„Няма тайнствени явления в природата, до опознаването на които да не може да се стигне и да не може да се разберат…“ Рене Декарт (1637 година)
По време на едно от първите потопявания с батисфера в дълбините на Атлантическия океан през 30-те години на нашия век един от пионерите в изучаването на дълбоководната морска фауна доктор Уилям Биб наблюдавал през стъклото на илюминатора интересен червей, излъчващ обилна студена светлина, чиято видова принадлежност изследователят не успял да установи. Точно в тоя момент червеят бил атакуван от хищна риба, вследствие на което тялото му било разкъсано на две части. Моментално опашният му край пламнал с още по-ярка светлина, като продължавал да се движи, и рибата веднага го погълнала. Предната част на тялото на червея обаче моментално престанала да излъчва светлина и бързо изчезнала в дълбоководния мрак. Описаният от доктор Биб интересен случай е често явление в животинския свят, което представлява защитно-приспособителна реакция на беззащитния организъм срещу врага. В случая яркото светване на опашния край както и неговите конвулсивни движения служат за отвличане вниманието на неприятеля, като се жертвува по-малко ценното, за да се запази главното — животът. Отдавна е известно, че при повечето видове червеи много силно развита е способността им към пълно възстановяване на откъснатия опашен край. Един от пионерите в разкриването на това интересно биологично явление е френският учен Р. Реамюр, който през 1712 година описва самооткъсването на части от тялото при някои животни и линеенето при раците. Той пръв употребява термина регенерация (от латински regeneratio — възстановяване; от ге—отново, и generatio—раждане). Той обяснявал възстановяването на крайниците у раците с наличност в тяхното тяло на малки запасни крака подобно на „запасните“ зъби на бозайниците, сменяващи млечните зъби. В началото на XVIII в. швейцарският природоизпитател Трамбле (1710—1784 година) открива регенерация при хидрата. По-късно в началото на XIX в. немският учен X. Дриш създава теория, според която съществува особен, непознат фактор, управляващ процесите на регенерацията. Върху този интересен биологичен феномен работи и Чарлз Дарвин, който обосновава материалистично представите за регенерацията, разглеждайки я като приспособителна реакция, зависеща от конкретните условия на съществуване на организма и на естествения отбор. В резултат на това най-голяма способност към регенерация притежават тези същества, органи и тъкани, които се подлагат най-често на повреждане. Причините за регенерацията са наследствени за всеки вид живо същества и са изработени в процеса на еволюцията и приспособяването към условията на външната среда. При това повреждането като че ли играе роля на пусков механизъм, без който е невъзможно да възникне възстановителният процес. Регенерационните възможности на един организъм са приспособление, затвърдено през дългия еволюционен път на развитие. При вътрешните паразити (метили, тении и други) това приспособление не се е развило, тъй като не се е налагало естественият отбор да действува в тази насока. По-късно се утвърждава схващането, че колкото даден животински вид е на по-ниско стъпало в еволюционното си развитие, толкова по-големи са възможностите му за възстановяване. Основание за такъв извод били опитите, проведени с някои низши водни обитатели и представители на червеите. Например сладководните гъби от семейство Spongillidaе и някои видове морски гъби възстановяват целостта си от частици, които са прекарани през сито. При хидрата Pelmatohydra oligactis се възстановява цялостният организъм от частица, която представлява 1/200 част от изходната форма. С планарии от клас Ресничести червеи (Turbellaria) са правени опити, при които животното е било разрязано на 10 части и от всяка част скоро се възстановявало цялостно животно, но с по-малки размери. Възстановените образци били отново разрязвани на 10 части, докато в края на опита бил получен червей, който съдържал едва 1/4500 част от изходния вид. При много животински видове в процеса на еволюцията е възникнало едно удивително защитно-приспособително биологично явление, наречено автотомия (от гръцки auto—сам, и tome—разрез), при което става самооткъсване на част от тялото или на орган, които скоро след това регенерират. Този начин на защита се наблюдава например при широко разпространения по всички водоеми червей Lumbriculus variegatus. Достатъчно е да се направи опит да се хване, и той моментално се разпада на 2 или повече части. Неговата регенеративна възможност е силно изразена — той може да се възстанови дори от малка част от тялото си. Същите способности притежава и обикновеният земен червей Lumbriucus terrestris. Способност към автотомия притежават и много видове асцидии от клас Ascidiae, които при опасност самооткъсват части от тялото си, от които след това израстват нови асцидии.
При нараняване на нежното тяло на представителите на тип Полухордови Hemichordata, а също и при защита от врагове се е развила способността към регенерация на цял организъм от отделни, дори неголеми части. Например малкото опашно парче от тялото на Ptychodera е способно да възстанови целия организъм. Интересно е обаче, че предната част на тялото при него не може да възстанови задната, докато задните части лесно регенерират предните.
Регенеративни способности притежават и представителите на подразред Голохрили. Така например при дървовидния охлюв (Dendronotus), когато се откъснат гръбните му придатъци, те бързо се регенерират отново. Установено е, че много видове насекоми също са способни на регенерация. Така например хлебарките могат да възстановяват откъснатите си крайници. Американски биолози са установили, че откъснатите крайници, поставени при подходящи условия, могат да бъдат култивирани и да се получат клетъчни култури. Интерес представлява проведеният опит, при който единият чифт крака на млади хлебарки са отрязани веднага след смяна на хитина. Веднага след това е започнала регенерация на липсващите крайници. Когато тази регенерираща тъкан се пренесе в епруветка, в която има определено количество хормон, който регулира смяната на хитина, след около 10 дни на повърхността на тъканта се е образувала цяла, макар и несъвършена в структурно отношение кутикула. При насекомите от разред Phasmoptera също е разпространена автотомията, изразяваща се в самооткъсване на застрашения от неприятеля крайник. Интересен е механизмът на самооткъсването. В крачетата перпендикулярно на главната ос на крайника се намира специално мускулче, което при опасност се съкращава и крачето се откъсва. Откъснатите крачета се възстановяват сравнително бързо. От клас Паякообразни при повечето сенокосци (разред Орiliones) също е развита способността към автотомия на краката им. Ако неприятелят захване сенокосеца за някое краче, то моментално се самооткъсва, а раната рефлекторно се притяга, за да не изтече хемолимфата. Откъснатото краче продължава дълго време (до 1/2 час) ритмично да се съкращава, като по този начин ангажира вниманието на неприятеля, за да може в това време сенокосецът да избяга. Загубеното краче по-късно се възстановява (регенерира) напълно. Представителите на тип Бодлокожи (Echinodermata) също притежават способността да възстановяват откъснати отделни органи или части от тялото. Много често при неблагоприятни условия или при нападение на враг бодлокожите автотомират цели лъчи или части от тялото или изхвърлят вътрешностите си, а понякога дори се разпадат на парчета. След това откъснатите части бързо регенерират. Скоростта на възстановяване е различна и зависи от темературата. Например при тропическите видове и през лятото регенерацията протича по-бързо, отколкото при арктическите видове или през зимата. При младите регенерацията протича по-бързо, отколкото при старите. Така например при представителите на клас Морски лилии Crinoidea е широко разпространена автотомията, като загубените части бързо регенерират. Обикновено регенерираният лъч лесно може да се различи от останалите по по-светлата си окраска и по-малките размери. Регенерационната способност е толкова голяма, че ако се разреже тялото на 2 части, от всяка половина се развива цял екземпляр. Подобно нещо се наблюдава при животните от клас Морски краставици Holothuroidea които при опасност изхвърлят през клоаката си всички вътрешности, и докато неприятелят се нахвърля върху тях, животното се скрива. Не след дълго самооткъсналите се органи регенерират. Особено развита е регенерацията у клас Морски звезди Aste roidea. Някои видове звезди могат да възстановяват всички липсващи части дори след разрязването им на няколко парчета, но при условие, че парчето се състои поне от един лъч и прилежащия към него участък от диска. При морската звезда Linchia цялото тяло може да се възстанови дори от части от лъча. Много видове звезди при опасност самооткъсват лъча си, който след това бързо израства наново. Интересен е фактът, че у звезди, лишени от всички лъчи, регенерацията протича по-бързо, отколкото при загуба само на края на един лъч. Младите звезди регенерират по-бързо от старите, както и топловодните тропически видове превъзхождат по скорост на възстановяване звездите — обитатели на районите със студени води. Представителите на клас Морски змии — офиури (Ophiuroidea), които много приличат на морските звезди, притежават същата способност за регенерация на откъснати лъчи, които при някои видове могат да достигнат до 1 метър. Към разред Десетоноги ракообразни (Decapoda) спадат речният, езерният и блатният рак. Към защитните приспособления на много от представителите на този разред също е присъща способността към автотомия. Когато врагът захване някой крак на рака, той се самооткъсва и остава в неприятеля, а ракът в това време се спасява с бягство. Откъсването на крайници се осъществява винаги в строго определени места, близо до тяхната основа с помощта на специални мускули, наречени автотомизатори, които подгъват крака във върха дотогава, докато се скъса, На мястото на откъсването във вътрешността на крайника се намират две напречно разположени съединителнотъканни листчета, спомагащи бързо да се преустанови кръвоизливът. Някои десетоноги могат в случай на необходимост да самооткъснат от себе си краищата на своите клещи или крачета. Автотомията винаги е съпровождана от способност към регенерация на от къснатите части и органи. Регенерират също откъснати антени, а дори и очи. Автотомията като древно средство за защита на живота влиза и в арсенала на защитните приспособления на главоногите мекотели. Когато някое от пипалата им попадне в зъбите на враг, мускулите на попадналото в плен пипало спазматично много силно се съкращават, вследствие на което се скъсват и пипалото се отделя като отрязано с нож. В това отношение октоподът (Octopus defilippi) е постигнал голямо съвършенство. Хванат за някое от пипалата, той мигновено се отделя от него, а то започва конвулсивно да се извива и дори да пълзи. Това е лъжлива маневра — врагът се хвърля към пипалото, а в това време октоподът успява да избяга. Автотомията е патент и на някои видове риби. Така например електрическата риба-нож (Eigenmannia virescens), обитаваща южноамериканските реки и езера, в случай на опасност самооткъсва опашката си, която е способна на много бърза регенерация. Това защитно приспособление несъмнено спасява живота на много риби от този вид. Към разред Хоботоглави (Rynchocephalia от класа на влечугите се отнасят най-древните влечуги, от които до наши дни се е запазил само един представител — хатерията (Sphenodon punctatum), срещаща се само в Нова Зеландия. Откъснатата опашка на хатерията има способността много бързо да регенерира. От влечугите силно изразени регенеративни способности след автотомия притежават представителите на сем. Гекони Gееkonidaе, а също и на сем. Гущери (Lacertidae). Отдавна е известен фактът, че при атака на по-силен противник, когато опашката е в негово владение, гущерът я самооткъсва. За целта той е снабден със специален мускул, чието рязко съкращаване довежда до автотомия. При това опашката продължава да се движи конвулсивно, отвличайки вниманието на неприятеля, а в това време гущерът успява да се скрие на сигурно място. При северноамериканския отровен гущер Heloderma автотомираната опашка притежава и друго важно приспособление — много ярката окраска, с което още повече животното привлича вниманието на хищника. Понеже опашката играе важна роля в живота на гущерите и геконите, регенеративният процес завършва напълно за 2—3 седмици. Представителите от класа на земноводните (също регенерират загубени или повредени части от тялото. Тази способност е развита при ларвите на безопашатите земноводни (различни видове жаби), които обаче след метаморфозата (превръщането на поповата лъжичка в жаба) загубват регенерационните си способности. От опашатите земноводни изразени регенерационни качества притежават представителите на семейство Саламандри: обикновеният тритон (Triturus vulgaris), гребенестият тритон (Т. cristatus), алпийският тритон (Т. alpestris) и дъждовникът (Salamandra salamandra), които възстановяват липсващи крайници, очи и други органи. Като приспособителна реакция следва да се разглежда и регенерацията при нараняване на бозайниците. Бързото покриване на раната със съсирек, а след това и с гранулационна тъкан предпазва организма от проникване на болестотворни организми, които могат да предизвикат гибелта му. Всички изброени феномени на живата природа учените са нарекли репаративна регенерация, т. е. възстановяването, което настъпва при отстраняване на части от организма. Репаративната регенерация е еволюционно утвърдена реакция на организма за съществуване при неблагоприятно въздействуващите фактори на средата. Тази удивителна способност на живите организми при отстраняване на телесни части или органи да възстановяват структурата и функцията си представлява приспособителна реакция на живото вещество, която е част от многобройните адаптивни механизми, които гарантират неговото потенциално безсмъртие. Самовъзпроизвеждането на клетките (делението), на органите (регенерацията) и на организма (раждането) представлява организационната йерархия, утвърдена през дългия еволюционен процес на постепенно усложняване и усъвършенствуване на живите кибернетични системи, които са в непрекъснато и динамично равновесие с условията на тяхното съществуване. Съществува сходство между регенерацията и зародишното развитие (ембриогенезата) на животните. Както при ембриогенезата се залагат и формират различните органи, които постепенно придобиват своя окончателен (дефинитивен) вид, така и при регенерацията органите отначало се залагат, а слея това растат и се диференцират. Характерното обаче за регенерацията е, че тя съществува и при възрастни организми, при които процесите на развитие отдавна са приключили. Доказателство, че регенерацията е резултат от еволюцията и част от приспособителните механизми на живата материя, е съществуването на така наречената физиологична регенерация, която се наблюдава при всички организми. Жизнената дейност задължително включва два момента — загуба (деструкция) и възстановяване на морфологичните структури на клетъчно, тъканно и организмено равнище. При членестоногите животни физиологичната регенерация е свързана с растежа. Например при ракообразните и ларвите на насекомите се отстранява хитиновата покривка, която става тясна и пречи на растежа. Като линеене се означава процесът на смяна на епителната покривка на змиите, както и сезонната смяна на перата и космената покривка при птиците и бозайниците. При бозайниците (в това число и при човека) периодично се подменя епителът на кожата, като цялостната му подмяна се осъществява на всеки няколко денонощия, докато клетките на лигавицата на стомашно-чревния канал се сменят почти всяко денонощие. Сравнително интензивно се извършва смяната на червените кръвни клетки (еритроцитите), средната продължителност на живота на които е около 125 дни. Това означава, че в човешкия организъм всяка секунда загиват около 4 милиона еритроцити и едновременно с това в костния мозък се образува същият брой от тях. Ролята на клетките, които загиват, е различна. Епителните клетки на кожата се отстраняват от организма и попадат във външната среда, а епителните клетки на вътрешните органи претърпяват по-нататъшни промени и могат да играят съществена роля в протичането на обменните процеси. Например клетките на чревния епител са богати с ензими и след десквамирането си попадат в чревния сок, като вземат активно участие в храносмилането. Загиналите клетки се подменят с нови, които се образуват чрез деление. Върху активността на физиологичната регенерация оказват влияние външни и вътрешни фактори. Например понижаването на атмосферното налягане предизвиква увеличено образуване на еритроцити като компенсаторна реакция срещу недостига на кислород. Повишен брой на червени кръвни клетки се наблюдава при хора и животни, които живеят на големи височини. Върху броя на еритроцитите обаче оказват влияние и редица други фактори на външната среда, като физическо натоварване, светлина, количество и качество на храната и др. Действието на вътрешните фактори е свързано с дейността на нервната система и на жлезите с вътрешна секреция. Например денервацията на крайниците предизвиква промени във функционирането на костния мозък, което е свързано с намаляване броя на еритроцитите, а денервацията на стомаха и червата довежда до заболяване и до нарушаване физиологичната регенерация на епителната покривка на тези органи. Промените във функциите на ендокринните жлези също променят динамиката на физиологичната регенерация. Убедителен пример в това отношение са експериментите на руския учен Завадовски (1895—1951), който посредством захранване на птици с препарат от щитовидна жлеза е предизвикал преждевременно силно изразено линеене (смяна на перата). Днес в много страни се провеждат задълбочени изследвания както в областта на присаждането (трансплантацията) на увредени органи и тъкани, така и в областта на тяхното възстановяване (регенерация). Но докато при трансплантацията учените все още не могат да се справят с имунологичната бариера на биологичната несъвместимост на новоприсадения орган (или тъкан), който най-често се отхвърля от организма, то при регенерацията този негативен фактор не съществува, което е особено примамливо и перспективно за медиците. Изучаването на репаративната регенерация е особено актуално при бозайниците. Някои учени смятат, че протезираието, което широко се прилага в медицинската практика, както и трансплантацията на органите са оправдани само в случаите, когато категорично е доказано, че липсват възможности за регенерация. През последните десетилетия в СССР са проведени многобройни проучвания, които доказват възможностите за репаративна регенерация при бозайниците. Това дава основание за оптимистични прогнози при лекуването на болни хора с травматични или други увреждания на органи, които досега са протезирани или са подлагани на трансплантация с всички огромни рискове за отхвърляне на присадената тъкан. Отдавна е известно, че при бозайниците (вкл. и при човека) напълно регенерират счупените кости. Когато е запазена надкостницата, костта се възстановява н в случаите, когато липсват фрагменти от нея. Не само при животните, но и при човека е реално възстановяването на значителни участъци от тръбните кости посредством постепенно раздалечаване на останалите части. Доскоро е съществувало схващането, че е възможна регенерация само на тръбните кости, докато плоските, много твърди кости на черепа не се възстановяват. Поради това при наранявания на черепа или при оперативни вмешателства са използувани различни материали за покриване на черепа и за запазване на мозъка от травматични въздействия. Преди няколко години обаче професор Полежаев от Института по неврохирургия „Бурденко“ е успял да осъществи регенерация и на черепните кости. Отначало опитите са били проведени с кучета, на които оперативно са отстранявани по 8—12 см2 от теменната кост, като при това е запазвана твърдата мозъчна обвивка. Костта не регенерирала, а дефектът се запълвал със съединителна тъкан. Когато обаче на мястото на отстранената кост поставяли костни „стърготини“, получени от черепни или тръбни кости на опитното или друго куче (но смесени с кръв от приемателя), след няколко седмици „стърготините“ напълно се разтваряли и от тях се отделяли вещества, които въздействували на младите съединителнотъканни клетки. В резултат на това се получавала типична кост и настъпвала регенерация на костния дефект. Положителните резултати от тези експерименти са дали основание да се прилагат от доцент Стребков (в град Харков) и доцент Волков (в град Ижевск) за регенериране на костите от черепния свод при хора, подложени на мозъчни операции. Успешни са и проведените от професор Полежаев опити за регенерация на зъбите. При опити с кучета кариесната кухина на зъба била обработена по класическия начин, но запълнена с дентинови стърготини, навлажнени с пеницилинов разтвор. При други опити са присаждани късчета от съединителната тъкан на венеца, смесена с дентинови стърготини. Отвън присадената тъкан временно била закривана с фосфат-цимент. При всички опити присадената тъкан се превръщала в дентиноподобна тъкан, която напълно е затваряла кухината на зъба. Този биологичен начин на пломбиране на зъба не само е гарантирал здравината на лекуваните зъби, но е въздействувал благоприятно на съседните тъкани, които като че ли „подмладявали“, при което се повишавала здравината и на останалите зъби. В хирургията представлява интерес и регенерацията на мускулната тъкан. Известно е, че ампутиран мускул при птици или бозайници се възстановява в случаите, когато е останала част от него. Съветският учен Студитски и неговите сътрудници са успели да постигнат регенерация при пълно отстраняване на мускула на опитни животни. Отстраненият мускул е смилан на малки късчета и тази тъканна каша е поставяна на мястото на отстранения мускул. Присадената тъкан частично се разрушавала поради нанесената травма. От останалата част обаче мускулът напълно възстановявал формата си, като размерите му са били по-малки в сравнение с първоначалните. Успешни опити са проведени с лабораторни животни и за възстановяване на сърдечния мускул. Професор Синицин оперативно е отстранявал парчета от сърдечната мускулатура на кучета, като при това са се откривали сърдечните камери. Раната е покривана със специална тъкан. Около 60% от опитните животни оживявали след операцията, като освен съединителната тъкан в мястото на хирургическата намеса се възстановявали и мускулните влакна. Тези опити били продължени и усъвършенствувани от професор Полежаев. Получените резултати позволяват да се правят оптимистични прогнози, така че за в бъдеще ще е възможно инфарктите да се лекуват по хирургичен път, като се стимулира регенерацията на сърдечната мускулатура. През последните години редица съветски и американски учени публикуват съобщения за постигане на типична регенерация на кожата чрез прилагане на различни стимулиращи средства. В резултат на проведените експерименти вече е факт регенарацията на някои вътрешни органи на бозайниците, които имат кухини (кръвоносни съдове, стомах, уретери, пикочен мехур и др.). За да се подпомогне регенерацията, се използуват протезиращи материали, които осигуряват не само опора, но и подпомагат осигуряването на характерната форма на органа. Установява се, че при регенерацията тъканта плътно обхваща протезиращия материал, а в случаите, когато се използуват порьозни тъкани, регенериращите клетки „прорастват“ в порите. Във всички случаи, когато се спазват съответните за всеки орган изисквания, регенерацията е пълноценна. Изучаването на регенерацията на паренхимните органи е започнало през 80-те години на XIX в. от руския лекар Подзисоцки. Значителен принос при изясняване на този проблем са проучванията на Воронцова и сътр. (1953), които показват, че най-често регенерацията на паренхимните органи (черен дроб, далак, панкреас) при бозайниците се осъществява по пътя на ендоморфозата или регенерационната хипертрофия. Ендоморфозата, както показва и наименованието на термина, е възстановяване, което се реализира вътре в органа. При това се възстановява не формата, а масата на органа. Регенерацията по типа на ендоморфозата започва със зарастване на раневия дефект, а след това настъпва увеличаване на останалата част от органа чрез размножаване на клетките и тяхната хипертрофия. Възстановяването на масата на паренхимния орган позволява нормално изпълнение на неговата функция, тоест този опростен начин на регенерация на паренхимните органи е целесъобразен за запазване жизнените функции на организма. Разбира се, тази регенерация е непълна, тъй като формата на органа не се възстановява, липсващите части също не се възстановяват, но масата на активно действуващите елементи — паренхима, се възстановява, което показва, че регенерацията е изпълнила своето предназначение. Установено е, че всички
паренхимни органи регенерират по описания начин. Установени са обаче и известни различия — например при някои органи (черен дроб, бъбреци, бели дробове) почти напълно липсват регенерационни процеси върху раневата повърхност. При други органи (слюнчени, слъзни жлези, щитовидна и задстомашна жлеза) върху раневата повърхност се формира регенерациониз тъкан, като се образуват отделни фоликули или ацинуси. Установено е също, че регенерационната възможност на паренхимните органи не е еднаква. Черният дроб например възстановява напълно функцията си при отстраняване на две трети от него, като при това достига и теглото си преди операцията. Подобна е и възможността за регенерация на белите дробове. Останалите органи обаче притежават по-слаба регенерационна способност. Например след отстраняване на половината от задстомашната жлеза на плъхове тя регенерира, но теглото й достига не повече от 60—80% от теглото на жлезата на неоперираното животно. До немного отдавна учените смятаха, че никога не ще могат да възстановят разкъсани нервни влакна в мозъка и гръбначния стълб на бозайниците. Днес това не само изглежда възможно, но вече се и осъществява. Доскоро не съществуваха почти никакви доказателства, че подобна регенерация се извършва в централната нервна система и че учените някога ще могат да манипулират с разкъсани централни аксони така, че те да възстановят функцията си. През 1950 г. се случи нещо забележително. Търсейки централния механизъм в тялото, причиняващ треската, двама американски учени вкарали пирогенно вещество (повишаващо температурата) в организма на кучета, чиито гръбначни мозъци били прекъснати. След обработката едно от кучетата започнало да се държи странно — то виело, когато пикочният му мехур бил притискан. Тъй като гръбначният му мозък бил прекъснат, предполагало се, че то няма никакви усещания. Гръбначният мозък на кучето бил изваден, оцветен и изследван под микроскоп. Какво било учудването на учените, когато забелязали следи от регенерация на централните нервни аксони. Използуваното от двамата учени пирогенно вещество по-късно било приложено върху момче, страдащо от парализа на долните крайници, за което лекарите не давали никаква надежда за оздравяване. Момчето не само оживяло, но след няколко месеца можело да се движи, да ходи на лов и да танцува. След това настъпи отлив. Учените не съумяха да използуват пирогена, за да постигнат относително възстановяване на движението у експериментални животни. Изследователите още веднъж стигнаха до заключението, че възстановяването на централните аксони е невъзможно. Излекуването на парализираното момче било сметнато за щастливо съвпадение. През последните 30 години обаче някои успехи в областта на неврологията сложиха край на предишния скептицизъм. През 50-те години бе открито, че нервните аксони носят хранителни вещества, което означава, че при разкъсване те биха имали необходимия механизъм за регенерация. През 60-те години се установи, че малка група клетки в мозъка —тези, които произвеждат химичните преносители, известни като катехоламини, регенерират и действуват съвършено, ако бъдат отрязани. Това беше ново доказателство, че е възможно възстановяването на централните нерви. През последните 10 години учените доказаха, че се извършва колатерално израстване, т. е. ако централни нерви бъдат прекъснати, близките до тях здрави нерви понякога поемат функцията им. Това откритие говори, че е възможно възстановяването на централни нерви или че поне би могъл да се намери някакъв заместител на прекъснатите нерви. Идва ред на най-безспорното доказателство, че е възможно възстановяване на централната нервна система. За това било докладвано на състоялата се в Холивуд Четвърта конференция по регенерация на централната нервна система, на която един съветски учен докладва фундаментално откритие, което би могло да вдигне на крака някои парализирани. Научил за работата на американските учени от 1950 година, доктор Левон Матинян от Академията на науките в Ереван започнал да прави напречни разрези на гръбначния стълб у плъхове, за да види дали някое пирогенно вещество или друг химикал би могло да спре образуването на тъкан при цикатрикса и да позволи на прекъснатите нерви да образуват нови аксони. След 20-годишен упорит труд, през 1973 година, ученият открил, че трипсинът и някои други ензими отговарят на условията. Освен това четиридесет процента от плъховете, които били общо 350, се възстановили от парализата и отново започнали да се движат. Учените смятат за необходимо да се докаже, че използуваните от Матинян ензими предизвикват същите резултати и у хора, и тогава този метод ще помогне на пациенти, чийто гръбначен мозък е неизлечимо увреден. Днес се смята за доказано, че периферните нерви на бозайниците могат да регенерират чрез „нарастване“ на нервните влакна откъм централния край. Регенерацията се активира при съединяване посредством шев на периферния и централния отрязък на нерва или в случаите, когато дефектът е много голям, при пришиване на част от нерв, взет от друга част на тялото. В тези случаи регенерацията също протича от центъра към периферията, но процесите са много активни. През последните години се правят експерименти, целещи да се стигне до регенерация на човешки крайници. След многобройни експерименти върху мишки американският учен Нойфелд не успял напълно да регенерира цял крайник, обаче сполучил да измени вътрешната структура на остатъка от ампутиран крак на мишка така, че по време на нормалното зарастване тя да прилича на структурата на остатъка от ампутиран крак на тритон по време на естествената му регенерация. Основното при регенерацията на крайници у тритони и гущери е снопче от клетки, което бързо започва да се развива и образува нов крайник след загубата на оригиналния. Тази група от клетки се нарича „бластема“. Клетките на бластемата се делят много бързо, но подобни клетки не се появяват у възрастни животни, които не регенерират. Нойфелд обаче успял да получи подобни клетки (без да може да ги накара да се размножат) след голям брой експерименти. Първо били ампутирани средните пръсти на двата задни крака на мишка. След период от 30 дни мъртвата кост естествено се разрушила. Мнението на Нойфелд е, че мъртвата кост трябва да се ликвидира, преди да се образува жизнена кост-на основа за израстване на нов крайник. При тритона става точно това, само че процесът е много по-бърз. При него клетките, наречени „остеокласти“, разрушават костта, а в същото време започва образуването на бластема. Тази буйна клетъчна дейност, при която клетките се делят и развиват много бързо, се нарича „митотична дейност“. Тъй като при мишките липсва митотична дейност, ученият опитал да стимулира развитие, като натопил раната в солена вода. Преди да стимулира раната със сол, Нойфелд я отворил, за да се освободи от кожата, естествено зараснала над раната. При по-висшите бозайници една рана заздравява сама главно защото вторият слой кожа (дермисът) съдържа плътен фиброзен материал, който покрива раната. При тритоните това не става. Други изследователи открили, че ненормално дебелият епидермален слой у тритоните (и липсата на втори слой) е основен фактор на регенерацията. Нойфелд инжектирал известни химикали в остатъка от крака на мишката, за да освободи мястото от фиброзна тъкан. Така той постигнал необходимия контакт между епидермиса (повърхностната кожа) и намиращата се под него тъкан. След това снопче нервни влакна от съседния пръст на мишката било присадено в остатъка от ампутирания крак (при предишни експерименти било установено, че допълнителните нервни влакна стимулират развитието). След всички тези процедури лекарят установил, че е получил подобна на бластема група от клетки в остатъка от ампутирания крак, а тъканта на мишката започнала да прилича на клетъчната трансформация, която става при тритона по време на регенерацията. Независимо от безспорните успехи при изучаване на регенерацията на органите все още много са неизяснените въпроси. Изучаването на репаративното възстановяване при бозайниците започна особено интензивно, когато съветският учен Студитски доказа, че (интензивността на регенерационните процеси при най-високоорганизираните животни (птици и бозайници) може да бъде по-висока, отколкото при земноводните. Следователно в процеса на еволюцията регенерационните процеси не се понижават, а приемат различни форми. Засега все още не е изяснен въпросът за различната регенерационна способност па отделните представители на животните. Доказано е, че дори при организмите, които са на по-ниско стъпало на развитие регенерационните възможности са различни. Например плоските червеи са с много малки възможности за регенерация, докато ресиичестите представители от същия клас притежават удивителни възстановителни способности. При бозайниците също различията по отношение на репаративната регенерация са удивителни. Например списание „Сайънс дайджест“ публикува данни как прерязаният нос на делфина Хуго, който живее в морския океанариум, след 4 месеца напълно възстановява своята хидродинамична форма и цвета си. Интересното в случая е че се отнася за регенерация на орган със сложна структура, който изпълнява важна роля за нормално протичане на жизнената дейност на този бозайник. В същото време е невъзможно възстановяването дори на незначителен дефект на ухото на заека. При един и същ животински вид регенерационните възможности на отделните органи също са различни. Например вече бе посочено, че е възможно възстановяване на функцията на черния дроб при отстраняване на големи части от него. При същия животински вид обаче, ако се нанесе съвсем незначителна травма на надсеменника или се отстрани съвсем малка част от него, настъпва разрушаване на структурата на целия орган, при което е изключена регенерация. Изясняването на регенерацията като биологично явление е свързано с изучаване на обменните процеси в регенерата. Доказано е, че регенериращата тъкан се характеризира с активна обмяна на веществата, показател за което е повишеното съдържание на вода в клетките, усиленото отделяне на крайни продукти на обмяната на веществата — азотни продукти, натрупване на нуклеинови киселини, интензивно деление на клетките. Днес се смята за изяснено, че процесите, които се осъществяват при регенерация, се регулират от нервната и еднокринната система. Натрупани са много доказателства за това, че типичната регенерация зависи от дейността на нервната система. Установено е, че чувствителните нерви стимулират възстановяването на органите. По този начин може да се обясни защо езикът на човека притежава висока възможност за регенерация — известно е, че в този орган са концентрирани особено много чувствителни нервни окончания. Доказано е също, че опашката на гущера и крайниците на тритона (органи, които бързо регенерират) са с много чувствителни нервни влакна. Смята се, че все още не е изяснено по какъв начин нервите стимулират регенерацията. Предполага се, че е възможно изпратените по нервите импулси да създават електрическо поле, в което започват да функционират гени, „отговорни“ за възстановяване на съответната тъкан. Възможно е също така нервите да отделят неизвестно химическо вещество, под въздействието на което клетките се активират за развитие, като наподобяват клетките на ембрионалната тъкан. Върху регенерационния процес оказват въздействие и жлезите е вътрешна секреция. Доказано е, че хормоните на щитовидната жлеза и хипофизата ускоряват регенерацията на мускулната тъкан. За влиянието на ендокринните жлези може да се съди и по факта, че регенерация на млечните папили протича най-бързо при бременни животни, тоест в период, когато ендокринните жлези, свързани с половата дейност, са особено активни. Раневите хормони и редица други продукти на обмяната на веществата оказват също влияние върху регенерацията. Върху възстановяването оказва влияние в храненето, а също и други външни фактори. Гладуването в повечето случаи задържа регенерацията. Особено неблагоприятно въздействие има недостигът на някои биологично активни вещества в храната, като незаменимите аминокиселини, витамините и микроелементите. Недостигът на витамините A, D и С значително подтиска регенерацията. Стимулиращо влияние върху регенерационния процес оказва и функционалното състояние на органа. Още академик И. П. Павлов посочва, че регенерацията на задстомашната жлеза настъпва едва след възстановяване на нейната функция. Процесът на възстановяване на мускулите протича най-интензивно при тяхното функциониране. Регенерацията като природен феномен е едно от най-удивителните качества на живата кибернетична машина — организма. Получените досега резултати от проведените опити дават основание да се правят оптимистични прогнози за използуване на репаративната регенерация в медицината. Предполага се, че след изясняване на механизма на регенерацията като биохимичен, физиологичен и генетичен феномен ще бъде възможно прилагането на различни активатори на регенерацията, което ще позволи възстановяване дейността на крайници с нарушена структура, възстановяване структурата на главния и гръбначния мозък. Регенерацията ще позволи да се провежда по-ефективно и борбата срещу сърдечно-съдовите заболявания, като постепенно трансплантацията на сърце се заменя с оперативни вмешателства, които ще активират възстановяването на увредения сърдечен мускул.