Εάν κόψετε το πόδι από ένα σαλαμάνδρα, μεγαλώνει. Οι άνθρωποι, ωστόσο, δεν μπορούν να διαχειριστούν το τέχνασμα. Οι λόγοι δεν είναι απλοί και σε κάποιο βαθμό εξακολουθούν να είναι ένα μυστήριο.
"Στην πραγματικότητα αναγεννούμε πραγματικά καλά, την επιδερμίδα μας, για παράδειγμα", δήλωσε ο David Gardiner, καθηγητής της αναπτυξιακής και κυτταρικής βιολογίας στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Irvine, στο Live Science, αναφερόμενος στο ανώτερο στρώμα του δέρματος. "Η επένδυση του εντέρου μας, μπορούμε να αναγεννηθούμε κομμάτια, αλλά δεν αναγεννούμε αυτές τις πιο σύνθετες δομές".
Ο Gardiner μελέτησε την αναγέννηση του σαλαμάνδρα για δεκαετίες, αναζητώντας τον μηχανισμό της υπερδύναμης. Ανθρώπινη αναγέννηση είναι πιθανό ακόμα στο μέλλον, αλλά όχι πολύ μακριά - είναι δυνατόν ένας από τους σημερινούς μεταπτυχιακούς φοιτητές του ή μεταδιδακτορικούς ερευνητές να το σκάσει και η αναγέννηση των άκρων θα αποτελέσει μέρος του ιατρικού εργαλείου.
Αυτό συμβαίνει επειδή, θεωρητικά, θα πρέπει να είναι δυνατή η αναγέννηση ενός ανθρώπινου άκρου. Στο δέρμα, για παράδειγμα, εάν οι τομές δεν είναι βαθιές, δεν θα υπάρξουν ουλές λόγω της διαδικασίας επούλωσης που αναγεννά τα κύτταρα του δέρματος. Είναι επίσης δυνατό για τους ανθρώπους να αναγεννήσουν τα ίδια τα άκρα των δακτύλων αν τα κύτταρα κάτω από τα νύχια παραμένουν άθικτα. Τα οστά θα πλέκουν μαζί εάν επιστρέψετε στα κομμάτια, ας πούμε, με μια βίδα ή ένα χυτό. Τα ανθρώπινα συκώτια μπορούν επίσης να αναπτυχθούν για να γεμίσουν το χώρο και να ξανακτίσουν κάποια από τη δομή που υπέστη βλάβη.
Καλλιέργεια ολόκληρου άκρου
Αλλά η αναγέννηση των άκρων (των ειδών σαλαμάνδρα) είναι κάτι περισσότερο από την αντικατάσταση του ιστού. Για ένα άκρο για να αναγεννηθείτε, χρειάζεστε οστά, μυς, αιμοφόρα αγγεία και νεύρα. Υπάρχουν ενήλικα βλαστοκύτταρα, ένα είδος αδιαφοροποίητου κυττάρου που μπορεί να γίνει εξειδικευμένο, που αναγεννά το μυ, αλλά δεν φαίνεται να ενεργοποιούν. "Μπορείτε να αναγεννηθείτε τα αιμοφόρα αγγεία και ακόμη και τα νεύρα", δήλωσε ο Gardiner. "Όμως, το σύνολο του βραχίονα δεν μπορεί."
Ο Stéphane Roy, διευθυντής του εργαστηρίου αναγέννησης ιστών σε σπονδυλωτά του Πανεπιστημίου του Μόντρεαλ, σημείωσε ότι το δέρμα, το ήπαρ και τα οστά δεν αναγεννούνται με την ίδια έννοια που κάνουν οι σαλαμάνδρες.
"Οι άνθρωποι μπορούν να αντικαταστήσουν μόνο το επιφανειακό στρώμα του δέρματος (πράγμα που είναι στην πραγματικότητα μια συνεχής διαδικασία που ονομάζεται ομοιοστασία)", ανέφερε σε email. "Το μεγαλύτερο μέρος της σκόνης σε ένα σπίτι είναι νεκρά κύτταρα του δέρματος που χάσαμε".
"Το ήπαρ είναι επίσης αρκετά διαφορετικό από την αναγέννηση των άκρων στα σαλαμάνδρα", δήλωσε ο Roy. "Η αναγέννηση του ήπατος είναι πραγματικά αντισταθμιστική υπερπλασία, πράγμα που σημαίνει ότι αυτό που έχει απομείνει θα αυξηθεί σε μέγεθος για να αντισταθμιστεί αυτό που χάνεται". Έτσι, ο ιστός του ήπατος που υπάρχει εκεί θα μεγαλώσει, αλλά αν χάσει ολόκληρο το ήπαρ, δεν θα μπορούσε να αναγεννηθεί.
"Αυτό που έχει χαθεί δεν θα ξαναγεννηθεί και επομένως δεν μπορείτε να ανασυγκροτήσετε το συκώτι, σε αντίθεση με τα άκρα σε ένα σαλαμάνδρα, το οποίο μπορεί να ακρωτηριαστεί πολλές φορές και κάθε φορά που θα αναγεννηθεί ένα νέο άκρο".
Οι άνθρωποι έχουν την ικανότητα να αναγεννήσουν
Ο Gardiner, ωστόσο, είπε ότι οι άνθρωποι χτίζουν ολόκληρα συστήματα οργάνων στη μήτρα. από μερικές γενετικές πληροφορίες ένα ανθρώπινο έμβρυο αναπτύσσεται σε ένα πλήρες άτομο σε εννέα μήνες. Έτσι, υπάρχει μια περιορισμένη ικανότητα να ξαναγεννιάζουν τα πράγματα, και αυτό κάνει την εξελικτική αίσθηση - οι άνθρωποι πρέπει να είναι σε θέση να θεραπεύσουν, είπε.
Εκτός αυτού, ο γενετικός μηχανισμός στον άνθρωπο και ο σαλαμάνδρας δεν είναι τόσο διαφορετικός, παρόλο που ο τελευταίος κοινός μας πρόγονος αποκλίνει κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του Δεβονίου, πριν από περίπου 360 εκατομμύρια χρόνια. "Δεν υπάρχουν ειδικά γονίδια για αναγέννηση", δήλωσε ο Gardiner. «Υπάρχουν αυτά τα βήματα που περνούν και τουλάχιστον ένα από αυτά τα βήματα δεν δουλεύει στον άνθρωπο».
Για να αναγεννηθεί ένα άκρο, τα κύτταρα πρέπει να ξέρουν πού είναι - είναι στην άκρη ενός άκρου από τα δάχτυλα, ή είναι στην άρθρωση αγκώνα; - και πρέπει να οικοδομήσουν τις σωστές δομές στη σωστή σειρά. Οι Salamanders έχουν ορισμένα γονίδια που «απενεργοποιούνται» στους ανθρώπους, δήλωσε ο Gardiner. Ίσως αυτά τα γονίδια να επιτρέψουν την αναγέννηση, ή τουλάχιστον να βοηθήσουν τον έλεγχο της διαδικασίας. Κάτι στο εξελικτικό παρελθόν των ανθρώπων επέλεξε να μην εκφράζει αυτά τα γονίδια όπως κάνουν οι σαλαμάνδραδες. Κανείς δεν ξέρει τι είναι κάτι, είπε.
Το 2013, ένας Αυστραλός επιστήμονας, James Godwin, στο Πανεπιστήμιο Monash μπορεί να έχει λύσει μέρος αυτού του μυστηρίου. Βρήκε ότι τα κύτταρα, που ονομάζονται μακροφάγα, φαίνεται να αποτρέπουν την συσσώρευση ουλώδους ιστού στα σαλαμάνδρα. Τα μακροφάγα υπάρχουν σε άλλα ζώα, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, και αποτελούν μέρος του ανοσοποιητικού συστήματος. Η λειτουργία τους είναι να σταματήσουν τις λοιμώξεις και να προκαλέσουν φλεγμονή, το οποίο είναι το σήμα προς το υπόλοιπο σώμα που χρειάζεται η επισκευή. Οι σαλαμάνδρες που δεν είχαν μακροφάγα απέτυχαν να αναγεννήσουν τα άκρα τους και, αντιθέτως, σχημάτισαν ουλές.
Ο Gardiner δήλωσε ότι το έργο του Godwin ήταν ένα βήμα προς την κατανόηση της αναγέννησης των άκρων. Συνήθως σαλαμάνδρες δεν αναπτύσσουν ιστό ουλής καθόλου. Όταν ένας άνθρωπος δακρύζει έναν μυ ή παίρνει μια αρκετά βαθιά κοπή, βλαπτικό συνδετικό ιστό, μορφές ουλώδους ιστού. Αυτός ο ιστός ουλής δεν προσφέρει την ίδια λειτουργικότητα με την αρχική ουσία.
"Αν θα μπορούσα να πάρω ένα σαλαμάνδρα σε σημάδια που θα ήταν πραγματικά κάτι", δήλωσε ο Γκάρντινερ, γιατί αυτό θα έριξε φως στον μηχανισμό που κάνει τους ανθρώπους να μην μπορούν να ξαναγεννάνουν άκρο ή όργανο. Έτσι, τα μακροφάγα μπορεί να είναι μέρος της ιστορίας, αλλά όχι όλα αυτά.
Αναγέννηση νεοτόνης και άκρων
Η ικανότητα να "μείνετε νέοι" μπορεί να προσθέσει μια άλλη εικόνα στο μυστήριο της αναγέννησης των άκρων. Μεξικάνικες σαλαμάνδρες, που ονομάζονται αμοιότυπα, ή Αμμίστομα mexicanum, είναι νεογενείς, που σημαίνει ότι διατηρούν τα νεανικά χαρακτηριστικά στην ενηλικίωση. Αυτός είναι ο λόγος που axolotls διατηρούν τα βράγχια καθώς ωριμάζουν, ενώ άλλα είδη salamander δεν το κάνουν.
Οι άνθρωποι έχουν επίσης νεωτερισμό, γι 'αυτό οι ενήλικες μοιάζουν περισσότερο με το μωρό μας από ό, τι συμβαίνει με άλλα πρωτεύοντα, και γιατί παίρνουμε περισσότερο χρόνο για να ωριμάσουμε από, ας πούμε, οι χιμπαντζήδες. Υπάρχει κάποια σύνδεση, ίσως, με νεωτερισμό και αναγέννηση. Ο Gardiner σημειώνει ότι οι νεότεροι άνθρωποι φαίνονται καλύτερα να θεραπεύονται από τους παλαιότερους.
Επιπλέον, οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Χάρβαρντ ανακάλυψαν ότι ένα γονίδιο που ονομάζεται Lin28a, το οποίο είναι ενεργό στα ανώριμα ζώα (και στους ανθρώπους), αλλά κλείνει με ωριμότητα, έχει ένα χέρι για να επιτρέψει στα ποντίκια να αναγεννήσουν ιστό - τα δάχτυλα των ποδιών και τα αυτιά τους. Μόλις τα ζώα ήταν ηλικίας μεγαλύτερης των 5 εβδομάδων, δεν ήταν σε θέση να αναγεννηθούν τα μέρη αυτά, ακόμα και όταν διεγέρθηκε η λειτουργία Lin28a. Το Lin28a αποτελεί μέρος του συστήματος ελέγχου του μεταβολισμού του ζώου - όταν διεγερθεί, μπορεί να κάνει ένα ζώο να παράγει περισσότερη ενέργεια, σαν να ήταν νεότερος.
Αλλά η ακριβής φύση της σύνδεσης δεν κατανοείται ακόμα. Ενώ όλα τα σαλαμάνδρες μπορούν να αναγεννηθούν τα άκρα, μόνο τα αμοιότα είναι μη-ανθεκτικά, σημείωσε ο Roy.
Οι σαλαμάνδρες, ειδικά οι αιολότυλοι, μπορούν να στρατολογήσουν βλαστοκύτταρα για να ξεκινήσουν την αναγέννηση των άκρων και τα είδη των κυττάρων που αντιδρούν σε μια περιοχή του τραύματος φαίνεται επίσης να συνδέονται με το αν τα άκρα μπορούν να αναπτυχθούν ξανά. Ο Gardiner μπόρεσε να πάρει τα σαλαμάνδρα για να αυξήσει τα επιπλέον άκρα διεγείροντας την ανάπτυξη των νευρικών κυττάρων σε μια περιοχή τραυμάτων.
"Μπορεί να έχει να κάνει με μια ισχυρή ανοσοαπόκριση ή την συγκεκριμένη απελευθέρωση ορισμένων αυξητικών παραγόντων ή ένα συνδυασμό και των δύο. Θα μπορούσε να είναι εν μέρει ένα ζήτημα της βιοφυσικής: Τα άκρα Salamander είναι πολύ μικρότερα από τον άνθρωπο, όμως οι βάτραχοι δεν μπορούν να αναγεννηθούν τα άκρα, οπότε μπορεί να μην είναι απλά θέμα μεγέθους ", δήλωσε ο Roy.
Αυτό το μυστήριο παραμένει ένα - τουλάχιστον για τώρα.
Αρχικό άρθρο σχετικά με τη ζωντανή επιστήμη.
