ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ И ЦИТОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ. ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ

  В связи с использованием методов авторадиографии и электронной микроскопии оказалось возможным зарегистрировать восстановительные процессы, происходящие в ядре и цитоплазме клеток. Д. С. Саркисов (1978) выделяет три формы внутриклеточной регенерации (молекулярную, внутриорганоидную и органоидную) и отмечает сходство проявления восстановительных процессов после различных типов повреждений.

Что касается репарации макромолекул, то в настоящее время интенсивно исследуются закономерности репарации ДНК. В зависимости от характера повреждений восстановительный процесс может осуществляться по-разному (Н. В. Томилин, 1977). Выявлены ферменты, участвующие в репарации. Их набор уже достаточно велик и становится очевидным, что все последовательные этапы восстановительного процесса от расчистки поврежденных или измененных участков ДНК до их заполнения нормальными нуклеотидами выполняются при участии ферментов. Эти же ферменты играют важную роль и в ходе нормальной жизнедеятельности клетки. 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

Рис. 164. Схема ультраструктурной организации клеток кишечного эпителия (по И. Б. Токину, 1974):
А —¦ контроль; Б — при лучевом повреждении Отдифференцированное состояние); В — регенерация (репарация)


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, сопровождаемые количественными изменениями соотношения «свободные рибосомы» — элементы гранулярной эндоплазматической сети и уровня удельной насыщенности цитоплазмы мембранами органоидов»[27].
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

виваются специализированные структуры — клеточные поверхности (W-образные складки, десмосомы и др.), устанавливается более тесная связь между клетками. Происходит увеличение общей площади поверхности мембран в клетке, уменьшается число свободных рибосом.
При дедифференциации клеток прооисходит ультраструктур- ная 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) повышается содержание свободных рибосом и уменьшается количество элементов эндоплазматической сети.
И. Б. 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 ядрышек, увеличение содержания гранулярного компонента ядрышка и ядрышкосвязанного хроматина, возрастание числа свободных рибосом и полисом и уменьшение площади мембранной поверхности клетки»1.

Редукция специализированных структур клеточной поверхности свидетельствует о снижении специфических функций клетки (например, всасывающей в кишечном .эпителии), ослаблении межклеточных связей, изменении уровня интеграции тканей и 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 дедифференциация обычно наступает очень быстро, протекает кратковременно. 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 S 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 биосинтетических процессов, [28] происходит активация синтеза РНК. И. Б. Токин показал, что имеет место «конкуренция» между интрацеллюлярными и экстра- целлюлярными биосинтезами в ходе дифференциации и дедифференциации клеток: в ходе дедифференцировки клеток, как-уже говорилось, 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. Дедифференциация 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 пе- редифференцировкой 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 дедифференциации высокоспециализированных 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 или имеющим значение лишь для ограниченного круга формообразовательных процессов.

Еще по теме ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ И ЦИТОХИМИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕГЕНЕРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ. ВНУТРИКЛЕТОЧНАЯ РЕГЕНЕРАЦИЯ:

1. Электронно-микроскопическое исследование почки ондатры
2. 2.1.6. Микроскопическое исследование патологического материала.
3. 8.4. РЕГЕНЕРАЦИЯ
4. Первые исследования окислительных процессов
5. 2.4.4. Когнитивные процессы у животных. Исследования Э. Толмена и И. С. Бериташвили
6. «Саморемонт», или регенерация
7. 2.3.5. Внутриклеточный поток веществ
8. Животные — внутриклеточные паразиты и симбионты растений
9. КОМПЛЕКС МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ГРИБОВ В БОЛОТАХСЕВЕРНОЙ ТАЙГИ
10. Микроскопические грибы
11. I. Микроскопические грибы
12. Микроскопическое строение пищеварительного тракта
13. Флора микроскопических грибов
14. МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ НАСЕЛЕНИЕ СФАГНОВЫХ БОЛОТ:СОСТАВ И СТРУКТУРА СООБЩЕСТВ Ю. А. Мазей
15. МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ГРИБЫ И БАКТЕРИИ СОСНОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ И ЛЕСНОЙ подстилки
16. В. Я. Частухин и М. А. Николаевская МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ГРИБЫ И БАКТЕРИИ ЕЛОВОЙДРЕВЕСИНЫ НА РАЗНЫХ ФАЗАХ РАСПАДА
17. Токсический процесс