу нервных соединений.

Ученый говорит: "Эти имплантанты - небольшие приборы, стимулирующие слуховой нерв, работают прекрасно. Однако их нельзя применять при лечении людей, которые потеряли слух уже давно, поскольку их слуховые нервы стимулировать невозможно. Замена нервных клеток улучшает электрический контакт между имплантантом и мозгом. Появляется возможность делать более эффективные имплантанты и более широкого их применять. Возможно, через несколько лет эти устройства станут доступными".

Пресс-секретарь Королевского национального института по лечению глухоты (RNID) заявил: "В настоящее время не все глухие могут чувствовать на себе пользу имплантанта. Работа профессора Холли по регенерации слуховых нервов может увеличить число тех, кому можно восстановить слух".

На сердце нарастили целую мышцу

Эксперимент ученых Университета Миннесоты проводился на сердце крысы. В нем убили все мышечные клетки, благодаря которым оно бьется, и оставили только каркас из других тканей, составляющих кровеносные сосуды и клапаны.

На этот каркас пересадили мышечные клетки, полученные от другой крысы. Клетки быстро прижились, и сердце вновь начало биться.

Как надеются исследователи, этот эксперимент со временем может привести к созданию технологии выращивания искусственных сердец человека или животных для пересадки.



1.7 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.

     Многие  беспозвоночные способны к регенерации  значительной части тела. У губок, гидроидных полипов, плоских, ленточных  и кольчатых червей, мшанок, иглокожих  и оболочников из небольшого фрагмента  тела может регенерировать целый  организм. Особенно примечательна способность к регенерации у губок. Если тело взрослой губки продавить через сетчатую ткань, то все клетки отделятся друг от друга, как просеянные сквозь сито. Если затем поместить все эти отдельные клетки в воду и осторожно, тщательно перемешать, полностью разрушив все связи между ними, то спустя некоторое время они начинают постепенно сближаться и воссоединяются, образуя целую губку, сходную с прежней. В этом участвует своего рода «узнавание» на клеточном уровне, о чем свидетельствует следующий эксперимент. Губки трех разных видов разделяли описанным способом на отдельные клетки и как следует перемешивали. При этом обнаружилось, что клетки каждого вида способны «узнавать» в общей массе клетки своего вида и воссоединяются только с ними, так что в результате образовалась не одна, а три новых губки , подобные трем исходным.

 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 у животных: 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.

     Регенерация путем образования бластемы широко распространена у беспозвоночных и  играет особенно важную роль в регенерации  органов у амфибий. Существует две теории происхождения бластемных клеток:



  • Клетки бластемы происходят из «резервных клеток», т.е. клеток, оставшихся неиспользованными в процессе эмбрионального развития и распределившихся по разным органам тела;

  • Ткани, целостность которых была нарушена при ампутации, «дедифференцируются» в области разреза, т.е. дезинтегрируются и превращаются в отдельные бластемные клетки. Таким образом, согласно теории «резервных клеток», бластема образуется из клеток, остававшихся эмбриональными, которые мигрируют из разных участков тела и скапливаются у поверхности разреза, а согласно теории «дедифференцированной ткани», бластемные клетки происходят из клеток поврежденных тканей.

     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.
Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Цель и задачи исследования

Цель работы: изучить сущность процесса регенерации тканей у человека и органов у животных.

Задачи исследования:

- установить сроки регенерации эпителиальной ткани у человека при заживлении раны после пореза;

- установить сроки восстановления щупальца у брюхоногого моллюска после полной утраты органа осязания;

Объектом исследования является эпителиальная ткань человека и щупалец моллюска.



2.2 Методика исследования

Были использованы следующие методики:

А) фотосъемка;

Б) наблюдение;

В) сравнение;

Г) мониторинг;

Д) измерения

2.3 Результаты исследования

Для изучения нашего вопроса, мы стали ждать случая, когда в естественных условиях произойдёт порез или травма, на примере которых, можно будет проследить полную регенерацию кожи и установить сроки заживления раны. И такой случай представился дважды. Первый случай пореза произошёл у моего научного руководителя. В один из дней, она на кухне нечаянно порезала палец и стала наблюдать за процессом заживления раны и фотографировать. Рана была неглубокая и небольшая, 1 см. Полная регенерация наступила через 7 дней (Приложение №1,2, фото№1-5).



Вот результаты исследования

Дата исследования

Происходящие процессы

7.11.2016

Порез, рана 1 см, течёт кровь умеренно, сильная, ноющая боль

8.11.2016

Рана открытая, наблюдается припухлость, вокруг раны покраснение, болит при надавливании

9.11. 2016

Рана затягивается, покраснение осталось, меньше болит, чем в предыдущий день, припухлость пропала

10.11.2016

Ранка затянулась, не болит, припухлость пропала. Покраснение минимальное, чуть-чуть чешется

11.11.2016

Ранка затянулась, но ещё видно место пореза

12.11– 13.11.16

Рана затянулась. Порез не виден

Второй случай пореза произошёл 6.11.16 в 17:47(Приложение №3,4, фото №7-13). Порез был более глубокий.

6.11.16 (17:47)

Порез, рана 6-7мм, кровь течёт не переставая (пока что), боль чувствуется, усиливается при надавливании на рану.

6.11.16 (17:56 или же через 9 минут после нанесения пореза)

Кровь перестала идти, кожа возле пореза слегка бледная.

6.11.16 (18:24-18:59 или же через 37 минут после нанесения пореза)

Отчётливо видно выделение сукровицы (лимфы) из раны.

11.11.16 (19:22); (5 дней после начала эксперимента)

Образовался тромб, появление припухлости и покраснения вокруг раны.

21.11.16 (18:20) (15 дней после начала эксперимента)

По краям (снаружи) небольшое отшелушивание ороговевших частичек кожи, внутри покраснение и постепенное отпадание частей тромба.

30.11.16 (19:09) (24 дня после начала эксперимента)

Тромб полностью исчез, но покраснение и опухлость на месте пореза остались. Боль чувствуется только при максимальном надавливании.

11.12.16 (месяц после начала эксперимента)

Рубец полностью сформировался.

Таким образом мы рассмотрели пример репаративной полной регенерации (с возникновением рубца). Эксперимент занял 3 месяца (начиная с 6.11.16 и до 16.01.17)

А как же происходит репаративная регенерация у животных?

Выделяют типичную и атипичную репаративную регенерацию.

При типичной регенерации утраченная часть замещается путём развития точно такой же части. Причиной утраты может быть внешнее воздействие (например, ампутация), или же животное намеренно отрывает часть своего тела (автотомия), 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 (гетероморфоз).

Типичную репаративную регенерацию у животных, нам помогла изучить ученица 7 класса Данилова Яна. У неё уже много лет живёт брюхоногий моллюск ахатина (Achatina fulika).У моллюсков регенерация несильно выражена по сравнению с некоторыми червями, регенерируют только отдельные органы. В 2015 году, придя домой, Яна обнаружила, что ахатина лишилась одного щупальца. Произошло это случайно. В террариуме, где жила её ахатина, есть пластиковые растения. Видимо моллюск нечаянно обрезал один щупалец о край листа пластикового растения. Яна стала наблюдать за ростом этого органа. Щупальца для моллюска – это органы осязания. Процесс был долгим. Щупалец начал медленно расти. По истечении почти полутора лет, щупалец до конца не вырос. Длина здорового щупальца 2 см, длина повреждённого 1 см. Интересно, что цвет щупальца изменился, он растёт более тёмным, чем здоровый (Приложение №2,фото№6).Глаз, который расположен у основания щупальца восстановился, правда он значительно уступал здоровому глазу, количество клеток в сетчатке значительно меньше, сам глаз стал короче, однако, он функционирует.
Будем и дальше наблюдать за ростом этого важного для моллюска органа вместе с Яной и окончательно установим сроки восстановления щупальца.
2.4 Выводы

Мы наблюдали, на примере собственного организма, как происходила репаративная регенерация у человека, т.е. та, которая связана с повреждением тканей или утратой органа. Порезы были разными. Первый не сильный, рана не глубокой, поэтому за довольно короткий срок, 7 дней, произошла полная регенерация эпителиальной ткани. Второй порез был глубоким, поэтому и срок регенерации ткани был долгим, 3 месяца. В обоих случаях произошло полное заживление раны по первичному натяжению, без рубцов. Значит, чем глубже рана, тем дольше происходит процесс заживления раны и восстановления клеток.

В случае утраты щупальца у моллюска, полного восстановления органа не произошло, хотя глаз моллюска функционирует. Наблюдение будет продолжать.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Регенерация это ещё относительно молодая проблема в медицине и ещё много о ней нам не известно. Учённые всего мира ведут исследовательские работы по изучению регенерации и много добились, в том числе и в медицине, например: регенеративная терапия стволовыми клетками.

В своей  проектной работе мы рассматривали регенерацию в разных её направлениях и видах. Мы считаем, что методику лечения различных заболеваний регенеративным способом нужно углубленно изучать и больше практиковать в медицине, так как лечение регенеративным путем это возможно самое эффективное лечение на сегодняшний день и отвергать возможность применения  регенерации в медицине не надо, предстоит еще много работы в этом направлении. Мы уверены, что учённые уже в ближайшем времени полностью изучат тему регенерации и смогут применять регенерацию в разных научных, медицинских и других направлениях. На наш взгляд, регенерация это наше будущее в лечении различных заболеваний, а также в выращивании органов для человека.

БИБЛИОГРАФИЯ


  1. «Иммунологические механизмы регуляции восстановительных  процессов», Бабаева А. Г., 1972 год

  2. «Новое в учении о регенерации», Л. Д. Лиознер, 1977 год

  3. «Регенерация и ее клиническое значение», Саркисов Д. С.,  1970 год

  4. «Условия регенерации органов у млекопитающих», Л. Д. Лиознер

  5. «Возраст и восстановительная способность органов у млекопитающих», Сидорова В. Ф., 1976 год

  6. www.kgau.ru/distance/vet_03/patanatomia/01_06.htm

  7. vmede.org/sait/

  8. Патологическая анатомия: учебник / А.И.Струков, В.В.Серов. -5-е изд., стер. – М.: Литтера,2010. – 848с.

  9. medimet.info/regeneratsiya-tkaney.html

  10. vk.com/topic

  11. http://www.med2.ru/story.php?id=22844

  12. http://www.studfiles.ru/preview/1858134/page:14/

  13. http://iscience.ru/2013/07/26/uchenye-vyzvali-regeneraciyu-u-zhivotnogo-kotoromu-ona-ne-prisushha/

  14. http://www.krugosvet.ru/node/38521

  15. http://mysnails.ru/kunena/prochie-temy/83-davajte-znakomitsya

  16. http://laguna-akul.ru/akulinfo/tainy-akul/regeneracija-tkanei-u-akul.html

Приложение № 1



c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161107_090736.jpg c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161107_090736-1.jpg

(Фотография №1) 7.11.2016



c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161108_200618.jpg c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161109_201736.jpg

(Фотография №2) 8.11.2016



c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161110_210607.jpg c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161110_210607-1.jpg

(Фотография №3) 9.11.2016

Приложение №2

c:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161112_000529.jpgc:\users\dell \desktop\проект регенерация\фото пореза\20161112_000458.jpg(Фотография №4) 10.11.2016 (Фотография №5) 11.11.2016

c:\users\dell \pictures\controlcenter4\scan\ахатина.jpg

Фотография №6 (Моллюск ахатина )


Приложение №3

e:\п13\ранка1\15941714_453449745043098_2146525181_n.jpg
(Фото№7) 6.11.16 – 17:47

e:\п13\ранка1\15909668_453449735043099_1338439246_n.jpg e:\п13\ранка1\15935628_453449731709766_369741603_n.jpg

(Фото№8) 6.11.16 – 17:56 6.11.16 – 18:24



c:\users\asus\downloads\15909470_453449715043101_1023983589_n.jpg e:\п13\ранка1\15942009_453449821709757_258275466_n.jpg e:\п13\ранка1\15909977_453449811709758_1406697015_n.jpg

(Фото№9) 6.11.16 -18:55-18:59


Приложение №4
c:\users\asus\downloads\15910264_453449835043089_1532629533_n.jpg e:\п13\ранка1\15941960_453449748376431_1566194348_n.jpg

(№10) 11.11.16 – 19: 22 (№11) 21.11.16 – 18:20



c:\users\asus\downloads\15942064_453449825043090_1986375606_n.jpg c:\users\asus\downloads\15909723_453449718376434_79905491_n.jpg

(№12) 30.11.16 – 19:09 (№13) 11.12.16 – 12:11
Каталог: media -> work
work -> Название проекта: аскорбиновая кислота в овощах и фруктах
work -> Гбоу лицей №1553 имени В. И. Вернадского, эбц гбоудо мдюц экт
work -> Департамент образования города москвы
work -> Исследовательская работа Выполнили:
work -> Воздействие фунгицидов на организм человека
work -> Департамент Образования города Москвы Северо-Западный округ гбоу школа №1747 Целительные свойства алоэ
work -> Исследовательская работа Чуплашкин Егор Алексеевич
work -> Гбоу «Школа Содружество»


Достарыңызбен бөлісу:




©stom.tilimen.org 2022
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет