Александр Харс - Я познаю мир. Биология

В основе регенерации лежат закономерности, сходные с теми, которые обеспечивают обычное развитие организмов. Очевидно, что в регенерирующем органе происходит увеличение числа клеток. Ученые давно заметили, что в этом случае размножаются как специализированные клетки, то есть типичные «взрослые» клетки поврежденной ткани, так и малодифференцированные, то есть клетки более просто устроенные и мало похожие на клетки регенерирующего органа. Эти малодифференцированные клетки называются стволовыми тканевыми клетками. Регенерация с помощью этих клеток особенно похожа на развитие органа у эмбриона.

Стволовые клетки есть в каждом органе и каждой ткани, их можно назвать «собственными» стволовыми клетками ткани. Но есть и «общие» стволовые клетки, расположенные в костном мозге. Впрочем, стволовые клетки костного мозга тоже бывают двух сортов. Из гемопоэтических клеток костного мозга всю жизнь развиваются клетки крови, а из стромальных (от греческого слова строма, означающее «подстилка») могут образовываться любые другие, даже нервные клетки, еще недавно считавшиеся невозобновляемыми. К сожалению, их в костном мозге относительно немного, а с возрастом становится совсем мало.

Плохое срастание костей при переломах у пожилых людей, видимо, связано с недостаточным количеством или полным отсутствием стромальных клеток. Эти клетки относятся к клеткам–бродягам – они постоянно пробираются в кровяное русло и, отдавшись на волю волн, путешествуют с током крови по организму, всегда готовые остаться там, где есть какие–нибудь повреждения тканей, нуждающиеся в восстановлении.

image l:href="#image79.png"

Расположение красного костного мозга в организме взрослого человека (заточкован)

Таким образом, в регенерации у человека всегда участвуют два вида клеток: стволовые тканевые и стволовые стромальные клетки костного мозга. Первые годятся только для восстановления тех тканей, среди клеток которой они живут, вторые – универсалы. Они способны принимать участие в восстановлении любых тканей организма, так как могут превращаться в нужные организму специализированные клетки.

Если при тяжелых повреждениях организму не хватает собственных стромальных клеток, ему можно помочь, введя такие клетки извне. Во всяком случае, у мышей, которым химическим путем разрушили мышцы передних ног, а затем ввели стволовые стромальные клетки, через некоторое время мышцы частично восстановились. Новые мышечные клетки образовались именно из этих введенных клеток.

image l:href="#image80.png"

Поперечно полосатые мышечные клетки под микроскопом

Чудо–клетки, введенные свиньям в зону инфаркта сердечной мышцы, полностью ее восстановили. А введенные в головной мозг мышам, у которых перед этим был вызван инсульт (повреждение мозга, связанное с нарушением мозгового кровообращения), привело к его частичному восстановлению. То же самое совершили стромальные клетки, оказавшиеся в поврежденной печени.

Есть первые успехи в применении стромальных клеток и у больных людей. Введенные в место перелома девяностолетнему старцу, эти клетки привели к срастанию костей, которые в предшествующие 13 лет не срастались. В другом случае у семи десятилетнего пациента, перенесшего инфаркт, удалось добиться частичного восстановления отмершего участка сердечной мышцы.

Может быть, уже в самые ближайшие годы мы научимся лечить многие пока неизлечимые болезни человека, в том числе повреждения спинного мозга. Однако где взять необходимые для этого стволовые стромальные клетки? Их, конечно, можно было бы вырастить из стромальных клеток самого больного, но процесс этот длителен и к тому времени, когда запас их окажется достаточным для лечения, лечить будет уже поздно.

Есть ли из этого положения выход? Есть! Стромальные клетки можно получать из пуповины новорожденных детей и хранить в течение всей жизни их владельцев. Они должны послужить резервом на случай чрезвычайных ситуаций и в случае экстренной необходимости использоваться для восстановительных работ.

Некоторые сведения о развитии головного мозга и мышления ученые получили при анализе ужасных случаев бесчеловечного обращения с детьми. Подобные эксперименты, конечно, ни один ученый не стал бы проводить специально, однако изучение этих трагических происшествий позволяет понять важность правильного развития детей в раннем возрасте.

Вот что произошло однажды в Америке. Психопат–отец, видимо, ненавидящий детей, с 20–месячного возраста держал свою дочь в маленькой комнатке, из которой она никогда не выходила. Ее нагишом привязывали к стулу с дыркой посредине, так что она могла двигать только кистями рук и ступнями ног. С девочкой никто не разговаривал, а кормили ее только молоком и детским питанием.

Девочку обнаружили, когда ей исполнилось 13 лет. Она была истощена и весила всего 25 килограммов. Несчастная не могла выпрямить. руки и ноги, не умела жевать, была не в состоянии сознательно контролировать функцию мочевого пузыря и кишечника. Она не понимала человеческую речь и совершенно не могла говорить.

Несчастную девочку врачи и психологи взяли под постоянное наблюдение. Ее учили всему, что должны были знать двух–трехлетние дети. За первые 6 лет, направленные на то, чтобы всесторонне развить девочку, она стала кое–что понимать из обращенной к ней речи, если с ней говорили короткими предложениями из двух–трех слов. Джини даже научилась говорить, но ее речь оставалась на уровне, который здоровые дети достигают к двум–трем годам. Ее речь состояла или из отдельных слов или словосочетаниий, типа «хочет молоко», «два рука».

Девочка научилась пользоваться некоторыми предметами, в том числе фломастерами, и «рисовать», но эти рисунки оставались на уровне каракулей двух–трехлетних детей. Наконец, она научилась ориентироваться в обстановке, находить свою комнату, а в ней шкаф, где хранились ее игрушки. Однако дальнейшее развитие застопорилось. Особенно это было заметно в отношении речи: никакого прогресса не наблюдалось.

Почему так произошло? Что мешает Джини наверстать упущенное и научиться тому, чему она не научилась в раннем детстве? Человеческий мозг развивается в течение всей жизни человека, но особенно интенсивно в первые 6–7 лет. Если в эти годы отсутствуют условия для развития мозга, как это было у Джини, участки мозга, предназначенные для обеспечения речевой и мыслительной деятельности, не только не развиваются, но даже деградируют.

Развитие речи – очень важный этап, определяющий дальнейшую судьбу человека, так как без речи не может быть мышления. Видимо, первые 20 месяцев жизни Джини провела в относительно нормальной обстановке, и у нее началось развитие речевых центров мозга. Если бы этого не было, девочка, возможно, вообще не научилась бы произносить ни одного слова и не смогла бы понять их значения.