отклоняюсь, отхожу), в ходе которого каждый эмбриональный зачаток дает начало тканям, постепенно приобретающим все более выраженные различия своих структурных и функциональных характеристик. Эта теория раскрывает основные направления эволюции тканей.
Теория параллелизмов основана на сходстве строения тканей, выполняющих одинаковые функции, у неродственных, далеких друг от друга в филогенетическом отношении групп животных. Она демонстрирует неразрывность структурной и функциональной организации тканей и указывает на независимый ("параллельный") ход эволюции функционально однотипных тканей в разных ветвях животного мира, приведший к развитию сходства их структурной организации. Эта теория подчеркивает адаптивные свойства тканей и раскрывает причины их эволюции.
Теории дивергентного развития тканей и параллелизмов объединены в единую эволюционную концепцию развития тканей (А.А.Браун и В.П.Михайлов), согласно которой сходные структуры в различных ветвях филогенетического дерева возникали параллельно в ходе дивергентного развития.
Развитие каждого вида ткани (гистогенез) обусловлено процессами детерминации и дифференцировки их клеток.
Детерминация тканей (от лат. determinatio - определение) происходит в ходе их развития из эмбриональных зачатков и является процессом, закрепляющим ("программирующим") свойственное каждой ткани направление этого развития. Она обеспечивается ступенчатым ограничением (рестрикцией) потенций клеток (их коммитированием). На молекулярно-биологическом уровне этот процесс осуществляется путем определения набора тех или иных генов, дифференциальная активность которых (в генетически идентичных клетках) и обусловливает их специфичность. Так как генотип клеток всех тканей остается неизменным (за исключением клеток лимфоидной ткани), то возникающие вследствие дифференциальной экспрессии генов различия называются эпигеномными. Рефляция дифференциальной активности генов в тканях осуществляется разнообразными молекулярно-биологическими механизмами.
Вопрос об обратимости детерминации тканей в течение многих лет является предметом дискуссии. По мнению большинства гистологов, процесс детерминации зрелых тканей необратим и все возможные их превращения в любых условиях осуществляются лишь в рамках, ограниченных гистогенетическими потенциями конкретного тканевого типа.
- 106 -
Такое понимание детерминации отрицает возможность истинной метаплазии (от греч. metaplasso - превращать), т.е. преобразования зрелой ткани одною типа в зрелую ткань другого типа. Последние достижения генной инженерии, а также осуществленное в 1997 г. успешное получение полноценного клонированного животного (из зиготы, в которой ее собственное ядро было заменено ядром клетки зрелой ткани), со всей очевидностью указывают на необходимость более детальной разработки этой проблемы и, возможно, пересмотра и уточнения ряда принятых представлений.
Дифференцировка - процесс, в ходе которого клетки данной ткани реализуют закрепленные детерминацией потенции. При этом они проходят ряд стадий развития, постепенно приобретая структурные и функциональные свойства зрелых элементов. Дифференцировка клеток происходит как в разливающихся, так и в зрелых тканях и характеризуется экспрессией части генома, определенной процессом их детерминации. Ткань обычно содержит клетки с разным уровнем дифференцировки.
Дифферон - совокупность всех клеток, составляющих данную линию дифференцировки - от наименее дифференцированных (стволовых) до наиболее зрелых дифференцированных. Многие ткани содержат несколько различных клеточных дифферонов, которые взаимодействуют друг с другом. Последнее положение расходится с иногда высказываемыми представлениями о том, что каждая ткань образована непременно однотипными (морфологически и функционально сходными) клетками.
Стволовые клетки - наименее дифференцированные клетки данной ткани, являющиеся источником развития других ее клеток. Они имеются во всех тканях в ходе их эмбрионального развития и присутствуют во многих тканях зрелых организмов.
Важнейшие свойства стволовых клеток:
1.образуют самоподдерживающуюся популяцию,
2.редко делятся,
3.устойчивы к действию повреждающих факторов,
4.в некоторых тканях плюрипотентны, т.е. способны стать источником развития нескольких видов дифференцированных клеток.
Родоначальные клетки (progenitor cells в англоязычной литературе), или полустволовые клетки возникают непосредственно вследствие дифференцировки стволовых; активно размножаясь, они постепенно превращаются в клетки-предшественники (precursor cells в англоязычной литературе), которые дают начало дифференцированным зре-
- 107 -
лым клеткам, обеспечивающим выполнение функций данной ткани. Нередко термином "клетки-предшественники" обозначают все малодифференцированные потомки стволовой клетки.
Камбиальные элементы, или камбий (от лат. cambium - смена) -
совокупность стволовых клеток, родоначальных клеток и клеток-пред шественников данной ткани, деление которых поддерживает необходимое число ее клеток и восполняет убыль популяции зрелых элементов. В тех зрелых тканях, в которых не происходит обновления клеток (сердечная мышечная ткань, нейроны), камбий отсутствует. По распределению камбиальных элементов в ткани выделяют локализованный и диффузный камбий. В некоторых случаях камбий может располагаться за пределами ткани (вынесенный камбий).
Локализованный камбий характеризуется тем, что его элемента сосредоточены в конкретных участках ткани. К тканям с таким камбием относят, например, многослойные эпителии (камбий локализован в базальном слое), эпителий кишки (камбий сосредоточен в кишечных криптах), эпителий желудка (камбий расположен в шейке желудочных желез), эпителий слюнных желез (камбий сконцентрирован во вставочных протоках), эпителий коры надпочечника (камбий находится в клубочковой зоне).
Диффузный камбий отличается от локализованного тем, что его элементы рассеяны в ткани среди других, более дифференцированных клеток. Примерами тканей с диффузным камбием могут служить эпителий щитовидной и околощитовидной желез, гипофиза, эндотелий и мезотелий, гладкая мышечная ткань и др.
Вынесенный камбий встречается сравнительно редко. Его элементы, лежащие за пределами ткани, активируясь и в дальнейшем дифференцируясь. постепенно включаются в ее состав. Примером такого камбия служит совокупность камбиальных малодифференцированных эле-ментов хрящевой ткани, расположенных н надхрящнице (которая входит в состав хряща как органа, но не относится к собственно хрящевой ткани - см. главу 12). В костной ткани лишь часть камбиальных элементов (сосредоточенных в надкостнице) может быть отнесена к вынесенному камбию.
Дифференцированные зрелые клетки некоторых тканей могут сохранять способность к делению при соответствующей стимуляции (например, гепатоциты, тироциты, макрофаги). Другие зрелые клетки являются терминально (необратимо) дифференцированными - они полностью утрачивают способность к делению (например, нейроны, гранулоциты крови, остеоциты, каемчатые энтероциты, кардиомиоциты).
- 108 -
Регенерация ткани (от лат. regeneratio - возрождение) процесс, обеспечивающий ее обновление (новообразование ее элементов) в ходе нормальной жизнедеятельности (физиологическая регенерация) или восстановление после повреждения (репаративная регенерация). Репаративная регенерация осуществляется на основе тех же механизмов, что и физиологическая, но отличается от нее большей интенсивностью проявлений.
Хотя полноценная регенерация ткани включает обновление (восстановление) ее клеток и всех их производных, включая межклеточное вещество, основную роль в регенерации ткани играют клетки, так как именно они служат источником всех остальных компонентов ткани. Поэтому возможности регенерации ткани в значительной мере определяются способностью к регенерации ее клеток.
Регенерация клеток (клеточная регенерация) - процесс их обновления
(новообразования) в физиологических условиях или восстановления после повреждения (утраты) их части. Регенерация клеток осуществляется путем их митотического деления - механизмом пролиферации (от лат. proles - потомство и fera - несу). Активность пролиферации клеток каждой ткани контролируется факторами роста, гормонами, цитокинами, кейлонами, характером функциональных нагрузок.
По уровню обновления клеток все ткани организма подразделяются на три группы (см. главу 3):
1.стабильные клеточные популяции - долгоживущие клетки которых полностью утратили способность к делению (нейроны, кардиомиоциты);
2.растущие клеточные популяции, состоящие из долгоживущих клеток, выполняющих специализированные функции, которые способны при стимуляции делиться и претерпевать полиплоидизацию (эпителий почки, печени, поджелудочной, щитовидной и предстательной желез);
3.обновляющиеся клеточные популяции, которые состоят из постоянно и быстро обновляющихся клеток (эпителий кишки и эпидермис, форменные элементы крови).
Внутриклеточная регенерация - процесс, обеспечивающий не-
прерывное обновление структурных компонентов клеток в физиологических условиях или после повреждения. В норме при сбалансированности анаболических и катаболических процессов общий объем клетки и содержание в ней ультраструктурных компонентов остаются сравнительно стабильными. Внутриклеточная регенерация универсальна, она свойственна всем тканям организма человека. В некоторых тканях (сер-
- 109 -
дечная мышечная ткань) или клеточных линиях (нейроны) она является единственным способом обновления структур, в других в различной мере сочетается с обновлением их клеток.
Гипертрофия клеток (от греч. hyper - избыточный и trophe - питание) - увеличение их объема и функциональной активности при одновременном нарастании содержания внутриклеточных структур - развивается вследствие осуществления усиленной внутриклеточной регенерации в условиях преобладания анаболических процессов над катаболическими (например, при адаптации гладких или сердечных миоцитов к усиленной нагрузке или активации секреторных процессов в гормонально зависимых железистых клетках). При гипертрофии обычно в наибольшей степени нарастает объем тех внутриклеточных компонентов, которые обеспечивают адаптацию данного вида клеток к изменившимся условиям (в мышечных клетках - элементов сократительного и энергетического аппаратов, в железистых - синтетического). Гипертрофия клеток нередко сопровождается их полиплоидизацией, создающей возможности для активации процесса транскрипции.
Атрофия клеток - (от греч. а - отрицание и trophe - питание) - снижение их объема, массы, функциональной активности и содержания внутриклеточных структур вследствие ослабления процессов внутриклеточной регенерации и преобладания катаболических процессов над анаболическими. Атрофия клеток может явиться результатом их бездеятельности, гормонального дефицита (в гормонально зависимых тканях), недостаточности питания, возрастных изменений (старения), воздействия неблагоприятных физических, химических и др. факторов.
Гипертрофия ткани - увеличение ее объема, массы и функциональной активности - может явиться следствием:
(1)гипертрофии ее отдельных клеток при их неизменном числе (в тканях с отсутствием клеточной регенерации);
(2)гиперплазии (от греч. hyper - избыточный и plasis - образование) - увеличения числа ее клеток путем их избыточного новообразования. Последнее может обеспечиваться путем активации клеточного деления - пролиферации (от греч. proles - потомок, fero - несу) - в тканях с высокой активностью клеточной регенерации или (и) в результате ускорения дифференцировки малодифференцированных предшественников;
(3)сочетания обоих процессов.
Атрофия ткани - снижение ее объема, массы и функциональной активности - может явиться следствием: (а) атрофии ее отдельных клеток при их неизменном числе; (б) уменьшения числа ее клеток; (в) сочетания обоих процессов.
- 110 -