Kui lõikate jala salamandrilt ära, kasvab see tagasi. Inimesed ei saa aga trikki hakkama. Põhjused pole kaugeltki lihtsad ja jäävad mingil määral endiselt pisut saladuseks.
"Me regenereerume tegelikult väga hästi; näiteks meie epidermis," rääkis Irvine'i California ülikooli arengu- ja rakubioloogia professor David Gardiner Live Science'ile, viidates naha pealmisele kihile. "Meie soolestiku vooder võib bitti ja tükki regenereerida. Kuid me ei uuenda neid keerukamaid struktuure."
Gardiner on salamandri uuenemist uurinud aastakümneid, otsides suurriigi alusmehhanismi. Inimese taastumine on tema sõnul tõenäoliselt veel tulevikus, kuid mitte liiga kaugel - on võimalik, et üks tema praegustest kraadiõppuritest või järeldoktoritest purustab selle ja jäsemete taastumine on osa meditsiinilisest tööriistakomplektist.
Seda seetõttu, et teoreetiliselt peaks inimese jäseme taaskasvatamine olema võimalik. Näiteks nahas, kui jaotustükid pole sügavad, ei teki naharakke taastava tervenemisprotsessi tõttu arme. Inimestel on võimalik taastada ka sõrmeotsad, kui sõrmeküünte all olevad rakud on endiselt terved. Luud koo kokku, kui ühendate tükid näiteks kruvi või valatud detailiga. Inimese maksad võivad kasvada ka selleks, et täita ruumi ja taastada mõni kahjustatud struktuur.
Terve jäseme kasvatamine
Kuid jäsemete uuendamine (nagu seda teevad salamandrid) on midagi enamat kui lihtsalt koe asendamine. Jäseme taastumiseks on vaja luud, lihaseid, veresooni ja närve. On olemas täiskasvanu tüvirakke, omamoodi diferentseerumata rakke, mis võivad spetsialiseeruda ja mis taastavad lihaseid, kuid need ei näi aktiveeruvat. "Võite uuendada veresooni ja isegi närve," sõnas Gardiner. "Kuid kogu käsi ei saa."
Montreali ülikooli selgroogsete kudede regenereerimise labori direktor Stéphane Roy märkis, et nahk, maks ja luud ei taastu samas mõttes, nagu seda teevad salamandrid.
"Inimesed saavad asendada ainult pindmist nahakihti (mis on tegelikult pidev protsess, mida nimetatakse homöostaasiks)," ütles ta meilis. "Enamik maja tolmust on surnud naharakud, mille me kaotasime."
"Ka maks on salamandrites üsna erinev jäsemete taastumisest," sõnas Roy. "Maksa uuenemine on tõesti kompenseeriv hüperplaasia, mis tähendab, et järelejäänud kasvab suurus kaotatud kompenseerimiseks." Seega kasvab seal olev maksakude suuremaks, kuid kui kogu maks oleks kadunud, ei saaks see uueneda.
"See, mis on kadunud, ei hakka uuesti kasvama ja seetõttu ei saa te maksa amputeerida, vastupidiselt salamandris olevatele jäsemetele, mida saab amputeerida mitu korda ja iga kord, kui uus jäseme taastub."
Inimestel on võime uueneda
Gardiner aga ütles, et inimesed ehitavad emakasse terved elundisüsteemid; vaid mõne geneetilise teabe põhjal areneb inimese embrüost üheksa kuuga täielik inimene. Niisiis on piiratud võime asju uuesti kasvatada ja see on evolutsiooniliselt mõistlik - ta peab saama tervendada, ütles ta.
Lisaks ei ole inimese ja salamandri aluseks olevad geneetilised seadmed nii erinevad, ehkki meie viimane ühine esivanem erines Devoni perioodil, umbes 360 miljonit aastat tagasi. "Spetsiaalseid regenereerimiseks vajalikke geene pole," sõnas Gardiner. "Seal on need sammud, mille nad läbivad, ja vähemalt üks neist etappidest ei tööta inimestel."
Jäseme taaskasvamiseks peavad rakud teadma, kus nad asuvad - kas nad on jäseme otsas sõrmede otsas või asuvad küünarnuki liigeses? - ja nad peavad üles ehitama õiged struktuurid õiges järjekorras. Gardiner ütles, et salamandritel on teatud geenid, mis inimestel "välja lülitatakse". Võib-olla võimaldavad need geenid regeneratsiooni või vähemalt aitavad seda protsessi juhtida. Midagi inimeste evolutsioonilises minevikus on valitud nende geenide ekspressiooni vastu, mida salamandrid teevad. Keegi ei tea, mis see midagi oli, ütles ta.
Aastal 2013 võis Austraalia teadlane James Godwin Monashi ülikoolis selle mõistatuse osaliselt lahendada. Ta leidis, et makrofaagideks kutsutud rakud takistavad salamandrite armekoe teket. Makrofaagid esinevad teistel loomadel, sealhulgas inimestel, ja on osa immuunsüsteemist. Nende ülesanne on peatada nakkused ja põhjustada põletikku, mis on signaal ülejäänud kehale, et parandus on vajalik. Salamandritel, kus makrofaagid puudusid, ei õnnestunud nende jäsemeid taastada ja nad moodustasid armid.
Gardiner ütles, et Godwini töö oli samm jäsemete taastumise mõistmise poole. Tavaliselt ei arene salamandritel armkude üldse. Kui inimene rebib lihase või saab piisavalt sügava lõike, kahjustades sidekudet, moodustub armkude. See armkoe ei paku sama funktsionaalsust kui originaal.
"Kui ma saaksin salamandri armi, oleks see tõesti midagi," sõnas Gardiner, sest see valgustaks mehhanismi, mis paneb inimesed jäseme või organi tagasi kasvatama. Nii et makrofaagid võivad olla osa loost, kuid mitte kõik sellest.
Neotoonia ja jäsemete taastumine
Võimalus "noorena püsida" võib lisada veel ühe ülevaate jäsemete uuenemise müsteeriumist. Mehhiko salamandrid, mida nimetatakse aksolotliteks või Ambüstoom Mehhiko, on neoteenilised, mis tähendab, et nad säilitavad noorukieas täiskasvanueas. Sellepärast säilitavad aksolotlid küpseid küpsedes, samas kui teised salamandriliigid seda ei tee.
Ka inimestel on neootilisus, mistõttu näevad täiskasvanud välja rohkem nagu meie beebid, nagu teiste primaatide puhul, ja miks võtame küpsemiseks kauem aega, kui öeldakse šimpansitel. Võimalik, et neoteniuse ja taastumisega on mingi seos. Gardiner märgib, et nooremad näivad paremini tervendavat kui vanemad.
Lisaks leidsid Harvardi meditsiinikooli teadlased, et Lin28a-nimelisel geenil, mis on aktiivne ebaküpsetes loomades (ja inimestes), kuid mis lülitub välja küpsusega, on oma osa hiirtel kudede regenereerimisel või vähemalt naise nõuannete taaskasutamisel nende varbad ja kõrvad. Kui loomad olid üle 5 nädala vanad, ei saanud nad neid osi uuesti kasvatada, isegi kui Lin28a funktsiooni stimuleeriti. Lin28a on osa looma ainevahetuse kontrollsüsteemist - stimuleerimise korral võib see panna looma looma rohkem energiat, justkui oleks ta noorem.
Kuid ühenduse täpset olemust pole veel teada. Kui kõik salamandrid suudavad jäsemeid uuendada, siis ainult aksolotlid on neoteenilised, märkis Roy.
Salamandrid, eriti aksolotlid, saavad värvata tüvirakke jäsemete taaskasvamiseks. Samuti näivad haavakohale reageerivad rakuliigid seotud sellega, kas jäsemed saavad uuesti kasvada. Gardiner suutis saada salamandreid lisajäsemete kasvatamiseks, stimuleerides närvirakkude kasvu haavakohas.
"See võib olla seotud tugeva immuunvastusega või mõnede kasvufaktorite spetsiifilise vabanemisega või mõlema kombinatsiooniga. See võib osaliselt olla biofüüsika küsimus: Salamandri jäsemed on inimestest palju väiksemad; konnad ei suuda aga oma jäsemeid, nii et see ei pruugi olla ainult suuruse küsimus, "sõnas Roy.
See mõistatus jääb üheks - vähemalt praegu.
Algne artikkel teemal Live Science.
