Изучение восстановительных процессов является актуальным объектом исследования. Существует множество способов и явлений для восстановления поврежденных частей организма, но до сих пор не ясно, каким именно сигналам подчиняются данные процессы. При восстановлении идут процессы детерминации, дифференцировки, роста и др., сходные с теми процессами, что идут при эмбриональном развитии.
У хвостатых амфибий процессы репаративной регенерации хорошо выражены даже на поздних стадиях развития (посттравматическое восстановление глаз, конечностей у тритонов). У бесхвостых – восстановление выражено на стадии личинки. Нами описано восстановление пигментной системы. Пигментная система позвоночных – совокупность клеток нейрального происхождения. Пигментные клетки в онтогенезе образуются из материала нервного гребня. Зрелые меланоциты – у амфибий меланофоры – высокодифференцированные клетки, тем не менее способные к митозу. Меланофоры способны перемещать гранулы пигмента по клетке, причем пути перемещения сохраняются и в дочерних клетках – клеточная память. Меланофоры заметны невооруженным глазом, благодаря пигменту меланину, не иннервированы и обладают гормональной чувствительностью. Под действием мелатонина происходит агрегация, движение пигментных гранул в перикариальную область, а под действием МСГ и некоторых других гипофизарных гормонов – распределение по всей клетке, то есть дисперсия.
Мы проводили работу на личинках шпорцевой лягушки. Животные подвергались операции по разрушению дермальных меланофоров в области за глазом с правой стороны. Меланофоры разрушали надавливая стеклянным капилляром на кожу личинки. Головастиков содержали при постоянных условиях в термостате ТСО-1/80 СПУ при температуре 23 С на постоянном освещении 40 люкс. Все личинки были распределены на три группы по фонам (белый, нейтральный и темный). В качестве нейтрального фона использовался серый. Каждая группа включала контрольных и опытных животных. Эксперимент длился 12 дней. На 2,5,7,9 и 12 день проводили видеофиксацию камерой ToupCam. Анализ числа клеток вели с помощью программы ImageJ и Excel. При первом подсчете подбирался определенный участок, на котором обнаруживалось 30 клеток. В опытную и контрольную группы были включены головастики 46-48, 52-54 и 55-58 стадий.
По истечении срока восстановления клеток было выявлено, что пигментных клеток больше у животных из опытной группы, в контроле количество клеток изменяется незначительно. На ранних стадиях (46-48) число клеток у контрольных головастиков превышало, число клеток после регенерации у животных опытной группы. Для животных, содержащихся на темном фоне опытной группы этот показатель составил – 59%, на сером фоне – 34%, на белом фоне – 17%. В то же время в контрольной группе мы наблюдали увеличение числа клеток на 74%, 71%, 44% соответственно. Для 52-53 стадии показано, что увеличение числа клеток в контрольной группе происходило на 14-21% с минимумом на белом фоне, а в опытной группе на 40-52% соответственно. На поздних стадиях развития (после 54) увеличение числа клеток наблюдалось только на сером и черном фоне (56% и 54% соответственно), на белом фоне число клеток на исследуемом участке кожи после операции было меньше, чем до нее.
Вероятно, потеря контактного ингибирования стимулирует клетки к митозу, а воспалительная реакция к дифференцировке меланобластов. Причем на интенсивность этих процессов оказывают влияние гормоны МСГ и мелатонин, концентрация которых в организме напрямую зависит от светового режима. Отмечено, что на черном фоне личинки шпорцевой лягушки наиболее интенсивно растут на стадиях от 48 до 54. Белый фон тормозит развитие личинок на ранних стадиях, безразличен на стадиях 52-54, и ускоряет развитие на поздних стадиях. Данный эксперимент подтверждает влияние фона на пролиферативную активность недифференцированных клеток и при регенерационном морфогенезе, а значит и на общее состояние личинок.