Če odrežete nogo salamandru, vam raste nazaj. Vendar ljudje ne morejo obvladati trika. Razlogi še zdaleč niso enostavni in so do neke mere še vedno skrivnost.
"Dejansko se resnično regeneriramo; na primer naša povrhnjica," je za Live Science povedal David Gardiner, profesor razvojne in celične biologije na kalifornijski univerzi Irvine, ki se nanaša na zgornji sloj kože. "Naša črevesna obloga, lahko regeneriramo koščke in kose. Ampak teh bolj zapletenih struktur ne obnavljamo."
Gardiner je desetletja preučeval regeneracijo salamandra in iskal osnovni mehanizem velesile. Regeneracija človeka bo po njegovem mnenju verjetno še vedno v prihodnosti, vendar ne preveč oddaljena - verjetno bo kdo od njegovih sedanjih študentov ali podoktorskih raziskovalcev počil, regeneracija okončin pa bo del medicinskega orodja.
To je zato, ker bi morala biti teoretično mogoča ponovna rast človeške okončine. Na primer, če kosi niso globoki, ne bo brazgotin zaradi procesa celjenja, ki obnavlja kožne celice. Človek lahko regenerira tudi konice prstov, če so celice pod nohti še nedotaknjene. Kosti bodo pletene skupaj, če boste koščke znova povezali, recimo, z vijakom ali vložkom. Tudi človeška jetra lahko zraste, da zapolni prostor in obnovi del strukture, ki je bila poškodovana.
Gojenje celotnega uda
Toda regeneracija okončin (takšne, kot jo imajo salamanderji) je več kot le nadomeščanje tkiva. Da se okončina regenerira, potrebujete kosti, mišice, krvne žile in živce. Obstajajo matične celice odraslih, nekakšna nediferencirana celica, ki se lahko specializira, ki regenerira mišice, vendar se zdi, da se ne aktivirajo. "Lahko obnovite krvne žile in celo živce," je dejal Gardiner. "Toda celotna roka ne more."
Stéphane Roy, direktor laboratorija za regeneracijo tkiv pri vretenčarjih na univerzi v Montrealu, je ugotovil, da se koža, jetra in kosti ne regenerirajo v enakem smislu, kot to počnejo salamanderji.
"Ljudje lahko nadomestijo samo površinsko plast kože (kar je pravzaprav stalen proces, ki ga imenujemo homeostaza)," je dejal v elektronskem sporočilu. "Večina prahu v hiši je mrtvih kožnih celic, ki smo jih izgubili."
"Jetra so tudi pri salamandrih precej drugačna od regeneracije okončin," je dejal Roy. "Regeneracija jeter je res kompenzacijska hiperplazija, kar pomeni, da bo tisto, kar ostane, zraslo v velikosti, da bi nadomestilo izgubljeno." Torej jetrno tkivo, ki se nahaja tam, se bo povečalo, če pa bi se celotna jetra izgubila, se ne bi mogla regenerirati.
"Izgubljeno se ne bo ponovno pojavilo in zato jetra ne morete ponovno amputirati, za razliko od okončin v salamandru, ki se lahko amputirajo večkrat in vsakič, ko se bo nov ud oživil."
Ljudje imajo sposobnost regeneracije
Gardiner pa je dejal, da ljudje v maternici gradijo celotne organe; iz samo nekaterih genetskih informacij se človeški zarodek v devetih mesecih razvije v popolno osebo. Torej je omejena sposobnost ponovnega vračanja stvari in to je evolucijsko smiselno - ljudje morajo biti sposobni zdraviti, je dejal.
Poleg tega osnovna genetska mašinerija pri človeku in salamandri ni tako različna, čeprav se je naš zadnji skupni prednik razhajal v obdobju девоna, pred približno 360 milijoni let. "Ni posebnih genov za regeneracijo," je dejal Gardiner. "Obstajajo ti koraki, skozi katere teče, in vsaj eden od teh korakov ne deluje pri ljudeh."
Če želite ponovno okončati ud, morajo celice vedeti, kje so - ali so na samem koncu okončine s prsti ali so na komolčnem sklepu? - in morajo zgraditi prave strukture v pravem vrstnem redu. Salamander ima nekatere gene, ki so pri ljudeh "izklopljeni", je dejal Gardiner. Morda ti geni omogočajo regeneracijo ali vsaj pomagajo pri nadzoru procesa. Nekaj v evolucijski preteklosti človeka je izbrano proti izražanju teh genov, kot to počnejo salamanderji. Nihče ne ve, kaj je bilo to, je dejal.
Leta 2013 je avstralski znanstvenik James Godwin z univerze Monash morda razrešil del te skrivnosti. Ugotovil je, da se zdi, da celice, imenovane makrofagi, preprečujejo nastanek brazgotin v salamandrih. Makrofagi obstajajo pri drugih živalih, vključno s človekom, in so del imunskega sistema. Njihova funkcija je zaustaviti okužbe in povzročiti vnetje, kar je signal preostalem telesu, da je potrebna sanacija. Salamanderji, ki jim primanjkuje makrofagov, niso uspeli regenerirati okončin, namesto tega so tvorili brazgotine.
Gardiner je dejal, da je Godwinovo delo korak k razumevanju regeneracije okončin. Običajno salamanderji sploh ne razvijejo brazgotin. Ko človek raztrga mišico ali dobi dovolj globok rez, poškoduje vezivno tkivo, nastane brazgotinsko tkivo. To brazgotinsko tkivo ne nudi enake funkcionalnosti kot originalne stvari.
"Če bi lahko dobil salamander za brazgotino, bi to resnično bilo nekaj," je dejal Gardiner, ker bi to osvetlilo mehanizem, zaradi katerega ljudje ne morejo ponovno na okončinah ali organu. Torej bi lahko makrofagi bili del zgodbe, vendar ne vse.
Neotonija in regeneracija okončin
Sposobnost »ostati mlada« lahko doda še en vpogled v skrivnost regeneracije okončin. Mehiške salame, imenovane aksolotli, ali Ambistoma mexicanum, so neotenične, kar pomeni, da mladostniške lastnosti ohranjajo v odrasli dobi. Zato azolotli ob zorenju obdržijo škrge, medtem ko druge vrste salamander ne.
Tudi ljudje imajo neotenijo, zato so odrasli bolj podobni našemu otroku, kot je to pri drugih primatih, in zakaj si zoremo dlje kot recimo šimpanzi. Morda obstaja nekaj povezave z neotenzijo in regeneracijo. Gardiner ugotavlja, da se zdi, da se mlajši ljudje bolje zdravijo od starejših.
Poleg tega so raziskovalci z medicinske šole Harvard ugotovili, da ima gen z imenom Lin28a, ki je aktiven pri nezrelih živalih (in ljudeh), vendar se z zrelostjo izklopi, roko, ki omogoča mišicam, da obnovijo tkivo - ali vsaj da ponovno napnejo konice prsti in ušesa. Ko so bile živali stare več kot 5 tednov, teh delov niso mogle obnoviti, tudi ko je bila stimulirana funkcija Lin28a. Lin28a je del nadzornega sistema živali za metabolizem - ko ga spodbudimo, lahko ustvari več energije, kot da bi bila mlajša.
Toda natančna narava povezave še ni razumljena. Medtem ko lahko vsi salamanderji obnavljajo okončine, so samo azolotli neotenični, je opozoril Roy.
Salamanderji, zlasti asolotli, lahko pridobijo matične celice, da začnejo ponovno rasti okončine, vrste celic, ki reagirajo na mesto rane, pa se zdijo povezane tudi s tem, ali lahko okončine ponovno zrastejo. Gardinerju je uspelo pridobiti salamandra, da bi zrasel dodatne okončine s spodbujanjem rasti živčnih celic na mestu rane.
"Morda bo to povezano z močnim imunskim odzivom ali specifičnim sproščanjem nekaterih rastnih dejavnikov ali kombinacijo obeh. Deloma bi lahko šlo za vprašanje biofizike: okončine Salamanderja so veliko manjše od ljudi; žabe pa ne morejo obnoviti okončin, tako da morda ne gre samo za vprašanje velikosti, "je dejal Roy.
Ta skrivnost ostaja ena - vsaj za zdaj.
Izvirni članek o Live Science.
