Регенерация
Способността на някои организми да възстановяват увредени тъкани и органи от своето тялото, се нарича регенерация. Това е процес, който се случва на молекулярно ниво и е контролиран генетично. За пръв път, през 1868 г. Чарлз Дарвин излага теорията за този уникален процес, доказвайки значението му в запазването и оцеляването на организмите в природата. Наблюдават се два вида регенерация - физиологична и репаративна.
Физиологична регенерация - естествен процес на възстановяване на клетки, който се наблюдава при почти всички организми, включително човека. Благодарение на нея заздравяват малки и големи рани, обновяват се еритроцитите в кръвта, възстановява се чревната лигавица, епидермиса, мастните клетки и др. За разлика от репаративната регенерация, тя е по-низшестояща.
Репаративната регенерация - процес, характерен за по-просто биологично устроените същества. Тя се характеризира с пълното възстановяване на увреден орган. В природата се забелязва следния принцип, колкото по-висш е даден организъм, толкова по-слаби са регенериращите му способности. Соматичната ебриогенеза е друг процес, който се бърка често с рапаративната регенерация. Той е основан на безполовото размножаване. Наблюдава се при морските звезди, хидрата и др, когато от една малка и незначителна част, те са способни да произведат нов организъм със същите гени.
Регенерация при човека
Кожата на човека се обновява постоянно. Обновяването се случва чрез образуване на нови клетки в повърхностния слой на кожата, наречен епидермис. Новите клетки израстват, излизат на повърхността и след това умират. превръщайки се в рогов слой. Ето защо кожата ни си се бели, това всъщност са мъртвите клетки. При младите хора процеса се повтаря на всеки 72 часа, а при възрастните хора отнема около месец. С напредването на възрастта регенерацията се забавя.
Кръвта на човека се регенерира на всеки 120 дни. Това се случва с червените кръвни телца - еритроцитите. Благодарение на регенерацията в кръвоносната система, организма може да преживее тежки кръвозагуби.
Раните зарастват благодарение на процеса регенерация. Зарастването минава през няколко етапа. Първо се спира кръвотечението, благодарение на тромбоцитите, които образуват коричка и възпрепятстват попадането на микроби. След това левкоцитите и клетките убийци - фагоцитите отстраняват кръвта и унищожават напълно наличието на микроорганизми. Започва образуването на новите клетки, които изграждат кръвоносните съдове и съединителната тъкан. Кожата възпроизвежда нови кожни клетки, а в зависимост от големината на раната и нейната дълбочина, може да се възстанови без образуване на белег или обратното.
Космите и ноктите на човека растат непрекъснато през целия му живот. Регенерират се благодарение на протеина кератин, който се образува от клетки, наречени кератиноцити. Интересно е да се отбележи, че косата расте по-бързо в сравнение с ноктите. Разбира се, всеки организъм е различен и поради наследственост или други причини, механизмите на този процес може да са нарушени.
Чревният епител е съставен от клетки, чиито жизнен цикъл е около 5 дни. Бързият растеж на епителните клетки възстановява олющванията на лигавицата.
Ендумериум се нарича маточната лигавица, която покрива стените на матката. Тя постоянно търпи промени през месечния цикъл на жената. Дебелината ѝ расте пропорционално с наближаването на менструацията. Излющва се и изтънява по време на кървенето и след това започва отново да се изгражда.
Стволовите клетки се образуват от костния мозък и чрез кръвотока достигат до повредения орган Те са едно от най-уникалните неща в организма на човека и са естествен механизъм за регенерация. С възрастта обаче, тези способности на стволовите клетки отслабват. Зародиша има закодиран код на регенерация в своите гени. Затова медицината съхранява стволови клетки от пъпната връв, а освен това и от млечните зъбки на децата. Те могат да послужат за лечението на различни болести.
Черният дроб е орган, който има силно изразена бърза регенерираща функция. Неговата тъканна маса може да се възстанови напълно дори при отстраняване на 75 % от площта му. Правени са опити с мишки, които успяват да възвърнат обема и функцията на черния си дроб. Процеса отнема около месец след премахването на част от него. За щастие това важи и за човека.
Костната система се характеризира със способност за добра регенерация. Ето защо някои счупвания не се считат за проблем в медицината. Разбира се, има усложняващи фактори, които влияят на процеса и понякога регенерацията е невъзможна.
Пръстите на малките деца могат да се регенерират. Това е доказано още през 1970 г, когато е направено проучване по темата и е регистриран първият такъв случай. Поради лекарска небрежност, дете, загубило върха на пръста си, е изпратено вкъщи без да му е направена оперативна интервенция. След около 4 седмици засегнатото място се възстановило заедно с нов нокът. Учените са установили, че някои деца имат тази способност - организмът им по естествен път да регенерира пръста, стига той да е повреден до първата фаланга. Наблюденията показват, че това е характерно при малки деца до 10 г. Регенеративната медицината днес прави опити за помощна регенерация, използвайки прах, добит от пикочния мехур на прасе, който се посипва върху раната. Има случаи на възстановяване на пръсти и при възрастни хора, чрез този метод. Изобретател на субстанцията е д-р Стивън Бадилак от университета в Питсбърг.
Регенерация при животните
Способността за репаративна регенерация на по-просто устроените организми е изключителна. Например, планарията, която е вид плосък червей, може да възстанови до половината от тялото си при напречно и надлъжно срязване. Дъждовният червей също не отстъпва в този процес. Той е способен от всяка разрязана част на тялото си да възстанови нов организъм. Забележителна е регенерацията и при морските обитатели. Медузата туритопсис нутрикула никога не умира. Тя следва един затворен цикъл на възобновяване и изменение на клетките си, който на практика я прави безсмъртна. Медузите имат способността да регенерират пипалата си, ако някое от тях е откъснато. Това е характерно и за ракообразните, октоподите, както и за морските звезди, които освен че ще възстановят липсващата си част, от откъснатата ще възпроизведат и нова звезда. Това е вид безполово размножаване, наречено соматичната ебриогенеза.
Интересен случай в природата са морските краставици. Когато са стресирани, те изхвърлят от организма си целия си храносмилателен тракт, заедно с други органи. След това, в кратък срок могат напълно да си ги възстановят. Тритоните са земноводни животни и са прародител на саламандрите. Тяхната регенерираща способност не се простира само до опашката, но и до откъснат крайник, челюст или око.
Подобно на тях, саламандрите регенерират напълно загубени опашки, крайници, вътрешни органи, дори гръбначния и част от главния си мозък. Те са единствените гръбначни животни, които могат да повтарят този процес през целия си живот. Възстановяването на частите от тялото им е пълна. Включва, както образуване на скелетни елементи, така и възобновяването на всички нервни клетки и окончания. Освен това, след различни наранявания, кожата им по тялото зараства без да могат да се открият по нея никакви белези. Всички тези факти карат учените да ги изследват мащабно и да открият на какво се дължи тази им уникалност. Тайната на забележителната регенерация на саламандрите се крие в имунната им система и по-точно в клетките, наречени макрофаги. Те имат способността да улавят и унищожават бактерии, гъбички, части от мъртви клетки и всичко токсични за организма частици.
Тези имунни клетки не се откриват при гущерите, за които знаем, че сами откъсват опашките си, ако са застрашени. Този акт е наречен от биолозите автотомия. Опашките им се възстановяват, но не напълно. Гръбначният им мозък не се регенерира, а костта в новата опашка е заменена с хрущял. Освен това, гущерите не могат да възстановяват други крайници. С растежа в йерархията на животинските видове, пропорционално намалява и способността за регенерация.
Любопитна физиологична регенерация се наблюдава при акулите. Загубвайки някой зъб, на негово място започва да расте друг. Това се случва през целият им живот. Британски учени са открили, че причината за това са гени, отговарящи за зъбообразуването. Тези гени присъстват и в организма на човека, но за съжаление работата им свършва генерирайки млечните и постоянните ни зъби. Науката цели да открие механизъм за събуждането и активирането им. Известни са случаи, при които на възрастни хора им израстват нови зъби. Така че, може би наистина има надежда за човечеството да реши този проблем с помощта на генното инженерство.
Регенеративната медицина е една от най-интересните науки, даваща на света отговори, които могат да допринесат за подобряване здравето и живота на хората. Изследвайки различните организми, учените могат да постигнат забележителни постижения в тази област. Не на последно място, разбира се, стои етиката и моралът, които винаги са на границата и са подложени на множество дебати. До колко цената, която човечеството е готово да жертва, ще оправдае целта? Този въпрос остава, но въпреки него, науката продължава да се развива.
