Биология. В 3-х томах. Т. 3

Многочисленные эксперименты по удалению гипофиза и заместительной терапии, проводившиеся в начале нашего века, выявили роль гипофиза в определении скорости и степени роста у животных. Из гипофиза было экстрагировано вещество, которое при введении животным вызывает увеличение массы тела. Это вещество было названо "гормоном роста". Дальнейшие исследования показали, что это один из тройных гормонов гипофиза-соматотропин, секрецию которого регулируют два других гормона, вырабатываемые гипоталамусом: соматостатин

(пептид, состоящий из 40 аминокислот) и соматолиберин. Считается, что эти два гормона обладают противоположным действием: соматостатин подавляет, а соматолиберин стимулирует секрецию соматотропина, причем влияние соматостатина доминирует над влиянием соматолиберина.

Соматотропин человека — это белок, состоящий из 190 аминокислот. Он воздействует на рецепторные участки в клетках печени (гепатоцитах), стимулируя синтез и выделение соматомедина

в печеночную вену. Соматомедин усиливает процессы роста во всем организме, ускоряя синтез нуклеиновых кислот для подготовки к митозу и способствуя поглощению аминокислот хрящевой и мышечной тканями. Он вызывает также повышение содержания в клетках калия, фосфора, кальция и натрия и изменяет уровни глюкозы и липидов в крови; в результате создаются дополнительные количества метаболитов, необходимых для процессов биосинтеза и для роста клеток.

21.9. Восстановление и регенерация

Когда организм достигает своих окончательных размеров, рост клеток не прекращается. Утрата или повреждение клеток и тканей в результате старения, заболеваний, несчастных случаев или нападения других организмов может стимулировать деление и дифференцировку клеток, что приводит к заживлению ран, восстановлению и замещению поврежденных или недостающих тканей.

У млекопитающих многие ткани, например кожа, клетки кишечного эпителия и клетки крови, непрерывно замещаются на протяжении всей жизни организма с постоянной скоростью — приблизительно такой, с какой они обычно отмирают. В других органах, например в печени, щитовидной железе и поджелудочной железе, клетки у взрослой особи при нормальных обстоятельствах почти не делятся. Если, однако, часть такого органа по той или иной причине будет утрачена, то клетки остальной его ткани начинают быстро делиться и дифференцироваться, с тем чтобы восстановить нормальные размеры органа. Этот процесс носит название компенсаторной гипертрофии. В отличие от тканей таких органов клетки центральной нервной системы не способны к регенерации.

Регенерацией называют замещение частей организма, утраченных по одной из перечисленных выше причин. Она очень часто наблюдается у растений, особенно у покрытосеменных, у которых из одного листа с черешком можно иногда вырастить целое растение (например, у традесканции). Способность растений к регенерации лежит в основе вегетативного размножения (см. разд. 20.1.1). У животных способность к регенерации утраченных структур, по-видимому, зависит от сложности организации. У губок, кишечнополостных и плоских червей она достигает поразительной степени. Губок и некоторых кишечнополостных, таких как гидра, можно сильно измельчить, после чего каждый кусочек регенерирует и образует целый организм. Планарию можно разрезать пополам вдоль или поперек, и каждая половинка регенерирует недостающую часть. Другой плоский червь — Dugesia

— способен регенерировать целую особь из маленького кусочка, отрезанного от взрослого червя. Большинство кольчатых червей восстанавливают недостающие участки тела; например, дождевой червь может регенерировать первые пять сегментов и значительную часть заднего конца тела в случае их утраты. У ракообразных, насекомых и иглокожих возможна регенерация конечностей или лучей, подобно тому как у личинок амфибий регенерируют конечности, а у взрослых ящериц-хвосты, утраченные в результате нападения других особей своего вида или хищников. Ящерицы способны также в случае нападения сами отламывать собственный хвост; отделившийся от тела извивающийся хвост отвлекает внимание врага, что позволяет ящерице спастись бегством. Способность самопроизвольно отбрасывать придатки тела, известная под названием аутотомии, свойственна также крабам и омарам.

21.10. Состояние покоя

В жизненном цикле многих растений и животных наблюдаются периоды, когда метаболическая активность снижается до минимума и рост прекращается. Это периоды покоя, представляющие собой физиологически детерминированные реакции и наблюдаемые у взрослых организмов на одной из стадий развития, например у куколки, или у специализированных репродуктивных структур, таких как споры. Период покоя наступает под влиянием изменений, происходящих во внешней среде; его биологическая роль состоит в том, чтобы дать возможность виду пережить время, когда снабжение энергией недостаточно для нормального роста и метаболизма.