چرا مردم نمی توانند اندام هایی مانند سمندر را بازسازی کنند؟

ویرایش شده توسط Sadie Harley، بررسی توسط Andrew Zinin

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

تصور کنید یک بازوی خود را از دست داده اید و به سادگی بازوی جدیدی را رشد می دهید. این توانایی شگفت انگیز بازسازی فقط چیزی از یک فیلم ابرقهرمانی نیست - در واقع در زندگی واقعی برای برخی از حیوانات اتفاق می افتد.

سمندرها به عنوان قهرمانان بازسازی شناخته می شوند. اگر سمندر یک پای خود را از دست بدهد، می‌تواند یک پای دیگر را دوباره رشد کند که شامل استخوان‌ها، اعصاب، رگ‌های خونی و ماهیچه‌ها می‌شود.

برخی از ماهی ها نیز بازسازی کننده های چشمگیری هستند. گورخرماهی - ماهی کوچک و راه راه که دانشمندان اغلب برای مطالعه بیماری های انسان از آن استفاده می کنند - می تواند باله های آسیب دیده را بازسازی کند. حتی شگفت آورتر، آنها می توانند قسمت های آسیب دیده اندام های مهم مانند قلب و مغز خود را ترمیم کنند.

چرا این حیوانات می توانند بازسازی شوند در حالی که مردم نمی توانند؟

اگر آسیب شدیدی مانند از دست دادن دست خود متحمل شوید، بدن شما به سرعت عمل می کند تا زخم را ببندد و از عفونت جلوگیری کند. با این حال، شما نمی توانید آن دست از دست رفته را بازسازی کنید. در عوض، زخم التیام می یابد و جای زخم باقی می ماند.

حیوانات در حال بازسازی به طور متفاوتی به آسیب واکنش نشان می دهند. بدن این حیوانات زخم را می بندد، اما با فعال کردن یک برنامه بازسازی سلولی و مولکولی یک گام فراتر می رود. سلول های نزدیک به آسیب شروع به برقراری ارتباط با یکدیگر می کنند. برخی به سلول های سیگنالی تبدیل می شوند که پیام هایی را برای فعال کردن سلول های دیگر ارسال می کنند. سلول های دریافت کننده این سیگنال ها سلول های جدیدی تولید می کنند که به بازسازی بافت از دست رفته کمک می کند.

هنگامی که سمندرها نیاز به بازسازی اندام یا گورخرماهی باله های خود دارند، آسیب سلول های موجود را به حالت زودرس تر برای تشکیل ساختاری به نام بلاستما تحریک می کند. شما می توانید بلاستما را به عنوان یک منطقه ساختمانی موقت پر از سلول هایی در نظر بگیرید که تکثیر می شوند تا بلوک های ساختمانی مورد نیاز برای بازسازی بافت از دست رفته را فراهم کنند.

اما بازسازی یک اندام بسیار سخت تر از ساختن تعداد زیادی سلول جدید است. اندام جدید باید به شکل مناسب رشد کند و به اندازه مناسب برسد. این سلول‌های جدید همچنین باید «به خاطر بیاورند» که از کجا آمده‌اند تا بتوانند به انواع سلول‌های مناسب خود مانند سلول‌های استخوان‌ساز، سلول‌های ماهیچه‌ای یا سلول‌های عروق خونی بالغ شوند.

این سلول های جدید همچنین باید بدانند چه زمانی باید تکثیر خود را متوقف کنند. برای مثال، اگر حیوانی فقط انتهای یک اندام را از دست بدهد، باید فقط قسمت گم شده را جایگزین کند - نه اینکه یک اندام کاملا جدید روی اندام قدیمی رشد کند. رشد کنترل نشده سلولی نیز می تواند منجر به سرطان شود. حیوانات در حال بازسازی روش‌های قابل‌توجهی برای فعال کردن رشد سلولی در صورت نیاز و قطع آن پس از بازسازی بافت از دست رفته دارند.

اعصاب نقش مهمی در بازسازی اندام ها دارند. پس از آسیب، اعصاب سیگنال هایی را برای کمک به تشکیل بلاستما ارسال می کنند. بدون سیگنال های عصبی کافی، رشد مجدد می تواند کند یا متوقف شود و اندام ممکن است بازسازی نشود. دانشمندان حتی دریافته اند که تغییر مسیر عصب به سمت زخم می تواند منجر به تشکیل یک اندام اضافی شود.

اگر برخی از حیوانات می توانند اندام خود را بازسازی کنند، چرا انسان نمی تواند یک دست یا پا را بازسازی کند؟

انسان ها در واقع دارای برخی از توانایی های بازسازی هستند. پوست شما دائما جایگزین سلول‌های قدیمی می‌شود، سلول‌های خونی شما دائما تجدید می‌شوند و اگر بخشی از آن برداشته شود، کبد شما می‌تواند به طور قابل توجهی دوباره رشد کند. کودکان خردسال حتی می توانند نوک انگشتان خود را تحت شرایط خاصی بازسازی کنند.

محققان هنوز در تلاشند تا دریابند که چرا انسان ها نمی توانند مانند برخی از حیوانات دیگر اندام خود را دوباره رشد دهند. گورخرماهی سرنخ جالبی را ارائه می دهد: باله های آنها معمولا در بازسازی عالی هستند، اما باله های سینه ای نرهای بالغ به خوبی بازسازی نمی شوند. گورخرماهی نر ساختارهای خاصی را روی باله های سینه ای خود ایجاد می کند که به تولید مثل کمک می کند. حفظ این ساختارها می تواند از توانایی باله های آنها برای بازسازی جلوگیری کند.

این یافته نشان می‌دهد که تکامل گاهی اوقات شامل مبادلات است. یک حیوان ممکن است ویژگی‌های ویژه‌ای کسب کند که به زنده ماندن یا تولیدمثل او کمک کند، اما همین ویژگی‌ها می‌تواند به قیمت توانایی بازسازی به همراه داشته باشد.

دانشمندان در حال مطالعه بر روی حیوانات بسیار احیا کننده هستند تا اسرار آنها را کشف کنند. ما در حال بررسی سوالاتی از این قبیل هستیم: چه سیگنال هایی به سلول های موجود می گویند هویت خود را تغییر دهند و به بازسازی بافت های از دست رفته کمک کنند؟ چگونه این سلول ها می دانند که چه چیزی را بازسازی کنند و چه زمانی رشد مجدد را متوقف کنند؟ و آیا می‌توان برخی از این دستورالعمل‌های بیولوژیکی را در حیواناتی که معمولا ضعیف ترمیم می‌کنند، از جمله انسان‌ها، فعال کرد؟

برای مثال، آزمایشگاه من به بررسی چگونگی کنترل اعصاب بازسازی می‌پردازد و چگونه آسیب‌ها ژن‌های مورد نیاز برای بازسازی را فعال می‌کنند. آزمایشگاه همکار من دنین ولیک بررسی می‌کند که چگونه ژن‌های خاصی بازسازی را هدایت می‌کنند، در حالی که آزمایشگاه همکار من کن پوس بررسی می‌کند که آیا درس‌هایی که ما از مطالعه حیوانات بسیار احیاکننده می‌آموزیم را می‌توان برای پستانداران به کار برد.

با مطالعه حیواناتی که قبلا می توانند شاهکار قابل توجه رشد مجدد اعضای بدن را انجام دهند، محققان می توانند قوانین اساسی بازسازی را بیاموزند و شاید روزی از این درس ها برای بهبود ترمیم بافت در انسان استفاده کنند.

کارشناسی علوم زیستی و اکولوژی. پیشینه آزمایشگاه میکروبیولوژی با تجربه اخبار دارویی در صنایع نفت، گاز و تجدیدپذیر. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.