Regeneraatio (palautuminen) on elävien organismien kykyä palauttaa ajan myötä vaurioituneita kudoksia ja joskus kokonaisia kadonneita elimiä . Regeneraatiota kutsutaan myös kokonaisen organismin palauttamiseksi sen keinotekoisesti erotetusta fragmentista (esimerkiksi hydran palauttaminen pienestä kehon fragmentista tai dissosioituneista soluista). Protisteilla regeneraatio voi ilmetä kadonneiden organellien tai soluosien palauttamisessa .
Regeneraatiota, joka tapahtuu jonkin elimen tai kehon osan vaurioituessa tai menetyksen yhteydessä, kutsutaan korjaavaksi. Organismin normaalin elämän aikana tapahtuvaa regeneraatiota, joka ei yleensä liity organismin osan vaurioitumiseen tai menettämiseen, kutsutaan fysiologiseksi.
Jokaisessa organismissa, sen elinkaaren ajan, tapahtuu jatkuvasti palautumis- ja uudistumisprosesseja. Esimerkiksi ihmisillä ihon ulkokerros päivittyy jatkuvasti . Linnut pudottavat ajoittain höyhenensä ja kasvattavat uusia, kun taas nisäkkäät vaihtavat turkkiaan . Lehtipuiden lehdet putoavat vuosittain ja korvautuvat tuoreilla.
Reparatiivisella tarkoitetaan regeneraatiota, joka tapahtuu jonkin kehon osan vahingoittumisen tai menetyksen jälkeen. Kohdista tyypillinen ja epätyypillinen korjaava regeneraatio.
Tyypillisessä regeneroinnissa kadonnut osa korvataan kehittämällä täsmälleen sama osa. Menetyksen syy voi olla ulkoinen vaikutus (kuten amputaatio ), tai eläin voi tarkoituksella repiä irti osan kehostaan ( autotomia ), kuten lisko katkaisee osan hännästä paetakseen vihollista.
Epätyypillisessä regeneroinnissa kadonnut osa korvataan rakenteella, joka eroaa määrällisesti tai laadullisesti alkuperäisestä. Regeneroidussa nuijapäisen raajassa sormien lukumäärä voi olla pienempi kuin alkuperäisessä, ja katkaravussa amputoidun silmän sijasta antenni voi kasvaa ( heteromorfoosi ).
Uusiutumiskyky on laajalle levinnyt eläimillä . Alemmat eläimet pystyvät yleensä uusiutumaan useammin kuin monimutkaisemmat, erittäin organisoidut muodot. Joten selkärangattomien joukossa on paljon enemmän lajeja, jotka pystyvät palauttamaan kadonneita elimiä, kuin selkärankaisilla , mutta vain joissakin niistä on mahdollista uudistaa koko yksilö pienestä sen fragmentista. Yleistä sääntöä uusiutumiskyvyn heikkenemisestä organismin monimutkaisuuden lisääntyessä ei kuitenkaan voida pitää ehdottomana. Sellaiset primitiiviset eläimet, kuten sukkulamadot ja rotiferit , eivät käytännössä kykene uusiutumaan, ja tämä kyky ilmenee hyvin paljon monimutkaisemmissa äyriäisissä ja sammakkoeläimissä ; muita poikkeuksia tunnetaan. Jotkut verrattain läheistä sukua olevat eläimet eroavat tässä suhteessa suuresti. Joten monissa lierolajeissa uusi yksilö voi uusiutua kokonaan vain kehon etuosasta, kun taas iilimatot eivät pysty palauttamaan edes yksittäisiä kadonneita elimiä. Häntäsammakkoeläimissä amputoidun raajan tilalle muodostuu uusi raaja, kun taas sammakon kanto yksinkertaisesti paranee eikä uutta kasvua tapahdu. Kuten Polezhaevin kokeet osoittivat , jos sammakon kanto altistuu mekaaniselle ärsytykselle tai tietyille kemikaaleille, raaja uusiutuu. Lisäksi tällaisissa olosuhteissa joidenkin nisäkkäiden, esimerkiksi vastasyntyneiden rotanpentujen, raajat uusiutuvat [1] .
Ei myöskään ole selvää yhteyttä alkion kehityksen luonteen ja uusiutumiskyvyn välillä. Näin ollen joissakin eläimissä, joiden kehitys on tiukasti määrätty ( komtenoforit , monisoluiset ), uusiutuminen on hyvin kehittynyt aikuisiässä (ryömilevissä ctenoforeissa ja joissakin monisoluisissa eläimissä koko yksilö voi toipua pieneltä kehon alueelta), ja joissakin. eläimet, joilla on sääntelevä kehitys ( merisiilit , nisäkkäät) - tarpeeksi heikko.
Monet selkärangattomat pystyvät uudistamaan merkittävän osan kehostaan. Useimmissa sienilajeissa , hydroidisissa polyypeissä , monen tyyppisissä lattamatoissa , heisimadoissa , heisimadoissa , sammalissa , piikkinahkaisissa ja vaippaeläimissä koko organismi voi uusiutua pienestä ruumiinpalasta. Erityisen merkittävä on sienien kyky uusiutua. Jos aikuisen sienen runko puristetaan verkkokudoksen läpi, kaikki solut erottuvat toisistaan ikään kuin seulotaan seulan läpi. Jos asetat sitten kaikki nämä yksittäiset solut veteen ja sekoitat huolellisesti, perusteellisesti tuhoten täysin kaikki niiden väliset sidokset, niin jonkin ajan kuluttua ne alkavat vähitellen lähestyä toisiaan ja yhdistyä muodostaen koko sienen, samanlaisen kuin edellinen. Tähän liittyy eräänlainen "tunnistaminen" solutasolla, kuten seuraava koe osoittaa : kolmen eri tyyppiset sienet jaettiin erillisiin soluihin kuvatulla tavalla ja sekoitettiin kunnolla. Samalla havaittiin, että kunkin lajin solut pystyvät "tunnistamaan" oman lajinsa solut kokonaismassasta ja yhdistymään uudelleen vain niiden kanssa, joten tuloksena ei ole yksi, vaan kolme uutta sientä, jotka ovat samanlaisia kuin kolme alkuperäistä, muodostettiin. Muista eläimistä vain hydra pystyy palauttamaan koko organismin solususpensiosta . [2]
Etiologian ja kehitysmekanismin mukaan erotetaan fysiologinen, korjaava regeneraatio, regeneratiivinen hypertrofia ja patologinen regeneraatio. Fysiologinen regeneraatio on solu- ja kudoselementtien palautumista niiden luonnollisen kuoleman seurauksena. Reparatiivisella regeneraatiolla tarkoitetaan solujen ja kudosten rakenneosien palauttamista niiden patologisen kuoleman seurauksena. Regeneratiivinen hypertrofia on kehon alkuperäisen massan korvaaminen kadonneen sijasta lisäämällä sen säilynyt osaa tai muita elimiä palauttamatta elimen muotoa. Patologinen regeneraatio on regeneraatioprosessin normaalin kulun rikkomista tai vääristymistä. [3]
Ihmisellä orvaskesi uusiutuu hyvin ; sen johdannaiset, kuten hiukset ja kynnet , pystyvät myös uusiutumaan . Luukudoksella on myös kyky uusiutua : luut kasvavat yhteen murtumien jälkeen . Kun osa maksasta (jopa 85%) menetetään, jäljellä olevat fragmentit alkavat kasvaa itse solujen koon lisääntymisen vuoksi, mutta eivät niiden lukumäärän lisääntymisen vuoksi; näin maksa palauttaa täysin alkuperäisen massansa.
Tietyissä olosuhteissa sormenpäät voivat uusiutua rajoitetussa määrin [4] - kun sormen fragmentti repeytyy irti ensimmäiseen sormeen, jos haavalta ei ole poistettu kykyä istuttaa . Viime aikoihin asti uskottiin, että hermosto ei kykene uusiutumaan, mutta viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että keskushermostossa on jonkin verran neurogeneesiä - kykyä luoda uusia hermosoluja ja sen jälkeen muodostaa uusia synaptisia yhteyksiä [5] .