Η διαδικασία αναγέννησης
Προέλευση του υλικού αναγέννησης
Μετά τον ακρωτηριασμό, ένα εξάρτημα ικανό αναγέννησης αναπτύσσει βλαστώματα από ιστούς στο κούτσουρο ακριβώς πίσω από το επίπεδο ακρωτηριασμού (βλ. Φωτογραφία). Αυτοί οι ιστοί υφίστανται δραστικές αλλαγές. Τα κύτταρα τους, κάποτε εξειδικευμένα ως μυς, οστά ή χόνδροι, χάνουν τα χαρακτηριστικά με τα οποία αναγνωρίζονται κανονικά (αποδιαφοροποίηση). Στη συνέχεια αρχίζουν να μεταναστεύουν προς, και να συσσωρεύονται κάτω από την επιδερμίδα του τραύματος, σχηματίζοντας ένα στρογγυλεμένο μπουμπούκι (βλαστόema) που διογκώνεται από το κούτσουρο. Τα κύτταρα που βρίσκονται πλησιέστερα στο άκρο του οφθαλμού συνεχίζουν να πολλαπλασιάζονται, ενώ εκείνα που βρίσκονται πλησιέστερα στους παλιούς ιστούς του κολοβώματος διαφοροποιούνται σε μυ ή χόνδρο, ανάλογα με τη θέση τους. Η ανάπτυξη συνεχίζεται έως ότου διαφοροποιηθούν οι τελικές δομές στην άκρη του αναγεννημένου προσαρτήματος και όλα τα πολλαπλασιαστικά κύτταρα εξαντληθούν στη διαδικασία.
ανθρώπινη ασθένεια: Επισκευή και αναγέννηση
Αντικαθιστώντας τα κατεστραμμένα ή κατεστραμμένα κύτταρα με υγιή νέα κύτταρα, οι διαδικασίες επισκευής και αναγέννησης λειτουργούν για την αποκατάσταση ενός ατόμου
Τα κύτταρα βλαστώματος φαίνεται να διαφοροποιούνται στο ίδιο είδος κυττάρων που ήταν πριν ή σε στενά συγγενείς τύπους. Τα κύτταρα μπορεί ίσως να αλλάξουν τους ρόλους τους υπό ορισμένες συνθήκες, αλλά προφανώς σπάνια το πράττουν. Εάν ένα βλαστώμα άκρου μεταμοσχευτεί στο πίσω μέρος του ίδιου ζώου, μπορεί να συνεχίσει την ανάπτυξή του σε ένα άκρο. Παρομοίως, μια ουρά βλαστώματος που μεταμοσχεύεται αλλού στο σώμα θα γίνει ουρά. Έτσι, τα κύτταρα ενός βλαστώματος φαίνεται να φέρουν την ανεξίτηλη σφραγίδα του προσαρτήματος από το οποίο παρήχθησαν και στο οποίο προορίζονται να αναπτυχθούν. Εάν ένα ουράνιο βλήμα μεταμοσχευτεί στο κούτσουρο ενός άκρου, ωστόσο, η δομή που αναγεννάται θα είναι ένα σύνθετο από τα δύο εξαρτήματα.
Θεωρία πολικότητας και κλίσης
Κάθε ζωντανό πράγμα παρουσιάζει πολικότητα, ένα παράδειγμα του οποίου είναι η διαφοροποίηση ενός οργανισμού σε ένα κεφάλι, ή ένα εμπρός μέρος, και μια ουρά ή ένα οπίσθιο τμήμα. Τα αναγεννητικά μέρη δεν αποτελούν εξαίρεση. παρουσιάζουν πολικότητα αυξάνοντας πάντα σε άπω κατεύθυνση (μακριά από το κύριο μέρος του σώματος). Μεταξύ των κατώτερων ασπόνδυλων, ωστόσο, η διάκριση μεταξύ εγγύς (πλησίον ή προς το σώμα) και περιφερική δεν είναι πάντα ξεκάθαρη. Δεν είναι δύσκολο, για παράδειγμα, να αντιστραφεί η πολικότητα των «στελεχών» στα αποικιακά υδρίδια. Κανονικά, ένα κομμάτι του στελέχους θα αναπτύξει ένα άκρο κεφαλής, ή υδράνιο, στο ελεύθερο, ή απώτερο άκρο του. Εάν αυτό είναι συνδεδεμένο, ωστόσο, αναγεννά μια υδράνθρακα στο τέλος που ήταν αρχικά εγγύς. Η πολικότητα σε αυτό το σύστημα καθορίζεται προφανώς από μια βαθμίδα δραστικότητας με τέτοιο τρόπο ώστε ένα υδράνιο να αναγεννάται όπου ο μεταβολικός ρυθμός είναι υψηλότερος. Μόλις αρχίσει να αναπτύσσεται ένα υδράνιο, αναστέλλει την παραγωγή άλλων πλησίον του από τη διάχυση μιας ανασταλτικής ουσίας προς τα κάτω κατά μήκος του στελέχους.
Όταν οι επίπεδες επίπεδες σκουλήκια κόβονται στα μισά, κάθε κομμάτι μεγαλώνει πίσω στο άκρο που λείπει. Τα κύτταρα σε ουσιαστικά πανομοιότυπες περιοχές του σώματος όπου έγινε το κόψιμο σχηματίζονται βλαστώματα, τα οποία, σε μια περίπτωση δημιουργούν κεφάλι και στην άλλη γίνεται ουρά. Αυτό που αναγεννάται κάθε βλήματο εξαρτάται εξ ολοκλήρου από το αν βρίσκεται σε ένα μπροστινό κομμάτι ή σε ένα οπίσθιο κομμάτι από επίπεδη σκουλήκι: η πραγματική διαφορά μεταξύ των δύο τεμαχίων μπορεί να προσδιοριστεί από μεταβολικές διαφορές. Εάν ένα εγκάρσιο κομμάτι ενός επίπεδου σκουληκιού κόβεται πολύ λεπτό - πολύ στενό για να δημιουργηθεί μια αποτελεσματική μεταβολική κλίση - μπορεί να αναγεννήσει δύο κεφαλές, μία σε κάθε άκρο. Εάν η μεταβολική δραστηριότητα στο πρόσθιο άκρο ενός επίπεδου σκουλήκι μειώνεται τεχνητά από την έκθεση σε ορισμένα φάρμακα, τότε το προηγούμενο οπίσθιο άκρο του σκουληκιού μπορεί να αναπτύξει ένα κεφάλι.
Η αναγέννηση των προσαρτημάτων θέτει ένα διαφορετικό πρόβλημα από αυτό των ολόκληρων οργανισμών. Το πτερύγιο ενός ψαριού και το άκρο ενός σαλαμάνδρου έχουν εγγύς και απώτατα άκρα. Ωστόσο, με διάφορους χειρισμούς, είναι δυνατή η αναγέννησή τους σε εγγύς κατεύθυνση. Εάν μια τετράγωνη τρύπα κοπεί στο πτερύγιο ενός ψαριού, η αναγέννηση πραγματοποιείται όπως αναμένεται από το εσωτερικό περιθώριο, αλλά μπορεί επίσης να συμβεί από το απώτερο άκρο. Στην τελευταία περίπτωση, το αναγεννητικό πτερύγιο είναι στην πραγματικότητα μια απομακρυσμένη δομή εκτός από το ότι τυχαίνει να αναπτύσσεται σε εγγύς κατεύθυνση.
Τα αμφίβια άκρα αντιδρούν με παρόμοιο τρόπο. Είναι δυνατόν να εμβολιαστεί το χέρι ενός νεώτερου στο κοντινό τοίχωμα του σώματος, και όταν έχει αποδειχθεί επαρκής ροή αίματος, για να κόψει το βραχίονα μεταξύ του ώμου και του αγκώνα. Αυτό δημιουργεί δύο κολοβώματα, ένα κοντό που αποτελείται από μέρος του άνω βραχίονα και ένα μακρύτερο από το υπόλοιπο του βραχίονα που προεξέχει προς τη λάθος κατεύθυνση από την πλευρά του ζώου. Και τα δύο κολοβώματα αναδημιουργούν το ίδιο πράγμα, δηλαδή, όλα που βρίσκονται κανονικά μακριά από το επίπεδο ακρωτηριασμού, ανεξάρτητα από τον τρόπο με τον οποίο αντιμετωπίζει το κούτσουρο. Ο αντίστροφος βραχίονας αναγεννά ως εκ τούτου μια καθρέφτη εικόνα του εαυτού της.
Σαφώς, όταν μια δομή αναγεννάται μπορεί να παράγει μόνο μέρη που κανονικά βρίσκονται μακριά από το επίπεδο ακρωτηριασμού. Τα συμμετέχοντα κελιά περιέχουν πληροφορίες που απαιτούνται για να αναπτύξουν τα πάντα «κατάντη», αλλά δεν μπορούν ποτέ να γίνουν πιο εγγύς δομές. Η αναγέννηση, όπως η εμβρυϊκή ανάπτυξη, συμβαίνει σε μια καθορισμένη ακολουθία.
