Возможности регенерации сердечной мышечной ткани. Мышечные ткани нейрального и эпидермального происхождения

В исследовании, результаты которого были опубликованы в журнале  Science, говорится, что шведские медики провели исследования 50 добровольцев, принимавших участие в проектировании ядерного оружия времен Холодной войны. В организмах каждого из них должен был находиться специальный радиоактивный изотоп углерода. Современная наука утверждает, что клетки сердца являются не совсем обычным биологическим материалом, так как они прекращают свое деление и рост еще в детстве человека. Однако медики также знают о наличии так называемых мастер-клеток или стволовых клеток, которые в принципе могут преобразовываться в клетки сердечной мышцы. Но в большинстве случаев при возникновении каких-либо проблем с сердцем, например в случаев инфарктов миокарда, на сердце так и остаются рубцы, которые не заживают никогда.

В 4-летнем исследовании под  руководством Йонаса Фрисена и его коллег из Стокгольма было доказано, что наше сердце все-таки использует механизмы регенерации.

По их словам, углерод-14 в  опытах был использован как биологический  маркер, по которому определялся возраст  клеток. Так вот, на основании датирования  этого изотопа ученые обнаружили, что возраст сердца всех 50 участников опыта оказался меньше возраста самого человека.

Фрисен говорит, что новые клетки производятся довольно медленно, но они производятся. В организме здорового человека этот процесс идет со скоростью 1% в год, после 75 лет скорость снижается до 0,5% в год. Таким образом, заключают исследователи, наше сердце на протяжении всей жизни обновляется примерно на половину.

Журнал Nature опубликовал два исследования, посвященых проблеме репаративной регенерации мышечной ткани сердца, частично отмирающей при инфаркте миокарда. Результаты работ показывают, что хотя абсолютное большинство кардиомиоцитов (клеток сердечной мышцы) обладает очень низкой способностью к делению, применение генетических методов может стимулировать процесс их пролиферации, благодаря чему происходит эффективное восстановление ткани миокарда, - сообщает Lenta.ru.

В первом из исследований команда специалистов из Гарвардской медицинской школы и Brigham and Women’s Hospital (Бостон, Массачусетс) под руководством Ричарда Ли (Richard Lee), отследила генезис кардиомиоцитов мышей начиная с эмбриональной стадии развития до взрослого возраста.

Было установлено, что в ходе развития эмбриона разрастание ткани  сердечной мышцы происходит за счет деления кардиомиоцитов. Однако вскоре после рождения основная масса кардиомиоцитов теряет способность к пролиферации и дальнейший рост миокарда происходит за счет гипертрофического увеличения объема уже существующих клеток. Способность к пролиферации остается лишь у очень небольшого (менее одного процента от общего числа клеток сердечной мышцы) пула эмбриональных кардиомиоцитов. В случае инфаркта миокарда количество таких пролиферирующих клеток увеличивается до трех процентов, однако естественная способность к регенерации мышечной ткани сердца во взрослом возрасте остается очень ограниченной.

Результаты второй работы, авторами которой являются Мауро Джакка (Mauro Giacca процесс регенерации сердечной мышечной ткани был столь значительным, что через два месяца после инфаркта область поражения сократилась вдвое, а функции сердца восстановились почти полностью.) и его коллеги из Международного центра генетической инженерии и биотехнологии (Триест, Италия), показывают, что процесс пролиферации абсолютно всех кардиомиоцитов взрослого организма и, как следствие, регенерации тканей миокарда, можно индуцировать путем введения в клетку специально отобранных микроРНК.

Авторы отобрали из полногеномной библиотеки человеческих микроРНК те из них, которые стимулируют процесс деления кардиомиоцитов у новорожденных младенцев, а из них выделили сорок микроРНК, оказывающих аналогичное действие на клетки новорожденных мышат и крысят. Две из них затем были отобраны для тестирования и их применение после индуцированного инфаркта миокарда у мышей дало прекрасные результаты – 

Стоит отметить, что это не первое сообщение о применении микроРНК для "перепрограммирования" клеток при инфаркте миокарда. В апреле 2012 года специалисты из медицинского центра при Университете Дьюка отчитались об успешных экспериментах по превращению рубцовой ткани, возникающей на миокарде после инфаркта, в мышечную. Введение в клетку-фибробласт микрРНК превращало ее в рабочий кардиомиоцит.

Американские ученые открыли  механизм регенерации сердечной  мышцы, который обычно работает только у эмбриона и перестает действовать  после рождения. Новые данные могут  помочь всем больным, перенесшим инфаркт  миокарда.

Сотрудники Калифорнийского  университета в Сан-Франциско обнаружили комплексный сигнальный механизм, который заставляет клетки разных типов восстанавливать сердце. Выяснилось, что клетки сердечной мышцы, называющиеся кардиомиоцитами, находятся в окружении других клеток – фибробластов. Те определяют, будут ли клетки сердечных тканей делиться или только увеличиваться в размерах, сообщает РИА "Новости".

"Фибробласты так же  активно участвуют в развитии  многих других типов тканей, таких  как ткани кожи, груди, легких  и даже некоторых раковых опухолей. Наши результаты могут дать  более обширный взгляд на развитие, функционирование и болезни тканей", - утверждает руководитель исследования, профессор Дипак Стривацава.

Его команда ученых научилась  выращивать "в одной пробирке" разные типы клеток, благодаря чему удалось обнаружить влияние фибробластов на развитие клеток сердечной мышцы. Экспериментаторы установили, что в период развития человеческого плода фибробласты активно поддерживают размножение кардиомиоцитов, а у взрослых людей этот процесс практически прекращается. При этом управление процессами деления клеток сердечной мышцы осуществляется через сигнальную молекулу, которая получила название b1 интегрин.

Для проверки своего открытия исследователи вывели специальную  породу мышей, в организме которых  не было этот сигнальной молекулы. В  результате у большинства зародышей грызунов не успевало сформироваться полноценное сердце, и они погибали еще до появления на свет. Теперь ученые намерены провести обратный эксперимент и попытаться придать взрослым фибробластам свойства эмбриональных клеток, чтобы организм человека мог самостоятельно восстанавливать поврежденные ткани сердца.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Мышечными тканями (textus muscularis) называют ткани, различные по строению и происхождению, но сходные по способности к выраженным сокращениям. Они обеспечивают перемещения в пространстве организма в целом, его частей и движение органов внутри организма (сердце, язык, кишечник и др.). Мышечные ткани подразделяют на две подгруппы: поперечнополосатые и гладкие. Различают три группы гладких (неисчерченных) мышечных тканей (textus muscularis nonstriatus): мезенхимные, эпидермальные и нейральные.

• Мышечная ткань эпидермального происхождения

Миоэпителиальные клетки развиваются из эпидермального зачатка. Они встречаются в потовых, молочных, слюнных и слезных железах и имеют общих предшественников с их секреторными клетками.

• Мышечная ткань нейрального происхождения

Миоциты этой ткани развиваются из клеток нейрального зачатка в составе внутренней стенки глазного бокала.

В условиях патологии сердечно-сосудистой системы человека (ревматизм, врожденные пороки сердца, инфаркт миокарда и другие) важная роль в компенсации повреждений кардиомиоцитов принадлежит внутриклеточной регенерации, полиплоидизации как ядер, так и кардиомиоцитов.

Ученым удалось доказать, что  организм человека способен самостоятельно регенерировать клетки сердечной мышцы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1. Гистология/ Под редакцией Афанасьевой Ю. И., Юриной Н.А. — М.: Медицина, 1999 г.

2. Эккерт Р., Рендел Д., Огастин Дж. Физиология животных. 1 т. — М.: Мир, 1981 г.

3. Рябов К.П. Гистология  с основами эмбриологии. —  Минск: Высшая школа, 1990 г.

4. Гистология/ Под редакцией Улумбекова, Челышева Ю. А. — М.: Медицина, 1998 г.

5. Гистология/ Под редакцией Елисеева В.Г. — М.: Медицина, 1983 г.