Сердце младенца способно к регенерации

В эксперименте с новорожденными мышами ученые доказали, что млекопитающие могут доращивать поврежденнное сердце не хуже рыб или саламандр. Правда, эти эволюционные отголоски пропадают почти сразу после рождения.

Способность к регенерации обычно приписывают хвостатым земноводным (Urodela
Amphibia) и костистым рыбам (Teleostei). Они сохраняют способность
восстанавливать не только хвосты, но и поврежденное сердце на протяжении всей
жизни. Аквариумная рыбка данио рерио (в англоязычной литературе - zebrafish),
которая часто используется как модельный организм для генетических исследований
позвоночных животных, также прекрасно доращивает до 20% сердца. Причем на нем
не останется никаких шрамов.

Эмбриональное сердце
“мертвецы” для сердца

Наиболее высокоорганизованный класс животных (млекопитающие - Mammalia)
обладают более продвинутыми, а, значит, и более сложными в эксплуатации
органами и системами. Но в 2008 году ученые обнаружили, что сердца
млекопитающих тоже сохраняют способность к доращиванию отдельных, довольно
крупных участков желудочков. Правда, только на эмбриональном уровне. После
появления животного на свет сердце сохраняет способность “латать” орган точечно
- отдельными клетками, и в отдельных местах.

Энцо Порелло (Enzo R. Porello) и его коллеги из Университета Техаса
(University of Texas) считают, что с эволюционной точки зрения в этом нет
ничего особенного. Дело в том, что сердце млекопитающих - четырехкамерное, а
кровеносная система состоит из двух кругов кровообращения. С анатомической
точки зрения взрослое рыбье сердце - это половинка сердца зверей: оно состоит
из двух камер и соответствует кровяному насосу эмбрионов млекопитающих. На
клеточном уровне кардиомиоциты рыб тоже больше походят на таковые клетки
эмбрионов млекопитающих: они мелкие, одноядерные, способные к митотическому
делению. Сердечные клетки млекопитающих двуядерные, не способные к
митотическому делению.

толстое сердце

Энцо Порелло и его коллеги объясняют, что сердце млекопитающих сохраняет
большой регенеративный потенциал вплоть до того момента, когда оно становится
сложнее, чем у менее высокоорганизованных животных. Так как в эмбриональный
период млекопитающее проходит все стадии развития животного мира, то, вероятно,
в первые дни после рождения сердце млекопитающих сохраняет некоторые
регенеративные способности своих эволюционных предков. Например, самоисцеляющий
потенциал рыбьего сердца. Чтобы поверить эту гипотезу, исследователи провели
кардиохирургическую операцию новорожденным мышатам: они удалили около 15%
верхушки желудочков. Гистологический анализ показал, что в первый день после
операции на месте отреза сформировался большой сгусток крови и очаг воспаления.
В течение последующих двадцати дней сгусток крови растворился, а удаленная
часть сердца выросла заново.

Аналогичные эксперименты, проведенные с более взрослыми мышами (возраст 2−7
дней), не были столь же успешными. А сердце семидневных животных вовсе утратило
способность отращивать отрезанные части.

сердце в чашке Петри

По результатам молекулярно-клеточного и генетического анализа ученые
пришли к выводу, что сердце умеет “латать” себя новыми клетками. Но не
стопроцентно новыми, а теми, которые прошли как минимум один цикл удвоения ДНК
(деления). “Эти результаты доказывают, что, по меньшей мере на тканевом и
клеточном уровне, сердце новорожденного грызуна соответствует кровяному насосу
взрослой аквауримной рыбки данио рерио, - делают первые выводы авторы статьи
Transient regenerative potential of the neonetal mouse heart, опубликованной в
Science. - Похоже,
клетки новорожденного млекопитающего сохраняют способности к делению. Причем
большинство регенерирующих кардиомиоцитов происходит от специализированных
стволовых клеток”.

Спустя два месяца после окончания кардиохирургического эксперимента ученые
проверили сократительные ритмы сердца. Оказалось, что новые кардиомиоциты
сокращаются в унисон со своими “соседками”: они не сбивают сердце с правильного
ритма и не создают “помех”.

“Мышиное сердце в течение недели утрачивает колоссальные регенеративные
способности. В этот же период почти все кардиомиоциты приобретают основные
черты отличия от рыбьих клеток - они становятся двуядерными. Мы пока не можем
говорить о механизмах, угнетающих регенерацию сердца. Но ясно одно - сердце
новорожденных млекопитающих некоторое время сохраняет свои эмбриональные
свойства, то есть характеристики эволюционных предков”, - заключают авторы
статьи, отмечая, что дальнейшие исследования с большой долей вероятности будут
использованы в регенеративной медицине.

Похожие публикации

Оставить комментарий

Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>