Будь-який живий організм є складною багаторівневою динамічною структурою, у якій постійно відбуваються процеси розпаду і синтезу речовин, загибелі клітин тканин та утворення на місці загиблих нових клітин. У фізіологічних умовах ці процеси відбуваються постійно і спрямовані на підтримання функцій клітин, тканин і органів на тому рівні, який дає змогу забезпечити життєдіяльність усього організму відповідно до умов, у яких він перебуває. Ці процеси становлять фізіологічну регенерацію, що є основою будь-яких проявів нормальної життєдіяльності організму.
В основі фізіологічної регенерації лежать два види відновлення або оновлення – внутрішньоклітинне і клітинне. Вони є елементарною формою регенерації та мають універсальний характер. При клітинній регенерації разом із безперервним внутрішньоклітинним оновленням відбувається зміна клітинного складу тканин. Кожна форма фізіологічної регенерації є еволюційно зумовленим процесом, який найбільше відповідає структурним і функціональним особливостям того чи іншого органа. З гістогенетичних позицій фізіологічна регенерація є процесом відновлення зношених клітин або внутрішньоклітинних структур шляхом інтенсифікації тих чи інших процесів, що становлять гістогенез. Упродовж розвитку організму регенеративна активність зазнає змін. На ранніх стадіях розвитку вона переважно представлена мітотичним поділом, який забезпечує інтенсивний ріст організму. Надалі, паралельно з дозріванням органів і сповільненням росту, регенераторна активність дедалі більше диференціюється: в одних органах мітоз і поділ залишаються основною формою регенерації, в інших – тією чи іншою мірою поступаються місцем внутрішньоклітинним формам регенерації.
Залежно від особливостей регенерації, що відбувається в органах і тканинах, останні поділяють на три групи. Органи і тканини, у яких єдиною або переважною є внутрішньоклітинна регенерація, належать до першої групи. Цю групу становлять гангліозні клітини центральної нервової системи та міокард. До другої групи органів, до якої належать печінка, нирки, легені, скелетні м'язи та інші, поряд із безперервним внутрішньоклітинним оновленням відбувається і зміна їхнього клітинного складу (клітинна регенерація). Проте клітинна форма фізіологічної регенерації у звичайних умовах життєдіяльності в цих органах виражена значно слабше, ніж внутрішньоклітинна. В органах третьої групи (кістки, епідерміс, слизові оболонки, ендотелій тощо) клітинна форма фізіологічної регенерації переважає над внутрішньоклітинною.
При внутрішньоклітинній регенерації відновлення інтенсивності функції органа відбувається за рахунок відтворення геномів у клітинах, що не діляться, та утворення поліплоїдних клітин. В основі клітинної регенерації органів і тканин лежить сукупність стовбурових клітин, клітин-попередників і зрілих клітин, які завершили диференціювання. Разом вони становлять клітинний диферон і беруть участь у процесі регенерації відповідно до своїх потенцій до проліферації та диференціювання.
Процеси фізіологічної регенерації, що відбуваються в ході нормальної життєдіяльності організму, є базовими і при дії екстремальних факторів. У тих випадках, коли вплив навколишнього середовища виходить за фізіологічні межі, виникають більш або менш виражені порушення функції та морфології органів. Вони проявляються у вигляді дистрофічних і некротичних змін клітин. У таких випадках виникає потреба не лише в інтенсифікації фізіологічної регенерації, а й у ліквідації клітинного дефекту тканини, що виник. У зв'язку з цим фізіологічну регенерацію, яка розвивається у відповідь на екстремальний вплив, називають репаративною. Репарація ушкодження в кожному органі відбувається так само, як здійснювалося фізіологічне оновлення його структури. У групі органів і тканин, де фізіологічна регенерація відбувалася шляхом безперервної зміни клітинного складу, репаративна регенерація проходить шляхом розмноження клітин. В органах і тканинах, де внутрішньоклітинна і клітинна фізіологічна регенерація виражені приблизно однаково, репарація ушкодження відбувається як за рахунок збільшення клітинного складу, так і за рахунок гіперплазії ультраструктур у збережених клітинах. Відновлення ушкоджених органів і тканин, для яких характерна внутрішньоклітинна фізіологічна регенерація, відбувається лише за рахунок гіперплазії ультраструктур у збережених клітинах.
Репарація, незалежно від того, у якій із перелічених груп тканин вона відбувається, анатомічно завершується лише одним із двох варіантів. В одних випадках некротизована ділянка тканини, що утворилася при патологічному процесі, заповнюється тканиною, ідентичною загиблій. У цих випадках настає повна репарація тканин або реституція. У тих випадках, коли некротизована ділянка тканини заповнюється сполучною тканиною, а нормалізація порушених функцій здійснюється за рахунок гіперплазії клітин, відбувається неповна репарація або субституція.
Попри наявність спільних рис між фізіологічною регенерацією і репарацією, існує й низка відмінностей, що полягають у біологічних умовах обох процесів. При фізіологічній регенерації відновлення втрачених структур відбувається в умовах нормального функціонування тканин і органів, а при репаративних процесах – в умовах випадіння або обмеження функції. Істотною відмінністю є і швидкість перебігу відновних процесів. В умовах патології інтенсивність анаболічних процесів зростає порівняно з нормою в десятки разів. Важливою ланкою в процесах регенерації є взаємодія між лімфоцитами, макрофагами і клітинами-попередниками. Головною сполучною ланкою у клітинних взаємовідносинах при регенерації є макрофаг, який підтримує прямі та зворотні контакти з лімфоцитами і замикається на виконавчій ланці – клітині-попереднику, регулюючи її активність.
Умовно репаративний процес можна поділити на два послідовні етапи. Протягом першого етапу, який розвивається одразу у відповідь на надмірний зовнішній вплив, порушується рівновага між темпом руйнування структур та інтенсивністю їх відновлення на користь першого. Це призводить до розвитку в клітинах спочатку дистрофічних, а потім некротичних процесів. На другому етапі відбувається різке посилення синтетичних процесів, які поступово починають переважати над процесами розпаду. Саме цей етап є власне репаративним. Після завершення репарації відновлюється динамічна рівновага між розпадом і синтезом речовин, і регенерація набуває фізіологічного характеру. Важливо, що від тривалості перебігу першого етапу залежить, коли почнеться власне репарація ушкодженої ділянки.
Таким чином, регенерація з загальнобіологічних і загальнопатологічних позицій є процесом оновлення клітинних (структурних) елементів організму в умовах нормального функціонування або відновлення їхньої кількості після ушкодження, що забезпечує нормалізацію порушених функцій при патологічних процесах.
Будь-який живий організм є складною багаторівневою динамічною структурою, у якій постійно відбуваються процеси розпаду і синтезу речовин, загибелі клітин тканин та утворення на місці загиблих нових клітин. У фізіологічних умовах ці процеси відбуваються постійно і спрямовані на підтримання функцій клітин, тканин і органів на тому рівні, який дає змогу забезпечити життєдіяльність усього організму відповідно до умов, у яких він перебуває. Ці процеси становлять фізіологічну регенерацію, що є основою будь-яких проявів нормальної життєдіяльності організму.
В основі фізіологічної регенерації лежать два види відновлення або оновлення – внутрішньоклітинне і клітинне. Вони є елементарною формою регенерації та мають універсальний характер. При клітинній регенерації разом із безперервним внутрішньоклітинним оновленням відбувається зміна клітинного складу тканин. Кожна форма фізіологічної регенерації є еволюційно зумовленим процесом, який найбільше відповідає структурним і функціональним особливостям того чи іншого органа. З гістогенетичних позицій фізіологічна регенерація є процесом відновлення зношених клітин або внутрішньоклітинних структур шляхом інтенсифікації тих чи інших процесів, що становлять гістогенез. Упродовж розвитку організму регенеративна активність зазнає змін. На ранніх стадіях розвитку вона переважно представлена мітотичним поділом, який забезпечує інтенсивний ріст організму. Надалі, паралельно з дозріванням органів і сповільненням росту, регенераторна активність дедалі більше диференціюється: в одних органах мітоз і поділ залишаються основною формою регенерації, в інших – тією чи іншою мірою поступаються місцем внутрішньоклітинним формам регенерації.
Залежно від особливостей регенерації, що відбувається в органах і тканинах, останні поділяють на три групи. Органи і тканини, у яких єдиною або переважною є внутрішньоклітинна регенерація, належать до першої групи. Цю групу становлять гангліозні клітини центральної нервової системи та міокард. До другої групи органів, до якої належать печінка, нирки, легені, скелетні м'язи та інші, поряд із безперервним внутрішньоклітинним оновленням відбувається і зміна їхнього клітинного складу (клітинна регенерація). Проте клітинна форма фізіологічної регенерації у звичайних умовах життєдіяльності в цих органах виражена значно слабше, ніж внутрішньоклітинна. В органах третьої групи (кістки, епідерміс, слизові оболонки, ендотелій тощо) клітинна форма фізіологічної регенерації переважає над внутрішньоклітинною.
При внутрішньоклітинній регенерації відновлення інтенсивності функції органа відбувається за рахунок відтворення геномів у клітинах, що не діляться, та утворення поліплоїдних клітин. В основі клітинної регенерації органів і тканин лежить сукупність стовбурових клітин, клітин-попередників і зрілих клітин, які завершили диференціювання. Разом вони становлять клітинний диферон і беруть участь у процесі регенерації відповідно до своїх потенцій до проліферації та диференціювання.
Процеси фізіологічної регенерації, що відбуваються в ході нормальної життєдіяльності організму, є базовими і при дії екстремальних факторів. У тих випадках, коли вплив навколишнього середовища виходить за фізіологічні межі, виникають більш або менш виражені порушення функції та морфології органів. Вони проявляються у вигляді дистрофічних і некротичних змін клітин. У таких випадках виникає потреба не лише в інтенсифікації фізіологічної регенерації, а й у ліквідації клітинного дефекту тканини, що виник. У зв'язку з цим фізіологічну регенерацію, яка розвивається у відповідь на екстремальний вплив, називають репаративною. Репарація ушкодження в кожному органі відбувається так само, як здійснювалося фізіологічне оновлення його структури. У групі органів і тканин, де фізіологічна регенерація відбувалася шляхом безперервної зміни клітинного складу, репаративна регенерація проходить шляхом розмноження клітин. В органах і тканинах, де внутрішньоклітинна і клітинна фізіологічна регенерація виражені приблизно однаково, репарація ушкодження відбувається як за рахунок збільшення клітинного складу, так і за рахунок гіперплазії ультраструктур у збережених клітинах. Відновлення ушкоджених органів і тканин, для яких характерна внутрішньоклітинна фізіологічна регенерація, відбувається лише за рахунок гіперплазії ультраструктур у збережених клітинах.
Репарація, незалежно від того, у якій із перелічених груп тканин вона відбувається, анатомічно завершується лише одним із двох варіантів. В одних випадках некротизована ділянка тканини, що утворилася при патологічному процесі, заповнюється тканиною, ідентичною загиблій. У цих випадках настає повна репарація тканин або реституція. У тих випадках, коли некротизована ділянка тканини заповнюється сполучною тканиною, а нормалізація порушених функцій здійснюється за рахунок гіперплазії клітин, відбувається неповна репарація або субституція.
Попри наявність спільних рис між фізіологічною регенерацією і репарацією, існує й низка відмінностей, що полягають у біологічних умовах обох процесів. При фізіологічній регенерації відновлення втрачених структур відбувається в умовах нормального функціонування тканин і органів, а при репаративних процесах – в умовах випадіння або обмеження функції. Істотною відмінністю є і швидкість перебігу відновних процесів. В умовах патології інтенсивність анаболічних процесів зростає порівняно з нормою в десятки разів. Важливою ланкою в процесах регенерації є взаємодія між лімфоцитами, макрофагами і клітинами-попередниками. Головною сполучною ланкою у клітинних взаємовідносинах при регенерації є макрофаг, який підтримує прямі та зворотні контакти з лімфоцитами і замикається на виконавчій ланці – клітині-попереднику, регулюючи її активність.
Умовно репаративний процес можна поділити на два послідовні етапи. Протягом першого етапу, який розвивається одразу у відповідь на надмірний зовнішній вплив, порушується рівновага між темпом руйнування структур та інтенсивністю їх відновлення на користь першого. Це призводить до розвитку в клітинах спочатку дистрофічних, а потім некротичних процесів. На другому етапі відбувається різке посилення синтетичних процесів, які поступово починають переважати над процесами розпаду. Саме цей етап є власне репаративним. Після завершення репарації відновлюється динамічна рівновага між розпадом і синтезом речовин, і регенерація набуває фізіологічного характеру. Важливо, що від тривалості перебігу першого етапу залежить, коли почнеться власне репарація ушкодженої ділянки.
Таким чином, регенерація з загальнобіологічних і загальнопатологічних позицій є процесом оновлення клітинних (структурних) елементів організму в умовах нормального функціонування або відновлення їхньої кількості після ушкодження, що забезпечує нормалізацію порушених функцій при патологічних процесах.