Hvis du klipper benet av en salamander, vokser det tilbake. Mennesker klarer imidlertid ikke trikset. Årsakene er langt fra enkle, og er til en viss grad fortsatt litt av et mysterium.
"Vi regenererer faktisk veldig bra; overhuden vår, for eksempel," sa David Gardiner, professor i utviklings- og cellebiologi ved University of California, Irvine, til Live Science, med henvisning til det øverste hudlaget. "Tarmforingen vår, vi kan gjenopprette biter og biter. Men vi gjenoppretter ikke disse mer komplekse strukturer."
Gardiner har studert salamanderregenerering i flere tiår, og søker den underliggende mekanismen til supermakten. Menneskelig foryngelse, sa han, er sannsynligvis fremover, men ikke så langt unna - det er mulig en av hans nåværende doktorgradsstudenter eller postdoktorgradsforskere vil sprekke den, og lemenregenerering vil være en del av det medisinske verktøyet.
Det skyldes at det i teorien bør være mulig å gro igjen en menneskelig lem. I hud, for eksempel hvis kuttene ikke er dypt, vil det ikke være noen arrdannelse på grunn av helbredelsesprosessen som regenererer hudceller. Det er også mulig for mennesker å gjenopprette fingerspissene hvis cellene under neglene fortsatt er intakte. Bones vil strikke sammen hvis du går sammen igjen i stykkene, for eksempel med en skrue eller en rollebesetning. Menneskeelver kan også vokse for å fylle plassen og gjenoppbygge noe av strukturen som ble skadet.
Å vokse en hel lem
Men lemregenerering (av den typen salamandere gjør) er mer enn bare å erstatte vev. For at et lem skal regenerere trenger du bein, muskler, blodkar og nerver. Det er voksne stamceller, en slags udifferensiert celle som kan bli spesialiserte, som regenererer muskler, men de ser ikke ut til å aktivere. "Du kan regenerere blodkar og til og med nerver," sa Gardiner. "Men hele armen kan ikke."
Stéphane Roy, direktør for laboratoriet for fornyelse av vev i virveldyr ved University of Montreal, bemerket at hud, lever og bein ikke regenererer i samme forstand at salamandere gjør det.
"Mennesker kan bare erstatte det overfladiske laget av hud, (som faktisk er en kontinuerlig prosess kalt homeostase)," sa han i en e-post. "Det meste av støvet i et hus er døde hudceller som vi mistet."
"Lever er også ganske annerledes enn lemenregenerering hos salamandere," sa Roy. "Leverregenerering er virkelig kompenserende hyperplasi, noe som betyr at det som er igjen vil vokse i størrelse for å kompensere for det som går tapt." Så levervevet som er der vil vokse seg større, men hvis hele leveren gikk tapt, kunne den ikke gjenopprette seg.
"Det som har gått tapt vil ikke vokse opp igjen, og derfor kan du ikke amputere leveren, i motsetning til lemmer i en salamander, som kan amputeres flere ganger, og hver gang en ny lem vil regenerere seg."
Mennesker har evnen til å regenerere
Gardiner sa imidlertid at mennesker bygger hele organsystemer i livmoren; fra bare genetisk informasjon, utvikler et menneskelig embryo seg til en komplett person på ni måneder. Så det er en begrenset evne til å vokse om ting igjen, og det gir evolusjonær mening - mennesker må kunne helbrede, sa han.
På toppen av det er det underliggende genetiske maskineriet i et menneske og en salamander ikke så forskjellig, selv om vår siste felles stamfar divergerte i Devon-perioden, for rundt 360 millioner år siden. "Det er ingen spesielle gener for regenerering," sa Gardiner. "Det er disse trinnene de går gjennom, og minst ett av disse trinnene fungerer ikke hos mennesker."
For å vokse ut et lem igjen, trenger cellene å vite hvor de er - er de helt på spissen av et lem ved fingrene, eller er de ved albueleddet? - og de trenger å bygge de rette strukturene i riktig rekkefølge. Salamandere har visse gener som er "slått av" hos mennesker, sa Gardiner. Kanskje disse genene muliggjør regenerering, eller i det minste er med på å kontrollere prosessen. Noe i menneskers evolusjonære fortid valgt mot å uttrykke disse genene slik salamandere gjør. Ingen vet hva det var, sa han.
I 2013 kan en australsk forsker, James Godwin, ved Monash University ha løst en del av det mysteriet. Han fant ut at celler, kalt makrofager, ser ut til å forhindre opphopning av arrvev i salamandere. Makrofager finnes i andre dyr, inkludert mennesker, og er en del av immunforsvaret. Deres funksjon er å stoppe infeksjoner og forårsake betennelse, som er signalet til resten av kroppen om at reparasjon er nødvendig. Salamandere som manglet makrofager klarte ikke å regenerere lemmene, og dannet i stedet arr.
Gardiner sa at Gudwins arbeid var et skritt mot å forstå foryngelse av lemmer. Vanligvis utvikler salamandere ikke arrvev i det hele tatt. Når et menneske river en muskel eller får et dypt nok kutt, ødeleggende bindevev, dannes det arrvev. Dette arrvevet tilbyr ikke den samme funksjonaliteten som de originale tingene.
"Hvis jeg kunne fått en salamander til arr som virkelig ville være noe," sa Gardiner, fordi det ville kaste lys over mekanismen som gjør at mennesker ikke klarer å gro igjen et lem eller et organ. Så makrofager kan være en del av historien, men ikke det hele.
Neononi og lemregenerering
Evnen til å "forbli ung" kan gi en ny innsikt i mysteriet om lemregenerering. Meksikanske salamandere, kalt axolotls, eller Ambystoma mexicanum, er neoten, noe som betyr at de beholder ungdomstrekk til voksen alder. Dette er grunnen til at aksolotler beholder gjellene når de modnes, mens andre salamanderarter ikke gjør det.
Mennesker har også nyhet, og det er grunnen til at voksne ligner mer på babyen selv enn tilfellet er med andre primater, og hvorfor vi tar lengre tid på å modne enn, for eksempel, sjimpanser. Det er kanskje noen sammenheng med nyhet og fornyelse. Gardiner bemerker at yngre mennesker virker bedre i stand til å lege enn eldre.
I tillegg fant forskere ved Harvard Medical School at et gen som heter Lin28a, som er aktivt i umodne dyr (og mennesker), men slår seg av med modenhet, har en hånd i å gjøre det mulig for mus å regenerere vev - eller i det minste å gro igjen tipsene til tærne og ørene. Når dyrene var mer enn 5 uker gamle, klarte de ikke å vokse igjen disse delene, selv når Lin28a-funksjonen ble stimulert. Lin28a er en del av dyrets kontrollsystem for metabolisme - når det stimuleres, kan det få et dyr til å generere mer energi, som om det var yngre.
Men den nøyaktige arten av forbindelsen er ikke forstått ennå. Mens alle salamandere kan regenerere lemmer, er bare aksolotler neoteniske, bemerket Roy.
Salamandere, spesielt aksolotler, kan rekruttere stamceller for å begynne å gro igjen lemmer, og cellene som reagerer på et sårsted ser også ut til å være knyttet til om lemmene kan vokse igjen. Gardiner var i stand til å få salamandere til å vokse ekstra lemmer ved å stimulere veksten av nerveceller på et sårsted.
"Det kan ha å gjøre med en sterk immunrespons, eller den spesifikke frigjøringen av noen vekstfaktorer, eller en kombinasjon av begge deler. Det kan delvis være et spørsmål om biofysikk: Salamanderlemmer er mye mindre enn mennesker; frosker kan imidlertid ikke gjenopprette sine lemmer, så det er kanskje ikke bare et spørsmål om størrelse, "sa Roy.
Dette mysteriet forblir ett - i det minste for nå.
Originalartikkel om Live Science.
