MorphologyMorphologyМорфология1026-35432949-2556Eco-Vector32170610.17816/morph.321706Original Study ArticlesОригинальные исследованияResearch ArticleRegeneration of vital organs of mammals in fetal periodРегенерация жизненно важных органов у кроликов и крыс в фетальном периодеhttps://orcid.org/0000-0001-8930-55375905-5397MalyshevIgor I.МалышевИгорь Иванович
Russian Federation

MD, Dr. Sci. (Med.), Professor

д.м.н., профессор

malichev_med@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-3259-36915084-1379AlpidovskayaOlga V.АльпидовскаяОльга Васильевна
Russian Federation

MD, Cand. Sci. (Med.), Associate Professor

к.м.н., доцент

olavorobeva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-0556-84907016-7283RomanovaLyubov P.РомановаЛюбовь Петровна
Russian Federation

Cand. Sci. (Biol.), Associate Professor

к.б.н., доцент

samung2008@yandex.ruMari State UniversityМарийский государственный университетI.N. Ulianov Chuvash State UniversityЧувашский государственный университет им. И.Н. Ульянова010820231507202216031511592803202319072023Copyright ©; 2022, Malyshev I.I., Alpidovskaya O.V., Romanova L.P.Copyright ©; 2022, Малышев И.И., Альпидовская О.В., Романова Л.П.2022Malyshev I.I., Alpidovskaya O.V., Romanova L.P.Малышев И.И., Альпидовская О.В., Романова Л.П.https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/https://j-morphology.com/1026-3543/article/view/321706

BACKGROUND: This study is relevant owing to the importance of fetal regeneration of pathologically altered organs in mammals for fundamental science and practical medicine.

AIM: To elucidate the regenerative potential of the cardiac, brain, and liver tissues in fetuses during fetal development following mechanical trauma.

MATERIALS AND METHODS: As experimental animals, 12 mature female chinchilla rabbits weighing 3900–4350 g and 30 outbred female rats weighing 265–280 g were examined. Mechanical trauma to the heart and brain was inflicted on rabbit fetuses (n=50) and to the liver of rat fetuses. The operated fetuses (n=84) were withdrawn from the experiment 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15, and 30 days after the operation. Histological, morphometric, electron microscopic, and immunohistochemical methods were employed.

RESULTS: Following the healing of mechanical trauma in the heart of rabbit fetuses, the necrotic area was completely restored. In rate fetuses, the liver did not fully regenerate, and the fibrotic area at the site of the dead tissue only decreased. The brain of rabbit fetuses did not fully recover, and a glial scar appeared in the place of the dead tissue. The difference in the healing outcomes of organ damage in fetuses is associated with the absence of an exudative reaction to injury in the heart of rabbit fetuses, whereas in rat fetuses, this reaction occurred during injury. In the nervous tissue, the activation of the protein synthetic function of neurocytes was recorded, which can be regarded as a sign of intracellular regeneration.

CONCLUSIONS: The results suggest that the vital organs of mammalian fetuses have high regenerative potencies.

Обоснование. Актуальность работы обусловлена важностью проблемы фетальной регенерации патологически изменённых органов у млекопитающих для фундаментальной науки и практической медицины.

Цель исследования — изучить регенеративный потенциал сердечной, мозговой ткани и ткани печени плодов млекопитающих в ходе внутриутробного развития после механической травмы.

Материалы и методы. В качестве экспериментальных животных были взяты 12 половозрелых самок кроликов породы шиншилла массой тела 3900–4350 г и 30 белых беспородных самок крыс массой тела 265–280 г. Плодам кроликов (n=50) наносили механическую травму сердца и головного мозга, а плодам крыс (n=84) — аналогичное повреждение печени. Оперированные плоды выводили из эксперимента в сроки 1, 3, 5, 7, 9, 11, 15 и 30 сут после операции. Работы проводили с использованием гистологических, морфометрических, электронно-микроскопической и иммуногистохимической методик.

Результаты. В исходе заживления механической травмы сердца плодов кроликов произошло полное восстановление погибшего участка. В печени плодов крыс полноценной регенерации не происходило, имело место лишь уменьшение участка фиброза, возникшего на месте погибшей ткани. Головной мозг плодов кроликов к полноценному восстановлению был не способен, на месте погибшей ткани возникал глиальный рубец. Различие в исходах заживления повреждённых органов у плодов связывают с отсутствием в сердце плодов кроликов экссудативной реакции на травму, в то время как у плодов крыс эта реакция на момент повреждения имела место. В нервной ткани фиксировали активацию белково-синтетической функции нейроцитов, что расценивалось как признак внутриклеточной регенерации.

Заключение. Полученные результаты дают основание полагать, что жизненно важные органы плодов млекопитающих имеют высокие регенеративные потенции.

ratsrabbitsheartbrainliverfetal regenerationкрысыкроликисердцеголовной мозгпеченьфетальная регенерацияBabaeva AG. Regeneracija: fakty i perspektivy. Moscow: Izdatel’stvo RAMN; 2009. 336 p.Бабаева А.Г. Регенерация: факты и перспективы. Москва : Издательство РАМН, 2009. 336 с.Liozner LD. Regeneracija i razvitie. Moscow: Nauka; 1982. 167 p.Лиознер Л.Д. Регенерация и развитие. Москва : Наука, 1982. 167 с.Gichev JuP, Graudinja ZhP. Kul’tura tkani pecheni v gepatologii. Novosibirsk: Novosibirskoe otdelenie izdatel’stva “Nauka”; 1986. 87 p.Гичев Ю.П., Граудиня Ж.П. Культура ткани печени в гепатологии. Новосибирск : Новосибирское отделение издательства «Наука», 1986. 87 с.Elchaninov A, Lokhonina A, Vishnyakova P, et al. MARCO+ macrophage dynamics in regenerating liver after 70% liver resection in mice. Biomedicines. 2021;9(9):1129. doi: 10.3390/biomedicines9091129Elchaninov A., Lokhonina A., Vishnyakova P., et al. MARCO+ macrophage dynamics in regenerating liver after 70% liver resection in mice // Biomedicines. 2021. Т. 9, N 9. P. 1129. doi: 10.3390/biomedicines9091129Shmakova TV, Kananykhina EYu, Bolshakova GB. Cellular mechanisms of scarless healing of the skin of mammals. Clinical and Experimental Morphology. 2019;8(2):5–11. doi: 10.31088/2226-5988-2019-30-2-5-11Шмакова Т.В., Кананыхина Е.Ю., Большакова Г.Б. Клеточные механизмы безрубцового заживления кожи млекопитающих // Клиническая и экспериментальная морфология. 2019. Т. 8, № 2. С. 5–11. doi: 10.31088/2226-5988-2019-30-2-5-11Kananykhina YeYu, Bolshakova GB. Completeness of skin regeneration during wound healing on the back and abdomen of rats. Morphology. 2019;155(2):141–142.Кананыхина Е.Ю., Большакова Г.Б. Полнота регенерации кожи при заживлении раны на спине и животе крыс // Морфология. 2019. Т. 155, № 2. С. 141–142.Han M, Yong X, Allan CH. Development and regeneration of the neonatal digit tip in mice. Dev Biol. 2008;315(1):5123–5132. doi: 10.1016/j.ydbio.2007.12.025Han M., Yong X., Allan C.H. Development and regeneration of the neonatal digit tip in mice // Dev Biol. 2008. Т. 315, № 1. С. 5123–5132. doi: 10.1016/j.ydbio.2007.12.025Muneoka K, Allan CH, Yang X, et al. Mammalian regeneration and regenerative medicine. Birth Defects Res C Embryo Today. 2008;84(4):264–280. doi: 10.1002/bdrc.20137Muneoka K., Allan C.H., Yang X., et al. Mammalian regeneration and regenerative medicine // Birth Defects Res C Embryo Today. 2008. Vol. 84, N 4. P. 264–280. doi: 10.1002/bdrc.20137Mast BA, Albanese CT, Kapadia S. Tissue repair in the fetal intestinal tract occurs with adhesions, fibrosis, and neovascularization. Ann Plast Surg. 1998;41(2):140–144. doi: 10.1097/00000637-199808000-00005Mast B.A., Albanese C.T., Kapadia S. Tissue repair in the fetal intestinal tract occurs with adhesions, fibrosis, and neovascularization // Ann Plast Surg. 1998. Vol. 41, N 2. P. 140–144. doi: 10.1097/00000637-199808000-00005Douglas-Denton R, Moritz KM, Bertram JF, Wintour EM. Commpensatory renal growth after unilateral nephrectomy in the ovine fetus. J Am Soc Nephrol. 2002;13(2):406–410. doi: 10.1681/ASN.V132406Douglas-Denton R., Moritz K.M., Bertram J.F., Wintour E.M. Commpensatory renal growth after unilateral nephrectomy in the ovine fetus // J Am Soc Nephrol. 2002. Vol. 13, N 2. P. 406–410. doi: 10.1681/ASN.V132406Bolshakova GB. Proliferation of cardiomyocytes in fetuses of rats in the norm and after heart injury. Bulletin of Experimental Biology and Medicine. 2008;145(4): 487–489.Большакова Г.Б. Пролиферация кардиомиоцитов у плодов крыс в норме и после повреждения сердца // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2008. Т. 145, № 4. С. 471–474.Elchaninov AV, Bolshakova GB, Kananyhina YeYu. Regeneration of various organs of mammals in the prenatal period. Clinical and Experimental Morphology. 2015;(2):44–49.Ельчанинов А.В., Большакова Г.Б., Кананыхина Е.Ю. Регенерация различных органов млекопитающих в пренатальном периоде // Клиническая и экспериментальная морфология. 2015. № 2. С. 44–49.Kosovtsova NV, Bashmakova NV, Markova TV, Potapov NN. A variant of intrauterine correction of complications of hypoplastic syndrome of the left heart. Russian Bulletin of Obstetrician-Gynecologist. 2015;15(1):56–59.Колосова Н.В., Башмакова Н.В., Маркова Т.В., Потапов Н.Н. Вариант внутриутробной коррекции осложнения гипопластического синдрома левых отделов сердца // Российский вестник акушера-гинеколога. 2015. Т. 15, № 1. С. 56–59.Sufianov AA, Bashmakova NV, Kosovcova NV, et al. Endoscopic intrauterine ventriculocysternostomy with hydrocephalus in the fetus at the 28th week of pregnancy. Pediatriya. Zhurnal im G.N. Speranskogo. 2020;99(1):24–31. doi: 10.24110/0031-403X-2020-99-1-24-31Суфианов А.А., Башмакова Н.В., Косовцова Н.В., и др. Эндоскопическая внутриутробная вентрикулоцистерностомия при гидроцефалии у плода на 28-й неделе беременности // Педиатрия. Журнал им. Г.Н. Сперанского. 2020. Т. 99, № 1. С. 24–31. doi: 10.24110/0031-403X-2020-99-1-24-31Malyshev II. Morphological characteristics of recovery processes in the myocardium of rabbit fetuses after mechanical trauma. Byulleten’ Eksperimental’noj Biologii i Mediciny. 1975;80:111–113.Малышев И.И. Морфологическая характеристика восстановительных процессов в миокарде плодов кроликов после механической травмы // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1975. Т. 80. С. 111–113.Patent RUS N 2262135/10.10.2005. Byul. N 28. Romanova LP, Malyshev II. A method for modeling mechanical damage to the liver in laboratory animals for the subsequent study of its regeneration. Available from: G09B 23/28(2006.01)Патент РФ на изобретение № 2262135/10.10.2005. Бюл. № 28. Романова Л.П., Малышев И.И. Способ моделирования механического повреждения печени у лабораторных животных для последующего исследования ее регенерации. Режим доступа: G09B 23/28(2006.01)Sarkisov DS. The current stage of the discussion on the problem of myocardial regeneration. Ontogenez. 1973;4(2):115–122.Саркисов Д.С. Современный этап дискуссии по проблеме регенерации миокарда // Онтогенез. 1973. Т. 4, № 2. С. 115–122.Sidorova VF, Bol’shakova GB. Osobennosti rosta i vosstanovlenija miokarda mlekopitajushhih. In: Babaeva AG. Kletochnye osnovy regeneracii u mlekopitajushhih. Moscow: Nauka; 1984. P. 18–40.Сидорова В.Ф., Большакова Г.Б. Особенности роста и восстановления миокарда млекопитающих. В кн.: Бабаева А.Г. Клеточные основы регенерации у млекопитающих. Москва : Наука, 1984. С. 18–40.Rumjancev PP. Kardiomiocity v processah reprodukcii differencirovki i regeneracii. Leningrad: Nauka; 1982. 288 p.Румянцев П.П. Кардиомиоциты в процессах репродукции дифференцировки и регенерации. Ленинград : Наука, 1982. 288 с.Elchaninov AV. Migration, proliferation and apoptosis as key processes in the formation of a population of macrophages in the regenerating liver. Russian Journal of Transplantology and Artificial Organs. 2021;23(S):137.Ельчанинов А.В. Миграция, пролиферация и апоптоз как ключевые процессы формирования популяции макрофагов регенерирующей печени // Вестник трансплантологии и искусственных органов. 2021. Т. 23, № S. С. 137.