Co to jest regeneracja komórek?

Regeneracja komórek jest cechą biologiczną wszystkich żywych organizmów, od bakterii po rośliny i płazy i ssaki. Jest to akt odnowy, wzrostu lub odbudowy komórek biorących udział w dojrzewaniu, gojeniu się ran, naprawie tkanek i podobnych funkcjach biologicznych. Regeneracja komórkowa w najbardziej ekstremalnej formie pozwala rozgwiazdom, płazińcom i jaszczurkom odradzać złamane kończyny, ogony, aw przypadku płazińców klonować struktury całego ciała w celu rozmnażania. Ludzie mają pewne ograniczone możliwości regeneracji komórkowej, które pozwalają na wymianę zużytych lub uszkodzonych tkanek.

Podczas gdy wszystkie organizmy, w tym bakterie, grzyby i drożdże, mają biologiczną zdolność do regeneracji komórek, proces przebiega inaczej w każdym organizmie. Utrzymanie integralności biologicznej organizmu jest podstawowym celem regeneracji komórkowej, chociaż niektóre organizmy również wykorzystują regenerację komórkową jako formę rozmnażania bezpłciowego. Na przykład drożdże namnażają się i naprawiają poprzez bezpłciowy proces regeneracji komórek znany jako pączkowanie komórek. Nowa komórka rośnie jako węzeł przyczepiony do starej komórki, zbierając informacje DNA w celu odtworzenia dokładnie zduplikowanej komórki. Po osiągnięciu dojrzałości nowa komórka pęka i uniezależnia się od komórki gospodarza, umożliwiając w ten sposób drożdżom i podobnym grzybom rozmnażanie, wzrost lub naprawę uszkodzeń.

Niektóre gady i płazy mają zdolność do kompleksowej regeneracji komórkowej, umożliwiając odrodzenie całych struktur tkankowych po uszkodzeniu w procesie znanym jako autotomia. Kiedy dochodzi do obrażeń lub takie stworzenia są zagrożone przez drapieżniki, dorosłe komórki w obrębie ogonów, płetw i innych wyrostków mogą oddzielić się od głównego ciała, pozostawiając wyrostek za sobą. W ramach naturalnego procesu biochemicznego stworzenia komórki na brzegach takich obrażeń przekształcają się z powrotem w komórki macierzyste, umożliwiając proces regeneracji komórek identyczny z początkowym wzrostem i rozwojem utraconego wyrostka robaczkowego.

U ludzi regeneracja komórek przedstawia nieco inny proces. Komórki macierzyste, ogólne komórkowe elementy budulcowe, które pozwalają embrionowi ostatecznie tworzyć określone narządy, tkanki i przydatki, są obecne tylko in vitro. Gdy komórki rozwiną się w dojrzałe komórki, nie mogą ponownie przekształcić się w komórki macierzyste, jak widać u niektórych gadów i płazów. Zamiast tego dojrzałe komórki mózgowe, komórki skóry, komórki nerwowe i inne klasyfikacje komórkowe mogą jedynie dzielić i rozmnażać się jak komórki, ograniczając w ten sposób regenerację komórek u ludzi.

Regeneracja komórek, chociaż ograniczona, odgrywa ważną rolę w rozwoju, gojeniu i naprawie tkanek. Komórki u ludzi naturalnie umierają w tempie miliardów dziennie z powodu martwicy, śmierci komórek z powodu uszkodzenia lub uszkodzenia, lub przez apoptozę. Apoptoza jest formą zaprogramowanej śmierci komórkowej, która umożliwia komórkom fragmentację lub śmierć w inny sposób w ramach normalnego procesu biochemicznego związanego z rozwojem, wzrostem i starzeniem się. Bez jakiejś formy regeneracji komórek nekroza i apoptoza ostatecznie doprowadziłyby do zniszczenia całych organów i obszarów tkanek. Zamiast tego regeneracja komórek pozwala ciału wyhodować nowe komórki w celu zastąpienia martwych, umierających lub w inny sposób uszkodzonych komórek przez podzielenie jednej zdrowej komórki na dwie oddzielne komórki.

Chociaż ludzie zachowują zdolność do regeneracji komórek w oparciu o określone warunki, zdolność do pełnej regeneracji całych struktur jest ograniczona do niektórych tkanek i narządów, takich jak wątroba i skóra. Na przykład komórki mózgowe powoli regenerują się z czasem, ale człowiek nie mógł wyhodować nowego mózgu poprzez regenerację komórek. Alternatywnie, ciało ludzkie może zregenerować wątrobę, pod warunkiem, że co najmniej jedna czwarta narządu pozostanie nienaruszona. Podobnie skóra może odrastać, aby pokryć duże obszary uszkodzeń, pod warunkiem, że pozostanie wystarczający procent skóry do odtworzenia nowych komórek.