Regenerasiya

Buğumayaqlıların itki və ya avtotomiyadan sonra əlavələri bərpa etdiyi məlumdur. Buğumayaqlılar arasında regenerasiya ərimə yolu ilə məhdudlaşdırılır ki, hemimetabolous həşəratlar yalnız son əriyənə qədər regenerasiya edə bilirlər, halbuki xərçəngkimilərin əksəriyyəti həyatları boyu bərpa oluna bilir[16]. Buğumayaqlılarda ərimə dövrləri hormonal olaraq tənzimlənir, baxmayaraq ki, vaxtından əvvəl ərimə autotomiya ilə induksiya edilə bilər. Hemimetabolous həşəratlarda və xərçəngkimilərdə əlavələrin bərpasının əsas mexanizmləri yüksək səviyyədə qorunub saxlanılmışdır. Əzaların bərpası zamanı hər iki taksonda növlər proekdiz zamanı baş verən kəsilmiş əzanın regenerasiyası ilə avtotomiyadan sonra blastema əmələ gətirir. Əzaların bərpası böcəklər kimi metamorfoza məruz qalan həşəratlarda da mövcuddur, baxmayaraq ki, sözügedən regenerasiyanın dəyəri gecikmiş pupa mərhələsidir[17]. Araxnidlərin, o cümlədən əqrəblərin öz zəhərini bərpa etdiyi məlumdur, baxmayaraq ki, bərpa olunan zəhərin tərkibi onun bərpası zamanı orijinal zəhərdən fərqlidir, çünki zəhərin həcmi aktiv zülalların hamısı doldurulmazdan əvvəl dəyişdirilir[18].

Bir çox annelidlər (seqmentli qurdlar) regenerasiya qabiliyyətinə malikdir[19] . Somatik və germline kök hüceyrə regenerasiyası arasındakı əlaqə annelid molekulyar səviyyədə tədqiq edilmişdir. Lakin zəlilər seqmental regenerasiyadan aciz görünür. Bundan əlavə, onların yaxın qohumları olan filialiobdellidlər də seqmental regenerasiya qabiliyyətinə malik deyillər[20]. Bununla belə, lumbrikulidlər kimi müəyyən fərdlər yalnız bir neçə seqmentdən regenerasiya edə bilirlər. Bu heyvanlarda seqmental regenerasiya epimorfdur və blastema əmələ gəlməsi ilə baş verir. Seqmental regenerasiya, baş regenerasiyasının üç ayrı dəfə itirildiyi oliqochetlərdə göründüyü kimi, annelid təkamülü zamanı əldə edilmiş və itirilmişdir.

Amputasiyadan sonra əksər annelidlər sürətli əzələ daralması ilə bədənlərini möhürləyə bilirlər. Bədən əzələlərinin daralması infeksiyanın qarşısının alınmasına səbəb ola bilər. Bəzi növlərdə, məsələn, Limnodrilusda, ektoderma və mezodermada amputasiyadan sonra bir neçə saat ərzində avtoliz görünə bilər[21] . Amputasiya həmçinin zədə sahəsinə hüceyrələrin böyük miqrasiyasına səbəb olur və bunlar yara tıxacını meydana gətirir[22].

Toxumaların bərpası exinodermlər arasında geniş yayılmışdır və dəniz ulduzlarında (Asteroidea), dəniz xiyarlarında (Holothuroidea) və dəniz kirpilərində (Echinoidea) yaxşı sənədləşdirilmişdir[23]. Exinodermlərdə əlavələrin bərpası ən azı 19-cu əsrdən bəri tədqiq edilmişdir.Əlavələrdən əlavə bəzi növlər daxili orqanları və mərkəzi sinir sisteminin hissələrini bərpa edə bilirlər[24]. Yaralanmaya cavab olaraq dəniz ulduzları zədələnmiş əlavələri avtomatikləşdirə bilər. Avtotomiya bədən hissəsinin, adətən əlavənin özünü amputasiyasıdır. Ağırlıq dərəcəsindən asılı olaraq, dəniz ulduzu əlavənin bərpa olunacağı dörd həftəlik bir prosesdən keçəcək[25]. Bəzi növlər enerji ehtiyacına görə əlavəni bərpa etmək üçün ağız hüceyrələrini saxlamalıdırlar. Bu günə qədər sənədləşdirilmiş bütün növlərdə bərpa olunan ilk orqanlar həzm sistemi ilə əlaqələndirilir. Beləliklə, holoturianlarda visseral regenerasiya haqqında ən çox məlumat bu sistemə aiddir[26].

Planarilərdən istifadə edərək regenerasiya tədqiqatları 1800-cü illərin sonlarında başladı və 20-ci əsrin əvvəllərində Morqan Alexandro Sançez-Alvarado və Filip Nyumark 20-ci əsrin əvvəllərində bu heyvanlarda regenerasiyanın altında yatan molekulyar mexanizmləri öyrənmək üçün planari model genetik orqanizmə çevirdilər[27]. Planariyalılar itirilmiş bədən hissələrini bərpa etmək üçün qeyri-adi bir qabiliyyət nümayiş etdirirlər. Məsələn, uzununa və ya çarpaz bir planar bölünmə iki ayrı fərddə yenidən yaranacaq[28]. Bir təcrübədə T.H. Morgan müəyyən etdi ki, planarın uyğun gələn parça və ya 10.000-ə qədər hüceyrədən ibarət bir fraqment bir-iki həftə ərzində müvəffəqiyyətlə yeni qurd halına gətirə bilər[29] . Amputasiyadan sonra kötük hüceyrələri bütün planari bədəndə tapılan neoblastlardan, hüceyrələrdən əmələ gələn blastema əmələ gətirir. Yeni toxuma bütün planari hüceyrələrin 20-30%-ni təşkil edən neoblastları olan neoblastlardan böyüyür[30] . Son tədqiqatlar neoblastların totipotent olduğunu təsdiqlədi, çünki tək bir neoblast regenerasiya qabiliyyətinə malik olmayan bütün şüalanmış heyvanı bərpa edə bilər. Aclığın qarşısını almaq üçün bir planari enerji üçün öz hüceyrələrindən istifadə edəcək[31].

Bu mövzuya dair XIX əsr tədqiqatları Hollandiyada (2021) nəzərdən keçirilir[32]. Urodel amfibiyaları, məsələn salamandrlar və tritonlar, tetrapodlar arasında ən yüksək bərpa qabiliyyətini nümayiş etdirirlər. Beləliklə, onlar yeni toxuma ilə funksional əvəzlənməyə səbəb olan epimorfik regenerasiya vasitəsilə ətraflarını, quyruğunu, çənələrini və tor qişasını tam bərpa edə bilirlər[33] . Salamandr əzalarının bərpası iki əsas mərhələdə baş verir. Əvvəlcə yerli hüceyrələr blastoma əmələ gətirmək üçün yara yerində progenitora ayrılır. İkincisi, blastomal hüceyrələr rüşeym inkişafı zamanı tətbiq olunan oxşar genetik mexanizmlərdən istifadə edərək hüceyrə proliferasiyası, modelləşdirmə, hüceyrə diferensasiyası və toxuma böyüməsinə məruz qalacaqlar. Nəhayət, blastomal hüceyrələr yeni quruluş üçün bütün hüceyrələri yaradacaq[34].

Amputasiyadan sonra epidermis 1-2 saat ərzində kötüyü örtmək üçün miqrasiya edir və yara epiteli adlanan struktur əmələ gətirir[35]. Epidermal hüceyrələr üzərində miqrasiya etməyə davam edir, nəticədə apikal epitel qapağı adlanan qalınlaşmış, ixtisaslaşmış siqnal mərkəzi yaranır. Sonrakı bir neçə gün ərzində kökün altındakı toxumalarda dəyişikliklər baş verir, nəticədə blastema (diferensiallaşmış çoxalmış hüceyrələr kütləsi) əmələ gəlir[36] . Hərəkət neyronları, əzələlər və qan damarları bərpa olunan əza ilə birlikdə böyüyür və amputasiyadan əvvəl mövcud olan əlaqələri bərpa edir. Bütün bu prosesin keçdiyi vaxt heyvanın yaşına görə dəyişir, yetkinlərdə təxminən bir aydan üç aya qədər dəyişir və sonra əza tam funksional olur[37] . Monaş Universitetinin Avstraliya Regenerativ Tibb İnstitutunun tədqiqatçıları, maddi zibilləri yeyən makrofaqların çıxarıldığı zaman salamandrların bərpa etmək qabiliyyətini itirdiklərini və bunun əvəzinə çapıqlı toxuma əmələ gətirdiyini dərc etdilər[38].

Anuranlar yalnız rüşeym inkişafı zamanı əzalarını bərpa edə bilirlər. Əzələ skeleti inkişaf etdikdən sonra regenerasiya baş vermir[39].

Hidra, bütün bədənlərini bərpa etmək imkanı verən yüksək proliferativ kök hüceyrələrə malik Cnidaria filumunda şirin su polipləri cinsidir[40]. Bədəndən təcrid olunmuş bir neçə yüz epitel hüceyrəsindən daha böyük olan hər hansı fraqment özünün daha kiçik bir versiyasına çevrilmək qabiliyyətinə malikdir. Hidradakı kök hüceyrələrin yüksək nisbəti onun səmərəli bərpa qabiliyyətini dəstəkləyir[41] .

Hidra arasında regenerasiya bədənin bazal hissəsindən əmələ gələn ayaq regenerasiyası və apikal bölgədən yaranan baş regenerasiyası kimi baş verir[42] . Başın bərpası sahənin kompleks rekonstruksiyasını tələb edir, ayağın bərpası isə toxuma təmirinə bənzər daha sadədir[43]. Bununla belə, həm ayaq, həm də baş regenerasiyasında toxuma yaralandıqdan sonra baş verən iki fərqli molekulyar yolu var: erkən zədə reaksiyası və hüceyrə differensiasiyasına gətirib çıxaran regenerasiya edən toxumanın sonrakı, siqnalla idarə olunan yolu. Bu erkən sadə reaksiyasına yaranın bağlanması üçün uzanan epitel hüceyrəsi, intersial progenitatorların yaraya doğru miqrasiyası, hüceyrə ölümü, hüceyrə zibilinin faqositozu və hüceyrədənkənar matrisin yenidən qurulması daxildir[44].

Hidrada regenerasiya morfalaksiya kimi müəyyən edilmişdir, regenerasiya hüceyrə proliferasiyası olmadan mövcud materialın yenidən qurulması nəticəsində yaranan prosesdir. Əgər hidra iki hissəyə kəsilirsə, qalan kəsilmiş hissələr iki tam funksional və müstəqil hidra əmələ gətirir, iki kiçik kəsilmiş hissə ilə təxminən eyni ölçüdə olur. Bu, yeni material əmələ gəlmədən yumşaq toxumaların mübadiləsi və yenidən təşkili ilə baş verir[45].

Mövzu ilə bağlı məhdud ədəbiyyat sayəsində quşların böyüklər kimi çox məhdud bərpa qabiliyyətinə malik olduğuna inanılır[46] . Xoruzlar üzərində aparılan bəzi tədqiqatlar quşların heyvanın yaşı, zədələnmiş toxumanın digər əzələlərlə qarşılıqlı əlaqəsi və regenerasiyanın baş verdiyi şərtlərdən asılı olaraq ətrafların bəzi hissələrini adekvat şəkildə bərpa edə bildiyini irəli sürdü. əməliyyat növü, bəzi dayaq-hərəkət strukturunun tam bərpasını əhatə edə bilər. Verber və Goldsmit (1909) qaz və ördəklərin qismən amputasiyadan sonra dimdiklərini bərpa edə bildiklərini aşkar etdilər və Sidorova (1962) xoruzlarda hipertrofiya yolu ilə qaraciyərin bərpasını müşahidə etdilər. Quşlar həmçinin səs-küyün zədələnməsi və ya ototoksik dərman zədələnməsindən sonra tük hüceyrələrini bərpa edə bilirlər. Bu dəlillərə baxmayaraq, müasir tədqiqatlar quş növlərində reparativ regenerasiyanın embrion inkişaf dövründəki dövrlərlə məhdudlaşdığını göstərir[47]. Bir sıra molekulyar biologiya üsulları cücə embrionlarında spontan regenerasiyaya töhfə verdiyi bilinən hüceyrə yollarının idarə edilməsində uğurlu olmuşdur. Məsələn, cücə embrionunda dirsək oynağının bir hissəsinin pəncərənin kəsilməsi və ya dilim kəsilməsi yolu ilə çıxarılması və oynaq toxumasının spesifik markerləri və qığırdaq markerlərinin müqayisəsi göstərdi ki, pəncərənin kəsilməsi 20 əzadan 10-da inkişaf etməkdə olan embrion kimi birgə genləri bərpa etməyə və ifadə etməyə imkan verir. Bunun əksinə olaraq, dilim kəsilməsi qığırdaq markerlərinin ifadəsi ilə görünən skelet elementlərinin birləşməsi səbəbindən oynağın regenerasiyasına imkan vermədi[48] .

Məməlilərdə tüklərin fizioloji bərpası kimi, quşlar da zədələnmiş tükləri bərpa etmək və ya tükləri ilə cütlükləri cəlb etmək üçün tüklərini bərpa edə bilirlər. Tipik olaraq, çoxalma mövsümləri ilə əlaqəli mövsümi dəyişikliklər quşların lələklərini bərpa etməyə başlaması üçün hormonal bir siqnal verəcəkdir[49]. Bu, tiroid hormonlarından istifadə edərək eksperimental olaraq induksiya edilmişdir[50].

İnsan bədənində itirilmiş toxuma və ya orqanların yenidən böyüməsi araşdırılır. Dəri kimi bəzi toxumalar asanlıqla yenidən böyüyür[52]

digərlərinin bərpası üçün çox az və ya heç bir qabiliyyətə malik olmadığı düşünülür, lakin davam edən tədqiqatlar müxtəlif toxuma və orqanlar üçün müəyyən ümidlərin olduğunu göstərir. Regenerasiya edilmiş insan orqanlarına sidik kisəsi, vajina və penis daxildir.

Bütün metazoanlar kimi, insanlar da fizioloji regenerasiya qabiliyyətinə malikdirlər (yəni, zədələnməni tələb etməyən homeostatik baxım zamanı hüceyrələrin dəyişdirilməsi). Məsələn, eritropoez yolu ilə qırmızı qan hüceyrələrinin bərpası sümük iliyində hematopoetik kök hüceyrələrdən olan eritrositlərin yetişməsi, onların qan axınında sonrakı dövriyyəsi təxminən 90 gün və sonda dalaqda hüceyrə ölümü ilə baş verir. Fizioloji regenerasiyanın başqa bir nümunəsi, dövran edən estrogen və progesteronun müxtəlif səviyyələrinə cavab olaraq qadınlarda hər menstruasiya dövrü ərzində funksional endometriumun boşaldılması və yenidən qurulmasıdır.

Bununla belə, insanlar zədələrə cavab olaraq baş verən reparativ regenerasiya imkanlarında məhduddur. İnsanlarda ən çox öyrənilmiş regenerativ reaksiyalardan biri qaraciyər zədələnməsindən sonra qaraciyərin hipertrofiyasıdır. Məsələn, qaraciyərin orijinal kütləsi qismən hepatektomiyadan sonra çıxarılan qaraciyərin miqdarı ilə birbaşa mütənasib olaraq bərpa olunur, bu, bədəndən gələn siqnalların istənilən kütləə çatana qədər qaraciyər kütləsini həm müsbət, həm də mənfi olaraq dəqiq tənzimlədiyini göstərir[53]. Bu cavab hüceyrə regenerasiyası (kompensasiyalı hipertrofiyanın bir forması) hesab edilir, burada qaraciyərin funksiyası və kütləsi mövcud yetkin qaraciyər hüceyrələrinin (əsasən hepatositlər) çoxalması hesabına bərpa olunur, lakin qaraciyərin dəqiq morfologiyası bərpa olunmur. Bu proses böyümə faktoru və sitokinlə tənzimlənən yollar tərəfindən idarə olunur. Xərçəngdə iltihabın və regenerasiyanın normal ardıcıllığı düzgün işləmir. Xüsusilə, hüceyrələrin sitokin stimullaşdırılması hüceyrə funksiyalarını dəyişdirən və immun cavabı yatıran genlərin ifadəsinə gətirib çıxarır[54] .

Yetkin neyrogenez də hüceyrə regenerasiyasının bir formasıdır. Məsələn, hipokampal neyronların yenilənməsi normal yetkin insanlarda neyronların 1,75%-i illik dövriyyə sürətində baş verir. Kardiyak miyositlərin yenilənməsinin normal yetkin insanlarda və infarkt kimi kəskin ürək zədəsindən sonra böyüklərdə daha yüksək sürətlə baş verdiyi aşkar edilmişdir. Hətta infarktdan sonra yetkin miokardda proliferasiya yalnız zədə sahəsinin ətrafındakı miyositlərin təxminən 1% -ində olur, bu da ürək əzələsinin funksiyasını bərpa etmək üçün kifayət deyil. Bununla belə, bu, regenerativ tibb üçün mühüm hədəf ola bilər, çünki kardiomiositlərin və nəticədə miokardın regenerasiyasının induksiya oluna biləcəyini nəzərdə tutur[55].

İnsanlarda reparativ regenerasiyanın başqa bir nümunəsi dırnaq yatağının distal hissəsində (xüsusilə uşaqlarda) falanqsın amputasiyasından sonra baş verən barmaq ucu regenerasiyası və skolyoz müalicəsi üçün osteotomiyadan sonra baş verən qabırğa regenerasiyasıdır (baxmayaraq ki, adətən regenerasiya yalnız qismən olur. və 1 ilə qədər çəkə bilər)[56][57].

İnsanlarda regenerasiyanın başqa bir nümunəsi vazektomiyadan sonra baş verən və vazektomiya uğursuzluğu ilə nəticələnən vas deferens regenerasiyasıdır[58].