Акулы, которые живут в раскалённой токсичной щёлочи близ жерла вулкана, и экстремальная регенерация других рыб1
Саламандры и тритоны могут отращивать новые конечности, и это круто. Регенерация по праву считается одной из самых крутых суперспособностей животного мира. Но, черт подери, как брутально выглядит выживаемость без нее!
— Рыб, тебе нормально? — НАМАНА!
Иногда посмотришь на рыбу и кажется, что она заражена зомби-вирусом. Акула откусила здоровенный кусок от тела? Да вообще пофиг, зато похудела! Кто-то жрет по ходу движения? Плевать, рыбехе не жалко! У одного тайца вообще несколько лет жила откусанная рыбья голова и вполне нормально себя чувствовала.
Одна половина карася для души, другая — для желудка.
Но это ещё ладно, жить без конечностей могут и млекопитающие. Но вряд ли мы сможем обжиться у жерла действующего вулкана, как это сделали рыбы. Неподалеку от кратера вулкана Кавачи, там где вода близка к точке кипения и наполнена ядреной смесью из щелочи, живут акулы и косяки их добычи! Как они не превратились в самую большую порцию ухи на акульих плавниках, ученые понять не могут — их камера сгорела на подходе, так и не добравшись до экстремалов подводной сауны.
Братан, подлей водички. Прохладно стало.
Так какая же зомби-муха кусает жабродышащих? Откуда столько тяги к жизни? Конкретного ответа нет, зато есть несколько фактов. Во-первых, чем проще организация животного, тем лучше оно регенерирует. Чудодейственное заживление ран у собак меркнет в сравнении с тем, какие дыры в организме может залатать себе рыба. Так что предлагаю переделать поговорку под более правдоподобную версию.
Ну болит и болит, что теперь, по врачам бегать?
Во-вторых, метаболизм у рыб куда медленнее, чем у млекопитающих. Это значит, что одной клетке рыбки, аналогичной по функциям человеческой, требуется в десятки раз меньше кислорода и в разы — энергии. Именно поэтому рыбы медленно теряют кровь, медленно задыхаются и ооочень долго умирают от голода.
Серёга, блин, нафига рыбу откусил, неужели так трудно было нас дождаться?
В-третьих, простота нервной системы. Чем хуже развита центральная нервная система, тем большая автономность у органов и тканей. Это значит, что даже с отрубленной головой она будет рефлекторно реагировать на раздражители окружающей среды.
А отрубленные головы зубаток могут сожрать и самих рыбаков — после смерти они остаются вполне себе агрессивными и работоспособными.
Чему нас учит эта история? Быть аккуратнее с сырой рыбой. Даже когда вы разделываете её, она может внезапно ожить и отделать вас. А ещё тому, что всё гениальное действительно просто.
Помощь в восстановлении или вперед в будущее
Жила была девочка 30 лет.
Увлеклась она странными штуками, да такими, что однажды вечерком (19 июня) упала с большой высоты. Получила пневмоторакс, перелом, и … травматическую ампутацию полутора фаланг большого пальца. Коллеги ее, недолго думая, погрузили вместе с пальцем в машинку и в ближайшую больничку, коей оказалась поселковая в Ленинградской области. Главврач тамошний, даже не имея рентген-аппарата, отказался пришивать палец — ни лаской, ни скандалом уговорить не удалось. Причем аппелировал, что все врачи учились по одним учебникам, и тут уже никто не поможет. В общем, уговорил он девушку и ее провожатых оказать «помощь» в своей хибарке. Вместо того, чтобы помчать дальше, обложив палец льдом. Потому что всего лишь в полутора сотнях км — Питер с его безграничными возможностями, где людям оторванные руки-ноги пришивают с восстановлением функциональности, не то что пальчик. А коновал культю сформировал.
Но в общем, кончилось все относительно неплохо. Девочка жива, перелом зарастет, пневмоторакс пройдет, да вот беда, поселковый коновал выбросил палец оторванный! Хватились конечно, поздно. Уже приехавши в Питер на следующее утро пообщавшись с более опытными коллегами, поняли, какую ошибищу совершили!
Жалко девушку! И ладно бы палец другой какой, а то ведь большой — отстоящий от всех, чуть ли не самый главный.
Сегодня ездили в травму по прописке, там местный травматолог тоже сделал большие круглые глаза на мое предположение. Думаю, что и в больнички сейчас обращаться не очень полезно в плане перспективных исследований. Потому что задача больнички лечить, а испытаниями и открытиями занимаются обычно другие организации.
А мое предположение простое: вырастить новые фаланги пальца! Знаю, что есть клиники, в которых наращивание первой фаланги у детей поставлено на поток. Но то — дети, да и технология там немного другая. Остальное — пока еще на стадии научных разработок. Есть случай Спивака, который «волшебным порошочком» отрастил себе палец в 69 лет. Есть еще несколько задокументированных случаев, но более старых. Беглый поиск по интернетику дает множество научпоп статеек обезличенных, «ученые научились выращивать конечности у земноводных» и тд. Но мне нужны конкретные люди и научные организации. Кто в этом что-то понимает и готов провести эксперимент.
Эксперимент по активизации генов роста, белков специальных, всяких цитокинов и тд и тп. В общем хочу, чтобы девушке отрастили новый палец, ибо искренне верю, что на современном уровне развития медицины это УЖЕ возможно. Пока нашел, и завтра буду прозванивать Институт Экспериментальной Медицины в Питере и Институт Биоорганической Химии в Москве. Кто готов поделиться контактами иных людей и организаций, которые могут заинтересоваться этим случаем — прошу поделиться в каментах. Знаю, что чем быстрее начать, тем больше вероятность успешного исхода.
ЗЫ: случись такая беда со мной, даже утеряв палец безвозвратно, я лично, ставил бы над собой эксперимент:
1) не формировать культю — ибо все исследователи говорят, что тогда расти некуда, новая конечность уже сформирована
2) обеспечить при этом максимальную стерильность и жрать горы антибиотиков, чтобы не получить гангрену или заражение крови
3) для активизации восстановительных способностей организма метнуться в барокамеру на высоту тыщи 4 — тоже многие исследователи регенерации упоминают о важности парциального давления кислорода, точнее о его снижении
4) поместил место наращивания в спецраствор, широко применяемый для наращивания последней фаланги, чтобы выиграть время
5) искал стволовые клетки, внеклеточный матрикс и прочие штуки для экспериментов
…
ЗЗЫ: но то — я! и я понимаю, чем бы я рисковал — кистью ли или даже жизнью, а тут — совсем не я и такой эксперимент проводить в кустарных условиях — полное безумство
ЗЗЗЫ: на клинические условия экспериментов девушка согласна
Девушка - моя знакомая, поэтому тег "мое". Иные теги прошу добавить более знающих людей.
UPD1:
1) злорадствовать по поводу веществ можно сколько угодно, могу сказать, что лишь по себе не судят о других
2) пересаживать пальцы и даже конечности от доноров можно, но обычно выигрыш от увеличения подвижности/самостоятельности перекрывается необходимостью жрать иммуносупрессоры и жить почти как спидозник при этом - полагаю, это одна из главных причин, почему этим занимаются значительно реже
UPD2: кому интересно:
https://biomolecula.ru/articles/regeneratsiia-na-konchikakh-...
Регенерация кончиков пальцев у людей
https://nrcerm.ru/patient-guide/live-healthy/3d-bioprinting/
UPD3: парашютизм, парапланеризм, скалолазание, мототриал, даунхилл, бэйс-джампинг, паркур... да мало ли видов спорта!
Просто и кратко о регенерации печени
Регенерация печени может проходит по двум сценариям: репликацией существующих гепатоцитов и активацией и репликацией клеток-предшественников.
Регенерация происходит в три этапа: инициация (сверхэкспрессия генов), пролиферация (циклы деления), завершение (ингибиторы останавливают деление).
Ингибиторы регенерации не только предотвращают чрезмерное разрастание печени, но и определяют её скорость и стабильность, не давая делиться аномальным клеткам (например, раковым клеткам). Подавление регенерации на данный момент мало изучено, известно лишь то, что в контролировании регенерации участвуют цитокины (сигнальные пептиды), факторы роста и сигнальные пути (одна молекула побуждает другую молекула, а эта - следующую).
Регенерацию печени исследуют на различных моделях. Одну из них предложил в 1936 году Хиггенсон, а именно удаление 2/3 части печени (резекция). При этом оставшаяся часть восстанавливалась до исходных размеров за 5-7 дней, и она не имела никаких повреждений и патологий.
Также печень намеренно могут повредить с помощью четырёххлористого углерода и D-галактозамина. Они вызывают воспалительные процессы в печени, что привлекает таких макрофагов (лейкоцитов), как клетки Купфера, которые обычно играют роль первичного иммунного барьера в печени. Отдельно существует редкая модель генетически модифицированных мышей, однако эта модель является неточной для изучения регенерации печени человека.
Регенерация начинается активированием рецептора TNF и одноимённым цитокином, после чего активируется рецептор IL-16, а за ним - сигнальный преобразователь и активатор STAT3, который и запускает процесс восстановления (названия приведены для различения их друг от друга). Далее в игру вступают факторы роста, которых существует огромное множество, каждые отвечают за деление определённых клеток или активацию других факторов роста, иногда функции факторов роста бывают схожими.
Интересным фактом является то, что при удалении селезёнки регенерация печени улучшается, так как в печени увеличивается количество макрофагов, которые активируют синтез факторов роста. Также очевидным фактом является то, что при регенерации печени у неё увеличивается количество потребляемых веществ, поэтому при недостатке аминокислот регенерация будет проходить медленнее, а, может быть, даже и с ошибками.
На данный момент всё ещё идут дискуссии по некоторым вопросам, например, почему длительная активация звёздчатых и синусоидальных клеток печени приводит к фиброзу.
Источник:
А.Н. Плеханов, А.В. Товаршинов. Регенерация печени: решенные и проблемные вопросы (сообщение 1) // Хирургия. Журнал имени Н.И. Пирогова - №11 – 2020 – с.101-106.
Режим доступа: https://www.mediasphera.ru/issues/khirurgiya-zhurnal-im-n-i-
pirogova/2020/11/downloads/ru/1002312072020111101
Гепатоциты составляют 60-80% от массы печени. Они участвуют в синтезе и хранении белков, трансформации углеводов, синтезе холестерина, желчных солей и фосфолипидов, детоксификации, модификации и выводе из организма эндогенных субстанций.
Ингибиитор - вещество, подавляющих или задерживающих течение физиологических и физико-химических процессов.
Факторы роста - соединения, которые ускоряют рост клетки и определяют, клеткой какого типа ей необходимо стать.
Звёздчаттые клетки составляют 5-8% от массы печени. В спокойном состоянии они содержат в себе запасы витамина А. В активированном состоянии помогают в регенерации.
Синусоидальные клетки объединяют в себя клетки Купфера, выстилающие синусы клетки и звёздчатые клетки.
Пробковое дерево
Этот 230-летний пробковый дуб является самым ценным и продуктивным деревом Португалии за всю историю наблюдений. С 1820 года его кору собирают каждые 9 лет для изготовления винных пробок. Удаление коры не вредит дереву, поскольку оно восстанавливается естественным путем, выделяя при этом ещё больше СО2.
UPD: углекислый газ при этом не выделяется, а поглощается в больших количествах, поскольку на выращивание новой коры растению требуется много углерода.
Макрофаги помогут быстро восстановить травмированные мышцы
Хотя стволовые клетки способны восстанавливать порванные в результате травмы мышечные ткани, с возрастом они становятся все менее эффективными. Австралийские ученые открыли новый белок, запускающий размножение стволовых клеток и ускоряющий заживление ран. С его помощью можно будет помочь не только тем, кто растянул руку или ногу, но и страдающим от атрофии мышц.
Исследование возможностей восстановления скелетной мышцы привело ученых из Университета Монаша к рыбкам данио-рерио. Эти представители семейства карповых часто становятся моделями для изучения регенерации клеток из-за высокой скорости размножения клеток, а также потому, что 70% генов у них с человеком общие. Вдобавок они прозрачные, что позволяет наблюдать за процессом восстановления живых мускулов.
Изучая поведение клеток на месте поврежденных мышц, ученые заметили, что большую роль в регенерации тканей играют макрофаги, разновидность лейкоцитов, выполняющие роль уборщиков иммунной системы, пишет New Atlas.
«Мы увидели, как макрофаги буквально обнимают стволовые клетки мышц, которые затем начинают делиться и размножаться, — сказал профессор Питер Карри. — Как только этот процесс запущен, макрофаги перемещаются к следующей стволовой клетке, и очень скоро рана оказывается излечена».
Копнув глубже, ученые увидели, что к месту ранения стягиваются восемь генетически различных макрофагов, хотя давно было установлено, что в организме существует только два типа макрофагов: один быстро прибывают на место происшествия, другие выполняют более долгосрочные задачи.
Один из новых типов макрофагов, «обнимаясь» со стволовыми клетками, выделяет белок NAMPT. Когда ученые удалили из организма данио-рерио макрофаги и добавили NAMPT в аквариумную воду, стволовые клетки мышц продолжили расти и восстанавливаться. Затем исследователи обратились к мышам и обнаружили, что гидрогель, содержащий этот белок, приводит к «значительному замещению поврежденных мускулов».
Команда ученых обсуждает варианты применения открытия с рядом биотех-компаний, заинтересованных в выпуске средств, помогающих при атрофии мышц, старении и травмах.
Канадские исследователи пришли к выводу, что для поддержания здоровья стволовых клеток мышц необходимы регулярные физические упражнения. Без них эти клетки слишком задерживаются в состоянии покоя, повреждаются и теряют способность к делению.
https://hightech.plus/2021/02/12/otkritie-novih-tipov-makrof...
https://newatlas.com/medical/protein-stimulates-muscle-stem-...
Занимательная биология
Вот были бы так учебники написаны, я бы устройство червей на всю жизнь запомнила))