| Широко известный факт: спасаясь от врагов, ящерицы, саламандры и тритоны могут «отбросить» собственный хвост, а затем отрастить его заново. Головастик способен отрастить новую лапку, креветка - новый глаз, а морскую звезду и вовсе можно разделить на несколько частей, каждая из которых превратится в новую полноценную особь. Почему же человек не может отращивать потерянные части своего тела? Или всё-таки может?..
Немного забегая наперёд, дадим обнадёживающий ответ: может, - хотя такие процессы и не были изначально предусмотрены природой. Но медицине будущего (и отчасти – уже настоящего) это вполне под силу! Однако прежде, чем перейти к таким замечательным перспективам, нужно разобраться: почему и зачем эволюция запретила нам все эти удивительные трюки, которые вытворяют более «простые» её творения?
Регенерация у амфибий и рептилий
Учёные давно пытались понять, каким образом земноводные регенерируют оторванные хвосты, конечности, челюсти, глаза. Более того, у них восстанавливаются даже повреждённое сердце или спинной мозг! Метод «саморемонта» удалось понять, только сравнив регенерацию зрелых особей и эмбрионов. Оказалось, на ранних стадиях развития живых существ их клетки незрелы, поэтому их участь ещё не предопределена.
Когда эмбрион лягушки имеет всего лишь нескольких сотен клеток, из него можно вырезать часть ткани, которой ввиду места расположения уготована участь стать шкурой, и поместить её в область мозга. Тогда эта ткань «послушно» станет частью мозга. Если же подобная операция производится с более зрелым эмбрионом, то из клеток кожи все равно развивается кожа - прямо посреди мозга, так как «программирование» на момент пересадки было уже завершено.
Для большинства организмов клеточная специализация, из-за которой одна клетка становится клеткой иммунной системы, другая – частью сердечной мышцы, а третья – фрагментом шкурки, - это дорога с односторонним движением. То есть клетки придерживаются своей «специализации» не просто до собственной смерти, но и становятся образцом для их точного замещения новыми клетками.
Клетки амфибий уникальны тем, что умеют обратить время вспять и вернуться к тому моменту, когда их предназначение могло измениться. На повреждённом участке тела клетки костей, шкуры и крови становятся клетками без отличительных признаков – «бластемой». Вторично новорожденные клетки начинают усиленно делиться, формирую новые кости, мышцы и кожу, в конечном итоге становясь новой лапой, хвостом и так далее.
Регенерация у грызунов
Ещё недавно научный мир был убеждён, что млекопитающие не способны повторить «подвиги» рептилий, стоящих на ступень ниже в эволюционной лестнице. Однако специалисты из филадельфийской лаборатории выяснили, что мыши с сильно ослабленной иммунной системой всё же способны к регенерации - хотя и не в полном объёме.
Иммунолог Элен Хебер-Кац из Филадельфии однажды дала своему лаборанту обычное задание: проколоть уши лабораторным мышам, чтобы нацепить им ярлычки. Через пару недель Элен пришла к мышам с готовыми ярлычками, но... не нашла в ушках дырочек. Не поверив на слово лаборанту, она сама взялась за дело. Но спустя несколько недель результат оказался тем же: на ушах грызунов не осталось ни следа от проделанных манипуляций.
Этот странный случай заставил Хербер-Кац сделать совершенно невероятное предположение: а что если мыши просто регенерировали хрящевую ткань для заполнения ненужных им дырок? Пристальное изучение подтвердило, что на повреждённых участках ушей присутствует бластема - неспециализированные «помолодевшие» клетки, как и у земноводных!
Доктор Хебер-Катц решила проверить, как обстоят дела с другими частями тела – и, отрезав мышкам кусочек хвоста, получила 75-процентную регенерацию. Правда, применить подобный эксперимент к лапам грызунов никто так и не решился. Скорее всего, мышь просто умерла бы от потери крови – задолго до того, как началась бы регенерация тканей. И если бы таковая вообще началась… Поэтому на этом этапе регенерация мягких тканей у млекопитающий пока зашла в тупик.
Регенерация у человека
У человека хорошо регенерирует клетки крови, эпидермис, волосы и ногти. Способностью к регенерации обладает также наша костная ткань – она срастается после переломов, хотя и нуждается в жёсткой фиксации и постоянном контроле (то есть этот процесс лишь отчасти можно назвать естественным). Мы выживаем при утрате части печени (до 75%), поскольку оставшиеся фрагменты начинают усиленно делиться и восстанавливают первоначальную массу органа. Кроме того, при определённых условиях у человека могут регенерировать кончики пальцев.
Однако всё это слишком далеко о той «магии», на которую способны обыкновенные ящерицы… Потому как, в отличии от холоднокровных или специальных лабораторных мышей, о которых речь шла ранее, нормальные млекопитающие имеют иммунитет – в нём-то и кроется разгадка феномена регенерации. Имея такие же необходимые для самовосстановления тканей гены, как и у амфибий, мы бессильны отрастить новую руку или ногу из-за Т-лимфоцитов, которые не позволяют этим генам работать.
Доктор Хебер-Катц полагает, что организмы изначально разработали два способа исцеления от ран: иммунную систему и регенерацию. Но в ходе эволюции обе системы стали несовместимы друг с другом - и пришлось выбирать. Хотя регенерация, на первый взгляд, может показаться лучшим выбором, Т-клетки оказались для нас важнее, поскольку готовы сражать с любыми непредвиденными ситуациями – а именно они поджидали на каждом шагу те виды живых существ, которые не останавливались на достигнутой уютной нише (как рептилии), а продолжали эволюционировать и осваивать новые территории.
Таким образом, наша иммунная система защищает нас от вирусов, бактерий и злокачественных опухолей (и за это мы ей бесконечно благодарны), - но одновременно подавляет наши способности к капитальному ремонту, включающему восстановление утраченных органов или конечностей. Но, как человек уже успел сообразить, природу можно «обвести вокруг пальца», и превратить научную фантастику в явь. Заглянуть за кулисы этой «кухни» мы попытаемся в следующий раз…
|
