Jos katkaiset jalan salamandriasta, se kasvaa takaisin. Ihmiset eivät kuitenkaan pysty hallitsemaan temppua. Syyt eivät ole kaukana yksinkertaisista, ja ovat jossain määrin edelleen mysteeriä.
"Uudistuu todella hyvin; esimerkiksi orvaskemme", Kalifornian yliopiston Irvinein kehitys- ja solubiologian professori David Gardiner kertoi Live Science: lle viitaten ihon yläkerrokseen. "Suolivuori, voimme regeneroida palasia ja palasia. Mutta emme uudista näitä monimutkaisempia rakenteita."
Gardiner on tutkinut salamandrien uudistumista vuosikymmenien ajan etsien supervallan taustalla olevaa mekanismia. Ihmisen uudistuminen on hänen mukaansa todennäköisesti vielä tulevaisuudessa, mutta ei liian kaukana - on mahdollista, että yksi hänen nykyisistä jatko-opiskelijoistaan tai jatkotutkijoista murtaa sen, ja raajojen uudistaminen on osa lääketieteellistä työkalupakkia.
Tämä johtuu siitä, että teoriassa ihmisen raajan kasvamisen pitäisi olla mahdollista. Esimerkiksi ihossa, jos leikkaukset eivät ole syviä, ihon soluja uudistavan paranemisprosessin vuoksi ei ole arpia. Ihmisillä on myös mahdollista uudistaa sormenpäät, jos kynsien alla olevat solut ovat edelleen ehjät. Luut neulotaan yhteen, jos palaat kappaleisiin, esimerkiksi ruuvilla tai valetulla. Ihmisen maksat voivat myös kasvaa täyttääkseen tilan ja rakentaakseen osan vaurioituneesta rakenteesta.
Koko raajan kasvattaminen
Mutta raajojen elvyttäminen (sellaiset kuin salamandrit tekevät) on enemmän kuin vain kudoksen korvaamista. Jotta raaja uusiutuisi, tarvitset luita, lihaksia, verisuonia ja hermoja. On aikuisten kantasoluja, eräänlaista erittelemätöntä solua, josta voi tulla erikoistunutta ja joka uudistaa lihaksia, mutta ne eivät näytä aktivoivan. "Voit uudistaa verisuonia ja jopa hermoja", Gardiner sanoi. "Mutta koko käsivarsi ei voi."
Montrealin yliopiston selkärankaisten kudosten uudistamisen laboratorion johtaja Stéphane Roy totesi, että iho, maksa ja luu eivät uudistu samassa mielessä kuin salamandrit.
"Ihmiset voivat korvata vain ihon pintakerroksen (mikä on itse asiassa jatkuvaa prosessia, jota kutsutaan homeostaasiksi"), hän sanoi sähköpostissa. "Suurin osa talon pölystä on kuolleita ihosoluja, jotka menetimme."
"Maksa on myös aivan erilainen kuin raajojen uudistaminen salamandreissa", Roy sanoi. "Maksan uudistuminen on todella kompensoivaa hyperplasiaa, mikä tarkoittaa, että jäljelle jääneen koko kasvaa kadonneen korvaamiseksi." Joten siellä oleva maksakudos kasvaa suureksi, mutta jos koko maksa menetettäisiin, se ei voinut uudistua.
"Se, mikä on menetetty, ei kasva uudelleen, joten maksaa ei voida amputoida uudelleen, toisin kuin salamanderin raajoissa, jotka voidaan amputoida useita kertoja ja joka kerta uusi raaja elvyttää."
Ihmisillä on kyky uudistua
Gardiner kuitenkin sanoi, että ihmiset rakentavat kokonaiset elinjärjestelmät kohdussa; Joistakin geneettisistä tiedoista ihmisen alkio kehittyy kokonaiseksi henkilöksi yhdeksässä kuukaudessa. Joten on olemassa rajallinen kyky uudistaa asioita, ja se tekee evoluutiota järkeväksi - ihmisen on kyettävä parantamaan, hän sanoi.
Lisäksi ihmisen ja salamanderin taustalla oleva geneettinen tekniikka ei ole niin erilainen, vaikka viimeinen yhteinen esi-isämme erottui Devonin aikana, noin 360 miljoonaa vuotta sitten. "Regeneroinnissa ei ole erityisiä geenejä", Gardiner sanoi. "On olemassa nämä vaiheet, jotka he käyvät läpi, ja ainakin yksi niistä ei toimi ihmisissä."
Raajan uudelleenkasvaamiseksi solujen on tiedettävä, missä he ovat - ovatko ne raajan kärjessä sormien kautta vai ovatko ne kyynärpään päässä? - ja heidän on rakennettava oikeat rakenteet oikeassa järjestyksessä. Salamandreilla on tiettyjä geenejä, jotka "sammutetaan" ihmisissä, Gardiner sanoi. Ehkä nuo geenit mahdollistavat uusiutumisen tai ainakin auttavat hallitsemaan prosessia. Jotakin ihmisen evoluutiohistoriassa valittiin vastaamaan niitä geenejä, joita salamanttit tekevät. Kukaan ei tiedä mitä se jotain oli, hän sanoi.
Vuonna 2013 australialainen tiedemies James Godwin Monashin yliopistossa saattoi ratkaista osan mysteeristä. Hän havaitsi, että solut, joita kutsutaan makrofaageiksi, näyttävät estävän arpikudoksen muodostumista salamandreissa. Makrofaageja esiintyy muissa eläimissä, mukaan lukien ihmiset, ja ne ovat osa immuunijärjestelmää. Niiden tehtävänä on estää infektiot ja aiheuttaa tulehduksia, mikä on signaali muulle keholle, että korjaaminen on tarpeen. Salamandrit, joilla ei ole makrofageja, eivät pystyneet uudistamaan raajojaan, vaan muodostivat arpia.
Gardiner sanoi, että Godwinin työ oli askel kohti raajojen uudistumisen ymmärtämistä. Tavallisesti salamandrialaiset eivät kehitä arpikudosta ollenkaan. Kun ihminen repii lihaksen tai saa riittävän syvän leikkauksen, vahingoittaa sidekudosta, muodostuu arpikudos. Tämä arpikudos ei tarjoa samaa toimintoa kuin alkuperäiset jutut.
"Jos saisin salamanterin arpiin, se olisi todella jotain", Gardiner sanoi, koska se valaisi mekanismia, joka tekee ihmisistä kyvyttömättömäksi kasvamaan raajan tai elimen. Joten makrofagit saattavat olla osa tarinaa, mutta ei kaikki se.
Neotonin ja raajojen regeneraatio
Kyky "pysyä nuorena" saattaa lisätä uuden käsityksen raajojen uudistamisen mysteeristä. Meksikon salamandreja, joita kutsutaan axolotlsiksi tai Ambystoma mexicanum, ovat neogeenisiä, eli ne säilyttävät nuoruuden piirteet aikuisuuteen. Siksi axolotls säilyttää kidukset kypsyessään, kun taas muut salamanderilajit eivät.
Ihmisillä on myös neoteniaa, minkä vuoksi aikuiset näyttävät enemmän vauvan itsestämme kuin muiden kädellisten tapauksessa, ja miksi kypsyminen vie kauemmin kuin sanotaan simpansseilla. Siellä on jonkin verran yhteyttä neoteniaan ja uusiutumiseen. Gardiner huomauttaa, että nuoremmat ihmiset kykenevät parantamaan paremmin kuin vanhemmat.
Lisäksi Harvardin lääketieteellisen koulun tutkijat havaitsivat, että Lin28a-niminen geeni, joka on aktiivinen epäkypsissä eläimissä (ja ihmisissä), mutta sammuu kypsyyden aikana, auttaa hiiriä uudistamaan kudosta - tai ainakin kasvattamaan kudosten kärkiä. niiden varpaat ja korvat. Kun eläimet olivat yli 5 viikkoa vanhoja, he eivät pystyneet kasvattamaan näitä osia, vaikka Lin28a-toimintoa stimuloitiin. Lin28a on osa eläimen aineenvaihdunnan valvontajärjestelmää - stimuloituna se voi saada eläimen tuottamaan enemmän energiaa ikään kuin se olisi nuorempi.
Mutta yhteyden tarkkaa luonnetta ei vielä ymmärretä. Vaikka kaikki salamandrit voivat uudistaa raatoja, vain axolotlit ovat neogeenisiä, Roy totesi.
Salamandrit, etenkin akselot, voivat rekrytoida kantasoluja aloittamaan raajojen uudelleenkasvua, ja myös haavakohtaan reagoivat solutyypit vaikuttavat liittyneinä siihen, voivatko raajat kasvaa uudelleen. Gardiner pystyi saamaan salamandrien kasvamaan ylimääräisiä raajoja stimuloimalla hermosolujen kasvua haavakohdassa.
"Se voi koskea vahvaa immuunivastetta tai joidenkin kasvutekijöiden erityistä vapautumista tai molempien yhdistelmää. Se saattaa olla osittain biofysiikan kysymys: Salamanderin raajat ovat paljon pienempiä kuin ihmiset; sammakot eivät kuitenkaan kykene uudistamaan raajat, joten kyse ei välttämättä ole pelkästään koosta ", Roy sanoi.
Tämä mysteeri on yksi - ainakin toistaiseksi.
Alkuperäinen artikkeli elävästä tiedestä.
