Ako nogu odrežete salamander, ona raste natrag. Međutim, ljudi ne mogu upravljati trikom. Razlozi nisu daleko od jednostavnih i u određenoj su mjeri još uvijek pomalo tajna.
"Mi se zaista dobro regeneriramo; na primjer, naša epiderma", izjavio je David Gardiner, profesor razvojne i stanične biologije na kalifornijskom sveučilištu Irvine za Live Science, pozivajući se na gornji sloj kože. "Naše crijevo sluznice, možemo regenerirati dijelove i komade. Ali te složenije strukture ne regeneriramo."
Gardiner je desetljećima proučavao regeneraciju salamandera, tražeći temeljni mehanizam supersila. Regeneracija ljudi, rekao je, vjerojatno je još u budućnosti, ali ne previše daleka - moguće je da će je netko od njegovih trenutnih diplomskih studija ili postdoktorskih istraživača slomiti, a regeneracija udova dio medicinskog alata.
To je zato što bi, u teoriji, trebalo ponovno uspostaviti ljudski ud. Na primjer, na koži, ako posjekotine nisu duboke, neće biti ožiljaka zbog procesa ozdravljenja koji obnavlja stanice kože. Također je moguće da ljudi regeneriraju same vrhove prstiju ako su stanice ispod noktiju i dalje netaknute. Kosti će se plesti zajedno ako ponovno spojite komade, recimo, vijkom ili lijevanjem. Ljudska jetra također može narasti da bi ispunila prostor i obnovila dio strukture koja je bila oštećena.
Uzgoj cijelog udova
Ali regeneracija udova (onakve kakve rade salamanderi) više je nego samo zamjena tkiva. Da bi se ud mogao regenerirati, potrebni su vam kosti, mišići, krvne žile i živci. Postoje matične stanice odraslih, vrsta nediferencirane stanice koja može postati specijalizirana, koja regenerira mišiće, ali čini se da se ne aktiviraju. "Možete obnoviti krvne žile, pa čak i živce", rekao je Gardiner. "Ali cijela ruka ne može."
Stéphane Roy, direktor laboratorija za regeneraciju tkiva kralježnjaka na Sveučilištu u Montrealu, primijetio je da se koža, jetra i kosti ne regeneriraju u onom smislu kao što to rade salamanderi.
"Ljudi mogu zamijeniti samo površinski sloj kože (što je u stvari kontinuirani proces koji se naziva homeostazom)", rekao je u e-poruci. "Većina prašine u kući čine mrtve stanice kože koje smo izgubili."
"Jetra se također razlikuje od regeneracije udova u salamanderima", rekao je Roy. "Regeneracija jetre zaista je kompenzacijska hiperplazija, što znači da će ono što preostane rasti u veličini da nadoknadi izgubljeno." Dakle, jetreno tkivo koje se tamo nalazi postajat će veće, ali ako bi se cijela jetra izgubila, nije se mogla regenerirati.
"Izgubljeno se neće ponovo naseliti, pa stoga jetru ne možete ponovo amputirati, za razliku od udova u salamandru, koji se mogu amputirati više puta i svaki put kada se novi ud regenerira."
Ljudi imaju sposobnost regeneracije
Gardiner je, međutim, rekao da ljudi grade čitave organe u maternici; iz samo nekih genetskih informacija ljudski se embrij u devet mjeseci razvija u kompletnu osobu. Dakle, ograničena je sposobnost regresiranja stvari, a to ima evolucijski smisao - ljudi moraju biti sposobni liječiti, rekao je.
Povrh toga, temeljni genetski mehanizam u čovjeku i salamandru nije toliko različit, iako se naš posljednji zajednički predak razilazio tijekom devonskog razdoblja, prije nekih 360 milijuna godina. "Ne postoje posebni geni za regeneraciju", rekao je Gardiner. "Postoje ti koraci kroz koje prolaze i bar jedan od tih koraka ne djeluje na ljude."
Da bi regresirali ud, stanice moraju znati gdje su - jesu li na samom vrhu udova prstima ili su na laktu? - i trebaju izgraditi prave strukture pravim redoslijedom. Salamanderi imaju određene gene koji su "isključeni" kod ljudi, rekao je Gardiner. Možda ti geni omogućuju regeneraciju ili barem pomažu u kontroli procesa. Nešto u evolucijskoj prošlosti ljudi odabrano je protiv izražavanja tih gena kao što to čine salamanderi. Nitko ne zna što je to bilo, rekao je.
Godine 2013. australijski znanstvenik James Godwin sa Sveučilišta Monash možda je riješio dio te misterije. Otkrio je da stanice, nazvane makrofagi, izgleda da sprečavaju nakupljanje ožiljnog tkiva u salamanderima. Makrofagi postoje i kod drugih životinja, uključujući ljude, i dio su imunološkog sustava. Njihova funkcija je zaustaviti infekcije i izazvati upalu, što je signal ostatku tijela da je potreban popravak. Salamanderi bez makrofaga nisu uspjeli regenerirati svoje udove, umjesto toga stvorili su ožiljke.
Gardiner je rekao da je Godwinov rad bio korak ka razumijevanju regeneracije udova. Obično salamanderi uopće ne razvijaju ožiljkasto tkivo. Kad čovjek rastrgne mišić ili dobije dovoljno dubok rez, oštećujući vezivno tkivo, nastaje ožiljak. Ovaj ožiljak ne nudi istu funkciju kao izvorni materijal.
"Kad bih uspio dobiti salamander za ožiljak, to bi zaista bilo nešto", rekao je Gardiner, jer bi to osvijetlilo mehanizam zbog kojeg ljudi ne mogu ponovno rastući ud ili organ. Dakle, makrofagi bi mogli biti dio priče, ali ne svi.
Neotonija i regeneracija udova
Sposobnost „ostajanja mladih“ može dodati još jedan uvid u tajnu regeneracije udova. Meksičke salamere, nazvane asolotli, ili Ambystoma mexicanum, neotenski su, što znači da zadržavaju maloljetničke osobine u odrasloj dobi. Zbog toga asolotli zadržavaju škrge kako sazrivaju, dok druge vrste salamander ne čine.
I ljudi posjeduju neotenziju, zbog čega odrasli više sliče našem djetetu nego što je to slučaj s drugim primatima i zašto nam sazrijeva duže nego što to recimo čine šimpanzi. Možda postoji neka veza s neotenijom i regeneracijom. Gardiner napominje da se čini da se mlađi ljudi mogu bolje liječiti od starijih.
Pored toga, istraživači sa Harvard Medical School otkrili su da gen zvan Lin28a, koji je aktivan u nezrelih životinja (i ljudi), ali se zaustavlja sa zrelošću, ima ruku koja omogućuje miševima da obnavljaju tkivo - ili barem regresiraju vrhove nožni prsti i uši. Jednom kada su životinje bile starije od 5 tjedana, nisu mogle ponovno obnoviti te dijelove, čak ni kada je bila stimulirana funkcija Lin28a. Lin28a je dio kontrolnog sustava životinjskog podrijetla za metabolizam - kada se stimulira, životinja može stvoriti više energije, kao da je mlađa.
Ali točna priroda veze još nije shvaćena. Dok svi salamandri mogu regenerirati udove, samo su aksolotli neotenični, primijetio je Roy.
Salamanderi, posebno asolotli, mogu regrutovati matične stanice da bi započele ponovno rast udova, a vrste stanica koje reagiraju na mjesto rane također se pojavljuju povezane s tim da li udovi mogu ponovno rasti. Gardiner je uspio nabaviti salamandre za rast dodatnih udova stimulišući rast živčanih stanica na mjestu rane.
"To može imati veze s jakim imunološkim odgovorom ili specifičnim oslobađanjem nekih faktora rasta ili kombinacijom oba. To bi moglo biti dijelom pitanje biofizike: udovi Salamandera su mnogo manji od ljudi; međutim, žabe ne mogu obnoviti udovima, tako da možda nije samo pitanje veličine ”, rekao je Roy.
Ova misterija ostaje jedna - barem za sada.
Izvorni članak o Live Science.
