Снова суббота, а это значит, что я несу вам четыре факта, которыми удивляю школьников на уроках биологии. Ну кто хоть раз не завидовал животным, способным регенерировать целые части тела? Круто же! Но сегодняшняя подборка посвящена ситуациям, когда регенерация пошла не по плану.
Приглашаю вас также на свой телеграм-канал Записки учителя биологии – там ещё больше интересного о живой природе.
По мотивам статьи "Прорыв в регенерации суставов показал, что хрящи можно восстановить без использования стволовых клеток" опубликованной на ресурсе New-Science точка ру.
Ура, ура! Нам больше не нужно бояться болей в суставах. Разорванные связки не помеха активной жизни. Долой кровожадные и низкорентабельные операции по замене суставов. Старость — не приговор для активной жизни. Нет радикулиту и остеоартриту! Человек будет активен до самой смерти!
Вам не кажеться, что это похоже на бред? Однако… Неназванные зарубежные ученые и исследователи выяснили, что хрящ перестает расти в организме из-за одного белка, связанного со старением — 15-PGDH. Этот, условно назовем его, "паразит" накапливается в организме с возрастом и начинает мешать нормальным молекулам восстанавливать ткани и уменьшать воспаление. Выяснили они это, конечно, на животных. Проведя несколько экспериментов, неназванные ученые установили, что при уменьшении белка 15-PGDH в клетках, организм начинает восстанавливать хрящи намного эффективнее. При травмах не возникают осложнения, и хрящ начинает уплотняться и расти. Расти, Карл! Достаточно снизить количество "паразита" в организме, и вуаля! Нас со школьной скамьи учили, что хрящи и подобные им структуры не восстанавливаются: связки только сшивают, колени — только меняют… А тут — регенерация! Если честно, я в восторге!
Быть может, когда-нибудь настанет момент, и мы сможем лечиться уколом. Я просто помню, какие боли испытывала моя мама, мучаясь с коленом. Как лечение откладывали в связи с высоким давлением и слабым сердцем. А еще я каждый день вижу соседку, заменившую тазобедренные суставы. Как она сначала на адреналине и вере бодро вышагивала по двору, и как теперь еле передвигается на костылях. А тут, регенерация. И надо то всего блокировать 15-PGDH.
Ну что ж, ждем-с.
По мотивам статьи ixbt точка сом. "Эволюция не отнимала у нас способность к регенерации: биологи доказали, что млекопитающие могут восстанавливать конечности с нуля"
Человек (для простоты восприятия представьте, что это вы) потерял две фаланги пальца. Случилось. Вы идёте в поликлинику, так как случай экстренный, без записи через Госуслуги. Вас принимает не хирург, а микробиолог (новая штатная единица). Оценив степень повреждения (заключив договор о неразглашении и отказа от претензий), он вводит вам препарат, содержащий специфическую сигнальную молекулу — фактор роста фибробластов 2 (FGF2). В ране у вас забурлило, заклокотало. Естественно, он обработал вам рану, изолировал её от окружающей среды и велел прийти к нему через три дня. Повязка зудит и пухнет. В ране происходят какие-то процессы, вызывающие бурный рост клеток на кончике обрубка пальца. Вы в шоке, окружающие в шоке. Но делать нечего, палец уже не вернуть. Стоически переносите утрату конечности и ждёте результата. На четвёртый день, проснувшись спозаранку, вы направляетесь в уже знакомый кабинет на приём к эскулапу.
— Здравствуйте, — говорит вам доктор, — как дела у нашего новорожденного? — это он так шутит о результатах своей работы, потому что на кончике вашей культи собрались стволовые клетки вашего организма и ждут дальнейших инструкций.
— Всё хорошо, — робко отвечаете вы, искоса поглядывая на инструментарий врача.
— Не переживайте, один укольчик — и я вас больше не задержу, — говорит доктор, готовя смесь следующего препарата, содержащего второй химический сигнал — костный морфогенетический белок 2 (BMP2).
Вколов белок, доктор снова отправляет вас домой, отмечая в больничном явку через две недели.
Вы приходите домой, конечность зудит и чешется. Вы пьёте таблетки, которые помогают вам справиться с зудом, и ложитесь спать. Проснувшись ночью в холодном поту, вы, включив ночник, обнаруживаете, что ваш утраченный палец начал расти! Да, да, вы не ослышались, палец, утративший фалангу, начал вновь расти. Хорошо, что повязка эластичная (супер-пупер полимер), но вот этого бугорка на кончике точно не было! Вы толкаете жену в бок и сообщаете ей неслыханную новость. Жена, варварски разбуженная посреди ночи, ворчит, что это не бугорок, что это показалось. Поворачивается на другой бок и продолжает спать. Вы в смятении идёте на кухню. Глоток холодной воды приводит в чувства. Хорошо, решаете для себя вы, хуже быть не может, и идёте спать.
На утро палец вырастает ещё больше. Для себя вы решаете вести дневник наблюдений, всё равно на больничном, заняться нечем. Через пять дней фаланги №1 и 2 гнутся в соответствии с анатомией пальца. Конечно, палец ещё нельзя назвать пальцем, он непропорционален руке, но он есть! Он двигается, и он растёт!
Через две недели вы приходите на приём к доктору, и он снимает повязку. Под ней — ровный, розовый, крепкий, с красивым, нестриженным ногтем, со всеми складочками и папиллярным узором ВАШ ПАЛЕЦ!
— Поздравляю, — говорит доктор, — я закрываю ваш больничный, завтра на работу.
— Спасибо, — заикаясь, произносите вы, с недоверием смотря на палец, играя им, словно видите впервые.
— Можете идти, оплата по полису ОМС, — улыбается врач, — всего доброго!
В современной медицине есть четкая граница «до» и «после». Этой границей стал 1999 год, когда группа врачей под руководством Энтони Аталы впервые пересадила человеку орган, выращенный в лаборатории из его собственных клеток. Это не был эксперимент ради эксперимента — это было спасение детей, для которых традиционная хирургия была бессильна.
Проблема «неродных» тканей
Энтони Атала, будучи детским хирургом-урологом в Бостонской детской больнице, годами сталкивался с одной и той же проблемой. Дети с врожденными пороками развития мочевого пузыря (например, со спинномозговой грыжей) нуждались в реконструкции органа.
Единственным доступным методом тогда было использование фрагмента кишки пациента для «надстройки» пузыря. Но у кишечника другая природа: его клетки всасывают вещества, а мочевой пузырь должен их удерживать. В итоге у детей возникали камни, инфекции и даже рак. Атала решил, что орган нужно не «латать» чужеродной тканью, а воссоздавать с нуля.
Технология «каркаса и посева»
Путь к успеху занял почти 10 лет лабораторных исследований. Атала разработал технологию, которая сегодня считается классикой регенеративной медицины. Процесс состоял из пяти критических этапов:
Микро-биопсия: У больного ребенка брали фрагмент ткани мочевого пузыря размером менее 1 квадратного сантиметра.
Разделение клеток: В лаборатории этот кусочек разбирали на «запчасти». Отдельно выделяли уротелиальные клетки (внутренний защитный слой) и гладкомышечные клетки (внешний слой, отвечающий за сокращение).
Масштабирование: Клетки помещали в питательную среду. За 4 недели их популяция вырастала с нескольких тысяч до миллиардов.
Создание формы: Был разработан биоразлагаемый каркас (скаффолд), в точности повторяющий форму мочевого пузыря конкретного пациента. Он состоял из смеси коллагена и полигликолевой кислоты.
Послойное нанесение: Сначала внешнюю сторону каркаса «засеивали» мышечными клетками, а через несколько дней внутреннюю — уротелием. Это было похоже на создание живой скульптуры.
Биоинженерный каркас мочевого пузыря, засеваемый клетками
Секрет успеха — «тренировка» в реакторе
Просто нанести клетки на форму было недостаточно — они бы погибли или не начали работать вместе. Атала поместил конструкцию в биореактор, который полностью имитировал условия внутри человеческого тела (температура 37°C, состав газов).
Самым важным новшеством стала механическая стимуляция. Реактор понемногу наполнял и опустошал конструкцию, растягивая мышечные клетки. Это «приучало» их к будущей работе в организме. Без такой тренировки мышцы оставались бы слабыми и бесполезными.
Результат: История Люка Масселлы
В 1999 году первым пациентам начали вживлять выращенные структуры. Хирурги аккуратно подшивали созданный «купол» к остаткам мочевого пузыря пациента.
Одним из первых был 10-летний Люк Масселла. Мальчик был в критическом состоянии: из-за деформации пузыря моча под давлением уходила обратно в почки, вызывая их отказ. После операции произошло невероятное: биоразлагаемый каркас со временем растворился, а клетки пациента проросли сквозь него, сформировав цельный, здоровый орган. Организм принял его как родной, потому что генетически он и был родным.
О важности
Атала доказал две вещи. Во-первых, что сложные внутренние органы можно выращивать вне тела. Во-вторых, что регенеративная медицина решает главную проблему трансплантологии — проблему отторжения. Люку Масселле сегодня за 30, он здоров и ведет активный образ жизни. Его случай стал доказательством того, что выращенная ткань способна полноценно функционировать десятилетиями.
Сегодня этот метод лег в основу создания кровеносных сосудов, хрящей и кожи, а Энтони Атала продолжает работу в своем институте, двигаясь от полых органов к более сложным — почкам и печени.
По скелету можно определить многие проблемы, которые были у животного при жизни. Вот, например, скелет голубя - если не приглядываться, то самый обычный, как из учебника биологии:
Голубь сизый спортивный
Но стоит присмотреться - и становится видно, что коракоид был сломан и сросся, оставив на месте перелома утолщение, "костную мозоль". Процесс срастания шёл тяжело, из кости выходил гной: стрелочкой показано отверстие, оставшиеся после его выхода.
Дикие птицы с такими переломами обычно не выживают, но эту выходили, и кость полностью срослась.
Второе фото - парный коракоид, не сломанный, для сравнения
Больше того, сросшийся перелом виден и на локтевой кости:
Второе фото - парная конечность, для сравнения
Ну и пара фотографий скелета в процессе сборки.
В этот раз попробовал магнитные крокодилы (слишком жёсткие, буду менять проволоку) и замечательный двухкомпонентный акриловый клей
Ну и стандартное послесловие: текст является рекламой телеграм-чата для любителей костей: "Любители черепов, объединяйтесь!" https://t.me/skulls4everybody. Приходите обсуждать коллекционирование, препарирование, поиск и прочие вопросы, связанные с любительской остеологией.
Иркутянам напоминают о правилах содержания и регистрации собак
Служба ветеринарии Иркутской области напоминает владельцам домашних животных об обязанностях, установленных федеральным и областным законодательством. Нарушение требований к выгулу и отсутствие регистрации собак влекут за собой административную ответственность.
В общественных местах питомец должен находиться под постоянным контролем хозяина. Использование поводка обязательно. Выгул без него разрешен только на специально оборудованных площадках. Запрещено передавать контроль над животным лицам в состоянии опьянения или признанным недееспособными.
Владельцы обязаны убирать за своими питомцами на территориях общего пользования. Для этого при себе необходимо иметь специальные пакеты.
▬ Регистрация собак является обязательной независимо от породы и происхождения. Даже если животное взято с улицы, приручено или найдено, новый владелец обязан поставить его на учет. Сделать это необходимо в течение 30 дней. Данная процедура проводится бесплатно.
▬ За нарушение порядка и сроков регистрации предусмотрено предупреждение или штраф в размере от 3 до 5 тысяч рублей. Несоблюдение требований к выгулу также является основанием для привлечения к административной ответственности.
Дополнительную информацию о бесплатной регистрации животных можно получить по телефону: 20-98-72.
▬ А сколько знаете вы владельцев которые зарегистрировали собаку?
Моллюск Elysia cf. marginata, принадлежащий к группе фотосинтезирующих морских слизней-сакоглоссанов, демонстрирует один из самых экстраординарных случаев регенерации в животном мире. Этот вид способен на экстремальную автотомию — добровольное отбрасывание большей части своего тела. Удивительно, но отделенная голова, лишенная сердца и почти всех внутренних органов, остается живой, активно ползает и даже начинает питаться водорослями всего через несколько часов после отделения. Рана на срезе головы быстро затягивается, и самое невероятное происходит далее: в течение примерно трех недель голова отращивает совершенно новое тело, включая сердце и всю пищеварительную систему. Регенерация сердца может начаться уже на седьмой день. Этот феномен уникален тем, что в отличие от, например, ящериц, отбрасывающих хвост, морской слизень сбрасывает именно ту часть, которая содержит жизненно важные органы. Отброшенное же тело, в котором остается сердце, может сохранять подвижность и реагировать на прикосновения в течение нескольких дней или даже месяцев, но отрастить новую голову не способно. Успех регенерации, однако, зависит от возраста моллюска — более молодые особи справляются с этим лучше. Ученые предполагают, что ключевую роль в выживании головы без внутренних органов и последующем восстановлении всего тела играет клептопластия — способность сакоглоссанов похищать хлоропласты из водорослей, которыми они питаются, и использовать их для фотосинтеза, получая таким образом энергию. По предположениям ученых, такой механизм автотомии используется не для спасения от хищников (процесс отделения тела может занимать несколько часов), а для избавления от паразитов.
