Регенерация на сърдечно-съдова система

Човешкото сърце непрекъснато действа като мускулна помпа, като се свива средно 80 пъти на минута, за да задвижва 8000 литра кръв през телесни тъкани всеки ден. Докато увреденият скелетен мускул има огромна способност да се регенерира, сърдечният мускул, поне при бозайниците, има слаб регенеративен потенциал. Този недостиг се дължи на липсата на постоянни сърдечни стволови клетки, които ограничават възрастовите кардиомиоцити да навлязат в клетъчния цикъл и да завършат разделянето. Методите за увеличаване на регенерация на сърдечно-съдова система сега имат потенциал да противодействат на висока заболеваемост и смъртност на сърдечно-съдовите заболявания.

За разлика от диференцираните скелетни миофибрили, кардиомиоцитите са способни на клетъчно делене. Един от начините, по който възниква кардиомиоцитната регенерация, е чрез разделянето на съществуващи кардиомиоцити по време на нормалния процес на стареене. Процесът на разделяне на съществуващи кардиомиоцити също е показал, че се увеличава в области, съседни на местата на миокардното увреждане. В допълнение, някои растежни фактори стимулират самовъзстановяването на ендогенни кардиомиоцити и сърдечни стволови клетки. Например, инсулиноподобен растежен фактор 1, хепатоцитен растежен фактор и протеин B1 с висока степен на подвижност увеличават миграцията на сърдечните стволови клетки към засегнатата област, както и пролиферацията и оцеляването на тези клетки. Някои членове на семейството на фибробластен растежен фактор също така индуцират повторно въвеждане на малки кардиомиоцити в клетъчния цикъл. Съдовият ендотелен растежен фактор също играе важна роля при набирането на естествени сърдечни клетки в мястото на инфаркта в допълнение към ангиогенния му ефект.

При загуба на тъкан или в отговор на увеличено натоварване кардиомиоцитите могат да хипертрофират, но не могат да се делят. Поради това на мястото на увреждането разраства гранулационна тъкан, която по-късно цикатризира. Изходът е един и същ, независимо какъв е механизмът, предизвикал некротичните промени - инфаркт, метаболитни нарушения и други.

Регенерацията на перикард и ендокард се осъществява за сметка на регенериращи мезотелни и ендотелни клетки от запазените участъци. Когато дефектите не са големи, има пълно възстановяване. Важно условие за регенерацията на тези структури е запазването на подлежащата съединителнотъканна мембрана.

Чрез регенерацията на съдовете от микроциркулаторното русло се извършва вторично тъканно възстановяване. Един от най-важните капиляро-хемотаксични фактори, подпомагащ навлизането на капилярите в некротичните зони, е хипоксията на това място - тоест те прорастват в тъканите с намалено или липсващо кислородно съдържание. По този начин се доставя необходимият за функционирането на живите клетки елемент. От туморни клетки е изолиран така нареченият туморен ангиогенен фактор, който води до прорастване на капиляри в малки туморни огнища.

При експериментално проучване на капилярната пролиферация е установено, че първоначално чрез интензивни ендотелни митози се образуват ендотелни "клони" с пъпкуване в страничните им части. В тези солидни "пъпки" се оформят лумени. Те се издължават, срещат се и се съединяват една с друга, като образуват нова капилярна бримка, прикрепена към страната на майчиния капиляр. Процесът се повтаря неколкократно, докато се създаде ново капилярно русло в засегнатия участък. Интерцелуларните ендотелни връзки са хлабави, поради което лесно се разрушават и се развиват микрохеморагии около пъпкуващите капиляри. Скоростта, с която капилярите прорастват в гранулационната тъкан, е 0.5 милиметра за един ден. Растежът се забавя от ниска температура и се ускорява от повишението й.

Ендотелните клетки, тапициращи артериалните стени, имат една от най-ниските степени на регенерация на сърдечно-съдова система. Когато обаче те или гладкомускулните клетки от артериалната стена бъдат увредени, това състояние се променя. Въпреки че отделни фрагменти могат да регенерират, не е възможно създаването на цели артерии след тяхната загуба. Най-големите съдове, които се получават de novo, са артериоли и венули.