Ha levágja a lábát egy szalamandra, akkor az növekedni fog. Az emberek azonban nem tudják megoldani a trükköt. Az okok messze nem egyszerűek, és bizonyos mértékig még mindig rejtélyek.
"Valójában regenerálódunk nagyon jól; például az epidermiszünkben" - mondta David Gardiner, az Irvine-i kaliforniai egyetem fejlődési és sejtbiológiájának professzora a Live Science számára, hivatkozva a bőr felső rétegére. "A bélbélésünkben darabok és darabokat regenerálhatunk. De ezeket a bonyolultabb szerkezeteket nem regeneráljuk."
Gardiner évszázadok óta tanulmányozza a szalamandra regenerálódását, megkeresve a szuperhatalom alapjául szolgáló mechanizmust. Az emberi regeneráció - mondta - valószínűleg még a jövőben is, de nem túl messze - valószínű, hogy egyik jelenlegi végzős hallgatója vagy posztdoktori kutatója feltöri azt, és a végtagok regenerációja része lesz az orvosi eszközkészletnek.
Ennek oka az, hogy elméletben lehetségesnek kell lennie az emberi végtag újratelepítéséről. Például a bőrben, ha a vágások nem mélyek, a bőrsejteket regeneráló gyógyulási folyamat miatt nem lesznek hegek. Az emberek számára is lehetséges az ujjak hegyének regenerálása, ha a körmök alatti sejtek még érintetlenek. A csontok összefonódnak, ha összekapcsolják a darabokat, mondjuk csavarral vagy öntéssel. Az emberi máj is növekedhet, hogy kitöltse a teret és újjáépítse a sérült szerkezet egy részét.
A teljes végtag növekedése
De a végtagok regenerálása (a szalamandrák jellegzetességei) nem pusztán a szövet helyettesítése. A végtag regenerálódásához csontra, izomra, erekre és idegekre van szükség. Vannak felnőtt őssejtek, egyfajta differenciálatlan sejt, amely specializálódott lehet, és amelyek regenerálják az izmokat, de úgy tűnik, hogy nem aktiválódnak. "Regenerálhatja az ereket és akár az idegeket" - mondta Gardiner. "De az egész kar nem tudja."
Stéphane Roy, a gerinces állatok szöveti regenerációjának laboratóriumának igazgatója, a Montreali Egyetemen rámutatott, hogy a bőr, a máj és a csontok nem regenerálódnak ugyanabban az értelemben, mint a szalamandra.
"Az emberek csak a bőr felszíni rétegét tudják pótolni (ami valójában egy folyamatos folyamat, amelyet homeosztázisnak neveznek)" - mondta egy e-mailben. "A ház porának nagy része holt bőrsejtek, amelyeket elveszítettünk."
"A máj meglehetősen különbözik a végtagok regenerációjától a szalamandrákban" - mondta Roy. "A máj regenerálása valóban kompenzáló hiperplázia, ami azt jelenti, hogy a maradék mérete növekszik, hogy kompenzálják az elveszettet." Tehát a májszövet nagyobb lesz, de ha a teljes máj elveszne, nem tudna regenerálni.
"Ami elveszett, nem fog megújulni, így nem lehet újra amputálni a májat, szemben a szalamander végtagjaival, amelyek többször amputálhatók, és minden egyes alkalommal új végtag regenerálódik."
Az emberek képesek regenerálni
Gardiner szerint azonban az emberek a teljes méhben szervrendszereket építnek fel; Néhány genetikai információból egy emberi embrió kilenc hónap alatt teljes emberré alakul. Tehát korlátozott lehetősége van a dolgok újratárgyalására, és ennek értelme az evolúciónak - az embernek képesnek kell lennie arra, hogy gyógyuljon.
Ráadásul az ember és a szalamander genetikai mechanizmusa nem különbözik annyira egymástól, annak ellenére, hogy utolsó közös őseink a devoni időszakban, mintegy 360 millió évvel ezelőtt eltértek egymástól. "Nincs speciális gén a regenerációhoz" - mondta Gardiner. "Vannak ezek a lépések, amelyeket átmennek, és ezek közül legalább egy nem működik az emberekben."
Egy végtag megújulásához a sejteknek tudniuk kell, hol vannak - a végtag végén vannak az ujjak, vagy a könyökízületnél vannak? - és a megfelelő struktúrákat kell a megfelelő sorrendben megépíteni. A szalamandáknak vannak bizonyos génjei, amelyek "kikapcsoltak" az emberekben - mondta Gardiner. Lehet, hogy ezek a gének lehetővé teszik a regenerációt, vagy legalábbis segítenek a folyamat irányításában. Az emberi evolúciós múlt valami oly módon választotta ki, hogy kifejezzék ezeket a géneket, ahogyan a szalamandok. Senki sem tudja, mi volt ez a valami - mondta.
2013-ban egy ausztrál tudós, James Godwin, a Monash Egyetemen megoldhatta e rejtély egy részét. Megállapította, hogy a makrofágoknak nevezett sejtek úgy tűnik, hogy megakadályozzák a hegszövet felhalmozódását a szalamandra. A makrofágok más állatokban, beleértve az embereket is léteznek, és részét képezik az immunrendszernek. Feladata az, hogy megállítsák a fertőzéseket és gyulladást okozzanak, ami jelzi a test többi részét, hogy javulásra van szükség. A makrofágok nélküli salamandrák nem tudtak regenerálni végtagjaikat, ehelyett hegek képződtek.
Gardiner szerint Godwin munkája egy lépés a végtagok regenerációjának megértése felé. Általában a szalamandra egyáltalán nem fejlődik ki hegszövet. Amikor az ember elszakítja az izmot, vagy elég mélyre vág, megsérül a kötőszövet, hegszövet alakul ki. Ez a hegszövet nem nyújtja ugyanolyan funkciókat, mint az eredeti cucc.
"Ha tudnék egy szalamandra heggelni, az valóban valami lenne" - mondta Gardiner, mert ez rávilágítana a mechanizmusra, amely miatt az emberek nem képesek újjáéledni egy végtagon vagy szervön. Tehát a makrofágok lehetnek a történet része, de nem egésze.
Nedony és végtagok regenerációja
A "fiatal maradni" képesség további betekintést adhat a végtagok regenerációjának rejtélyébe. Mexikói szalamandrák, úgynevezett axolotls, vagy Ambystoma mexicanum, neotenek, vagyis megtartják a fiatalkori vonásokat felnőttkorban. Ez az oka annak, hogy az axolotls érett állapotban megtartja a kopoltyúkat, míg más szalamandra fajok nem.
Az embereknek neoténia is van, ezért a felnőttek jobban hasonlítanak a baba magunkra, mint a többi főemlősök esetében, és miért hosszabb időt vesz igénybe az érett élet, mint mondjuk a csimpánzok. Van valamilyen kapcsolat a neotenyával és a regenerációval. Gardiner megjegyzi, hogy a fiatalabb emberek jobban képesek gyógyulni, mint az idősebbek.
Ezenkívül a Harvardi Orvostudományi Kutató kutatói azt találták, hogy a Lin28a nevű gén, amely aktív állatokban (és emberekben) aktív, de érettséggel leáll, kezét teszi lehetővé az egerek szövetek regenerálódásának vagy legalábbis a regények tippeinek újratelepítéséhez. lábujjak és fülük. Miután az állatok több mint öt hetesek voltak, nem voltak képesek újratelepíteni ezeket a részeket, még akkor sem, ha stimulálták a Lin28a funkciót. A Lin28a az állat anyagcseréjének kontrollrendszerének része - stimulálás esetén az állat több energiát generálhat, mintha fiatalabb lenne.
De a kapcsolat pontos természetét még nem értem. Míg az összes szalamandra képes regenerálni a végtagokat, csak az axolotlok neotenek - jegyezte meg Roy.
A szalamandrák, különösen az axolotlok, az őssejteket toborozhatják, hogy megújuljanak a végtagok. A sebhelyre reagáló sejtek olyan fajtái is megjelennek, amelyek kapcsolódnak ahhoz, hogy az végtagok újra megnövekedjenek. A Gardiner képes arra, hogy a szalamandereket extra végtagok kifejlesztésére serkentse az idegsejtek növekedését a sebhelyén.
"Lehetséges, hogy az erős immunválasz, vagy egyes növekedési faktorok specifikus felszabadulása, vagy mindkettő kombinációja. Ez részben a biofizika kérdése lehet: a Salamander végtagok sokkal kisebbek, mint az emberek; a békák azonban nem tudják regenerálni végtagok, tehát nem csak méret kérdése, "mondta Roy.
Ez a rejtély legalább egyelőre megmarad.
Eredeti cikk az élő tudományról.
