Токин - Общая эмбриология (947299), страница 98
Текст из файла (страница 98)
Многие из ферментов, участвующих в репарации ДНК, с успехом используют в области генной инженерии. Обширные электронно-микроскопические исследования изменений клеточных структур в ходе восстановления клеток после ионизирующих повреждений проведены И. Б. Токиным (1974). Наиболее интересные для цитоэмбриологии данные этих исследований 399 Рис. 164. Схема ультраструктурноа организации клеток кишечного эпителии (по И. Б.
Тонину, 1974): А — контроль: и — врн лучевом воврежденнв (дедвооеревцнроааввое состовнне);  — рете. верацнн (ревараднв) таковы. Процессы организации клеток различных тканей и органов при нормальных и патологических состояниях своеобразны (рис. 164), однако найдены и достаточно общие закономерности дифференциации: происходит «уменьшение относительных объемов ядер и ядрышек и усложнение субмикроскопической организации, сопровождаемь(е количественными изменениями соотношения «свободные рибосомь)д — элементы гранулярной эндоплазматической сети и уровня удельной насыщенности цитоплазмы мембранами органоидовв'. Общей тенденцией при дифференциации является увеличение числа митохондрий, повышение ферментативной активности. Происходит усложнение комплекса Гольджи, состоящего, как правило, из пластинчатых компонентов и микропузырьков: появляются крупные вакуоли и межцистернальные структуры.
Увеличивается численность и протяженность мембранных элементов эндоплазматической сети. В процессах дифференциации большую роль играют межклеточные взаимодействия. В ходе дифференциации раз- ) Тонин О. Б. Проблемы радиационной цитологии. Л., 1974. С. 225. 400 виваются специализированные структуры — клеточные поверхности (1ч'-образные складки, десмосомы и др.), устанавливается более тесная связь между клетками. Происходит увеличение общей площади поверхности мембран в клетке, уменьшается число сво"бодных рибосом.
При дедифференииации клеток прооисходит улътраструктурная реорганизация клеток. Важные факты о дедифференциации обнаружены электронно-микроскопическими исследованиями. В упоминавшемся исследовании Хэй (1962) обнаружено, что при дедифференцировке мышечных и хрящевых клеток (в ходе процесса регенерации конечности аксолотля) повыптается содержание свободных рибосом и уменьшается количество элементов эндоплазматической сети. И. В. Токин, изучая восстановительные процессы в эпителии кишечного тракта, клеток печени, других органов млекопитающих, нашел в противоположность описанным ультраструктурным изменениям при дифференциации, что при посттравматической регенерации происходит «увеличение относительных объемов ядер и яд- рьчшеК увеличение содержания гранулярного компонента ядрьгшка и ядрышкосвязанного хроматина, возрастание числа свободньгх рибосом и полисом и уменьшение площади мембранной поверхности клетки»'.
Редукция специализированных структур клеточной поверхности свидетельствует о снижении специфических функций клетки (например, всасывающей в кишечном дпителии), ослаблении межклеточных связей, изменении уровня интеграции тканей н межклеточных взаимоотношений, значение которых неоднократно подчеркивалось в этой книге. Светооптические и электронно-микроскопические исследования дают возможность говорить об изменении состояния клеток, происходящем на начальных этапах регенерации, причем эта дедиф. ференциация обычно наступает очень быстро, протекает кратко. временно.
В полном соответствии с морфологическими изменениями происходят изменения и биохимические. Показано, что свободные рибосомы осуществляют интрацеллюлярный синтез веществ (необходимых для вступления в митотический цикл и прохождения периода 8 и обеспечивающих энергетику митоза). Прикрепленные рибосомы осуществляют экстрацеллюлярный синтез, поэтому увеличение числа свободных рибосом при дедифференциации связано с усилением биосинтеза клетки, направленного на удовлетворение собственных потребностей.
При изучении природы различий в синтезе разных типов белков в полисомах оказалось, что интенсивность включения меченых соединений в мРНК из свободных полисом выше, чем в мРНК из связанных с мембранами полисом. Увеличение объемов ядрышек и содержание гранулярного компонента отражает усиление биосинтетическнх процессов, ' токин И. Б. Проблемы радаациоаной цитологии. Л., 1974.
С. 257. 4О1 происходит активация синтеза РНК. И. Б. Токин показал, что имеет место «конкуренция» между интрацеллюлярными и экстрацеллюлярными биосинтезами в ходе дифференциации и дедифференциации клеток: в ходе дедифференцировки клеток, как ужеговорилось, происходит смена экстрацеллюлярного синтеза белков интрацеллюлярным.
По-видимому, указанные закономерности носят универсальный характер. Так и при изучении дедифференциации клеток растений отмечены черты, общие с изменениями животных клеток. . Дедифференциацня растительных клеток связана с увеличениями белкового синтеза, числа митохондрий и структур аппарата Гольджи, ядрышка. Проявляются и специфические особенности растительных клеток, например уменьшение толщины клеточной оболочки. Р. Г. Бутенко (1970), изучая пролиферацию культивируемых растительных клеток и процессы соматического эмбриогенеза у растений, отмечает ряд закономерностей, связанных с передифференцнровкой специализированных тканей.
Синтез белков, репрессированный в период культивирования и дедифференцировки клеток, снова дерепрессируется в ходе дифференциации тканей при дальнейших процессах соматического эмбриогенеза. На основании всех имеющихся в мировой литературе данных следует заключить, что та или иная степень деднфференцнацив высокоспециалнзированных клеток, а также активизация «покоящихся» стволовых клеток очевидный факт.
Длительное время существовавший в эмбриологии и цитологии критерий дифференциации клеток — утрата способности к митотическому делению— следует считать ошибочным нли имеющим значение лишь для ограниченного круга формообразовательных процессов. ЕЕГЕНЕЕЛЦИЯ И ОНТОГЕНЕЗ Нельзя ожидать высокой регенерационной способности у организмов в старческом состоянии, когда затухают функции различных интеграционных механизмов, регулирующих жизнь целого организма и функции органов, без которых немыслим обмен веществ в любой части тела (функция нервной системы, работа желез внутренней секреции, деятельность дыхательной, кровеносной и пищеварительной систем). В старческом организме развиваются различного рода дистрофии, нарушается нормальная интеграция тканей, прогрессирует ослабление процессов самообновления тканей, вместе со всем этим ослабляется и способность к репаративной регенерации.
М. А. Воронцова в 1944 г. заметила, что если конечность годовалого тритона и аксолотля регенерирует полноценно уже через 1,5 — 2,5 месяца, то в старческом возрасте (после 6 — 10 лет) на месте ампутации происходит лишь заживление раны. 402 Заживление ран и другие регенерационные явления у млекопитающих и человека к старости ослабляются, что является предметом больших забот теоретика-биолога и практика-хирурга. Закономерность падения регенерационной способности по мере старения относится, по-видимому, ко всем животным, размножающимся только половым путем. Ее можно отметить и для простейших.
Деление простейших — итоговый этап их онтогенеза. В результате достижения границы роста и ассимиляции наступает старение, дезинтеграция и смерть индивидуума. Не случайно, что на одно и то же оперативное воздействие (отрезанне, например, Ч» части тела) инфузория (Опусйот(тотиз утапйз и др.) отвечает 'неодинаково в разные этапы онтогенеза: молодая инфузория регенерирует, а у старой (незадолго перед делением) особи происходит реконструкция ядерного аппарата, имитирующая процессы деления и вместе с тем происходит удлинение индивидуальной жизни.
Это наблюдали М. Гартман, Э. С, Бауэр и А. М. Грановская в 1935 г., В. И. Карелина и Б. П. Токнн в 1949 г. Нельзя, однако, создавать утрированные схемы, касающиеся однотипного изменения восстановительных морфогенезов в онтогенезе. Закономерности изменения регенерации и соматического эмбриогенеза зависят от структуры жизненного цикла, от наличия или отсутствия в этом цикле бесполого размножения. Поэтому «старческая» планарня, готовящаяся к делению, будет регенерировать лучше, чем молодая планарня этого же вида нли этой же расы, не имеющая половой репродукции. Однако старческая планарии, размножающаяся только половым путем, регенерирует хуже, чем молодая особь того же вида.
СООТНОШЕНИЕ ПРОЦЕССОВ РЕГЕНЕРАЦИИ И БЛАСТОМАТОЗНОГО РОСТА Предметом эмбрнологии являются и патологические морфогенезы, вызванные изменениями нормального состояния клеток, тканей и органов, приводящие к бластоматозному росту, т, е. к возникновению новообразований (бластом), называемых злокачественными опухолями. Очень сложная, волнующая человечество проблема злокачественных опухолей в этой книге не рассматривается.
Сообщаются лишь некоторые факты о взаимоотношении процессов регенерации и опухолевого роста. Несмотря на многочисленные попытки цнтологов, биохимиков, генетиков и патологоанатомов, не удается обнаружить специфические особенности биохимии и морфологии опухолевых клеток. В связи с прогрессом молекулярной биологии возникают подчас оригинальные гипотезы «малигнизации», о злокачественном перерождении клеток. По единичным клеткам нельзя определить — принадлежат ли они нормальной или опухолевой ткани. 403 Решающим в понимании причин возникновения и развития опухолей должно быть не столько исследование «злых» свойств единичных клеток, сколько изучение нарушения нормальной интеграции тканей, в результате чего размножающиеся клетки выходят из-под «замка» нормальных корреляций и не подчиняются нормальным формативным влияниям.
В случае, например, рака кожи млекопитающих происходит дезинтеграция пластов эпителия, нарушаются нормальные взаимоотношения между ними и соединительной тканью, Большую роль играют мембраны клеток, их адгезивные свойства. Если эти свойства уменьшаются, изменяется взаимосвязь между клетками, облегчается и отделение клеток друг от друга и их миграция в другие органы. Конечно, нарушения взаимоотношений между клетками и тканями не являются процессами, обособленными от цитологических изменений. Поэтому оправданы и крайне необходимы молекулярно-биологические и электронно-микроскопические исследования изменений, происходящих в клетках при канцерогенизации тканей. Однако нет оснований надеяться найти какие-то особые, «злые», «раковые» ультраструктурные особенности единичных, «перерождающихся» клеток.
Нельзя увлекаться поэтому односторонне биохимическими (молекулярно-биологическими) исследованиями, создавая новые и новые представления о перерождении нормальных клеток в опухолевые. В организме происходят непрерывные формообразовательные процессы в коже, молочной железе женщин, тканях стенки матки и т. д. Во всех тканях в той или иной степени имеют место про. цессы нормальной физиологической регенерации, обусловленной определенной интеграцией тканей, органов и всего организма. При нарушении регуляторных механизмов, и в особенности функции нервной, эндокринной и иммунной систем, нормальные процессы формообразования и самообновления тканей, а значит, и «строительство» тканей при физиологической и репаративной регенерации происходить не могут.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
