Ak odrežete nohu od mloka, dorastie späť. Ľudia však tento trik nedokážu zvládnuť. Dôvody nie sú ani zďaleka jednoduché a do istej miery sú stále trochu záhadou.
"Skutočne sa regenerujeme naozaj dobre; napríklad naša epiderma," povedal David Gardiner, profesor vývojovej a bunkovej biológie na Kalifornskej univerzite v Irvine, pre agentúru Live Science odkazujúc na vrchnú vrstvu pokožky. "Naše črevá, môžeme regenerovať kúsky. Avšak tieto zložitejšie štruktúry neregenerujeme."
Gardiner už desaťročia študoval regeneráciu mloka a hľadal základný mechanizmus superveľmoci. Regenerácia človeka je podľa jeho slov pravdepodobne stále v budúcnosti, ale nie príliš ďaleko - je možné, že jeden z jeho súčasných postgraduálnych študentov alebo postdoktorandov to prelomí a regenerácia končatín bude súčasťou lekárskej sady nástrojov.
Je to preto, že teoreticky by malo byť možné dorastanie ľudskej končatiny. Napríklad v koži, ak nie sú rezy hlboké, nedochádza k zjazveniu v dôsledku procesu hojenia, ktorý regeneruje kožné bunky. Ak sú bunky pod nechtami stále neporušené, je tiež možné regenerovať samé špičky prstov. Kosti sa spoja, ak sa k kusom vrátite, povedzme, pomocou skrutky alebo odliatku. Ľudské pečene môžu tiež rásť, aby vyplnili priestor a prestavali niektorú z poškodených štruktúr.
Pestovanie celej končatiny
Regenerácia končatín (druhu mlokov) však nie je len náhradou tkaniva. Na regeneráciu končatín potrebujete kosti, svaly, krvné cievy a nervy. Existujú dospelé kmeňové bunky, druh nediferencovanej bunky, ktorá sa môže špecializovať, ktorá regeneruje svaly, ale zdá sa, že sa neaktivujú. „Môžete regenerovať krvné cievy a dokonca aj nervy,“ povedal Gardiner. „Ale celé rameno to nedokáže.“
Stéphane Roy, riaditeľ laboratória pre regeneráciu tkanív stavovcov na University of Montreal, poznamenal, že pokožka, pečeň a kosti sa neregenerujú v rovnakom zmysle, ako to robia mloky.
„Ľudia môžu nahradiť iba povrchovú vrstvu kože (čo je v skutočnosti kontinuálny proces nazývaný homeostáza),“ uviedol v e-maile. „Väčšina prachu v dome sú odumreté kožné bunky, ktoré sme stratili.“
„Pečeň je tiež dosť odlišná od regenerácie končatín u mlokov,“ povedal Roy. „Regenerácia pečene je skutočne kompenzačná hyperplázia, čo znamená, že to, čo zostane, sa bude zväčšovať, aby kompenzovalo stratu.“ Teda pečeňové tkanivo, ktoré je tam, sa bude zväčšovať, ale ak sa stratí celá pečeň, nemôže sa regenerovať.
„To, čo sa stratilo, nebude narastať, a preto nemôžete amputovať pečeň, na rozdiel od končatín v mloku, ktoré sa môžu amputovať viackrát a zakaždým, keď sa regeneruje nová končatina.“
Ľudia majú schopnosť regenerácie
Gardiner však povedal, že ľudia v lone budujú celý orgánový systém; z iba nejakých genetických informácií sa ľudské embryo vyvinie v deväť mesiacov na úplného človeka. Existuje teda obmedzená schopnosť dorásť veci do pôvodného stavu, čo dáva evolučný zmysel - ľudia musia byť schopní uzdraviť, povedal.
Okrem toho základné genetické mechanizmy človeka a mloka nie sú také odlišné, aj keď sa náš posledný spoločný predok počas devónskeho obdobia, asi pred 360 miliónmi rokov, rozchádzal. „Neexistujú žiadne špeciálne gény na regeneráciu,“ povedal Gardiner. „Existujú tieto kroky, ktorými prechádzajú a aspoň jeden z týchto krokov u ľudí nefunguje.“
Aby dorástli končatiny, musia bunky vedieť, kde sú - sú prstami na samom konci končatiny alebo sú v lakťovom kĺbe? - a musia vybudovať správne štruktúry v správnom poradí. Mloci majú určité gény, ktoré sú u ľudí „vypnuté“, uviedol Gardiner. Možno tieto gény umožňujú regeneráciu alebo aspoň pomáhajú kontrolovať proces. Niečo v ľudskej evolučnej minulosti bolo vybrané proti tomu, aby sa tieto gény vyjadrovali tak, ako sa mloky. Nikto nevie, čo to bolo, povedal.
V roku 2013 austrálsky vedec James Godwin z Monash University mohol vyriešiť časť tohto tajomstva. Zistil, že bunky, ktoré sa nazývajú makrofágy, zrejme bránia hromadeniu jaziev v mlokoch. Makrofágy existujú u iných zvierat, vrátane ľudí, a sú súčasťou imunitného systému. Ich funkciou je zastaviť infekcie a spôsobiť zápal, čo je signál pre zvyšok tela, ktorý je potrebné opraviť. Salamanders bez makrofágov nedokázali regenerovať svoje končatiny a namiesto toho vytvorili jazvy.
Gardiner povedal, že Godwinova práca bola krokom k pochopeniu regenerácie končatín. Bežne sa mloky obyčajne nevyvíjajú jazvové tkanivo. Keď človek trhá svaly alebo dostáva hlboký rez, poškodzuje spojivové tkanivo, vytvára jazvové tkanivo. Toto jazvové tkanivo neponúka rovnakú funkčnosť ako pôvodné materiály.
„Keby som mohol dostať mlok na jazvu, čo by bolo naozaj niečo,“ povedal Gardiner, pretože by to vrhlo svetlo na mechanizmus, vďaka ktorému ľudia nedokážu znovu dorásť končatinu alebo orgán. Takže makrofágy môžu byť súčasťou príbehu, ale nie všetko.
Neotónia a regenerácia končatín
Schopnosť „zostať mladá“ môže pridať ďalší pohľad do tajomstva regenerácie končatín. Mexické mloky, nazývané axolotl alebo Ambystoma mexicanumsú neotenické, čo znamená, že si do dospelosti zachovávajú mladistvé rysy. To je dôvod, prečo si axolotl udržujú žiabre, keď dozrievajú, zatiaľ čo iné druhy salamandrov nie.
Ľudia majú tiež novotvaré, a preto dospelí vyzerajú skôr ako naše bábätká ako v prípade iných primátov, a preto starnutie trvá dlhšie ako, povedzme, šimpanzy. Možno existuje súvislosť s novotvarom a regeneráciou. Gardiner poznamenáva, že mladší ľudia sa zdajú byť lepšie liečení ako starší.
Vedci z Harvardskej lekárskej fakulty okrem toho zistili, že gén s názvom Lin28a, ktorý je aktívny u nedospelých zvierat (a ľudí), ale s dospelosťou sa vypína, má ruku v tom, že umožňuje myšiam regenerovať tkanivo - alebo prinajmenšom znovu dorásť špičky ich prsty na nohách a ušiach. Keď boli zvieratá staršie ako 5 týždňov, nemohli tieto časti znovu dorastať, dokonca ani keď bola stimulovaná funkcia Lin28a. Lin28a je súčasťou kontrolného systému metabolizmu u zvierat - pri stimulácii môže zvieraťu priniesť viac energie, akoby bola mladšia.
Presná povaha spojenia však ešte nie je známa. Zatiaľ čo všetci mloci môžu regenerovať končatiny, iba axolotl sú neotenickí, poznamenal Roy.
Mloci, najmä axolotl, môžu najímať kmeňové bunky, aby začali znovu dorásť končatiny, a zdá sa, že druhy buniek, ktoré reagujú na miesto rany, sú spojené s tým, či končatiny môžu opäť rásť. Gardiner bol schopný prinútiť mloky pestovať ďalšie končatiny stimuláciou rastu nervových buniek v mieste rany.
„Môže to súvisieť so silnou imunitnou odpoveďou alebo so špecifickým uvoľňovaním niektorých rastových faktorov alebo kombináciou oboch. Môže to byť čiastočne otázka biofyziky: Salamanderove končatiny sú oveľa menšie ako ľudia, žaby však nemôžu regenerovať svoje žaby. končatiny, takže to nemusí byť len otázka veľkosti, “povedal Roy.
Toto tajomstvo zostáva jedno - aspoň zatiaľ.
Pôvodný článok o živej vede.
