Mis on rakkude regenereerimine?

Rakkude taastumine on bioloogiline tunnus kõikidele elusorganismidele bakteritest taimedeni ja kahepaiksetest imetajateni. See on küpsemise, haavade paranemise, kudede parandamise ja sarnaste bioloogiliste funktsioonidega seotud rakkude uuendamise, kasvu või taastamise toiming. Rakkude regenereerimine selle kõige äärmuslikumal kujul võimaldab meritähtedel, lestaussidel ja sisalikel murtud jäsemeid, sabasid uuesti kasvatada või lamedate usside puhul kloonida paljunemise eesmärgil terveid kehastruktuure. Inimestel on teatud piiratud rakkude taastumisvõime, mis võimaldab kulunud või kahjustatud kudesid asendada.

Kuigi kõigil organismidel, sealhulgas bakteritel, seentel ja pärmseentel, on bioloogiline võime rakke regenereerida, toimub protsess igas organismis erinevalt. Organismi bioloogilise terviklikkuse säilitamine on rakkude uuenemise esmane eesmärk, kuigi mõned organismid kasutavad rakkude regenereerimist ka mittesugulise paljunemise vormina. Näiteks pärm levib ja parandab end aseksuaalse rakkude regeneratsiooni protsessi kaudu, mida nimetatakse rakkude pungumiseks. Uus rakk kasvab vana raku külge kinnitunud puhmikuna, kogudes DNA-teavet, et reprodutseerida täpne raku duplikaat. Küpsemisel puruneb uus rakk ja muutub peremeesrakust sõltumatuks, võimaldades seega pärmil ja sarnastel seentel paljuneda, kasvada või kahjustusi parandada.

Teatud roomajatel ja kahepaiksetel on võime rakkude kompleksseks regenereerimiseks, võimaldades tervetel koestruktuuridel pärast kahjustusi autotoomiana tuntud protsessi kaudu uuesti kasvada. Kui tekib vigastus või sellised olendid on röövloomade poolt ohustatud, võivad täiskasvanud rakud sabades, uimedes ja muudes lisandites põhikehast eralduda, jättes lisandi maha. Olendi loomuliku biokeemilise protsessi osana morfeeruvad selliste vigastuste servadel olevad rakud tagasi tüvirakkudeks, võimaldades rakkude uuenemisprotsessi, mis on identne kadunud lisandi esialgse kasvu ja arenguga.

Inimestel toimub rakkude regenereerimisel veidi erinev protsess. Tüvirakud, üldised rakulised ehitusplokid, mis võimaldavad embrüol lõpuks moodustada spetsiifilisi elundeid, kudesid ja lisandeid, on olemas ainult in vitro. Kui rakud arenevad küpseteks rakkudeks, ei saa nad uuesti tüvirakkudeks naasta, nagu on näha teatud roomajate ja kahepaiksete puhul. Pigem saavad küpsed ajurakud, naharakud, närvirakud ja muud rakulised klassifikatsioonid ainult jagada ja paljuneda nagu rakud, piirates seega rakkude taastumist inimestel.

Kuigi rakkude regeneratsioon on inimestel piiratud, mängib see olulist rolli arengus, paranemises ja kudede paranemises. Inimese rakud surevad loomulikult miljardeid päevas kas nekroosi, rakkude surma või kahjustuse või vigastuse tõttu või apoptoosi tõttu. Apoptoos on programmeeritud rakusurma vorm, mis võimaldab rakkudel fragmenteeruda või muul viisil surra osana normaalsest biokeemilisest protsessist, mis on seotud arengu, kasvu ja vananemisega. Ilma mingisuguse rakkude regenereerimiseta tooks nekroos ja apoptoos lõpuks kaasa tervete elundite ja kudede piirkondade hävimise. Selle asemel võimaldab rakkude regenereerimine kehal kasvatada uusi rakke, et asendada surnud, surevad või muul viisil kahjustatud rakud, jagades ühe terve raku kaheks eraldi rakuks.

Kuigi inimestel säilib teatud tingimustel põhineva rakkude regenereerimise võime, on tervete struktuuride täielik regenereerimine piiratud teatud kudede ja elunditega, nagu maks ja nahk. Näiteks ajurakud taastuvad aja jooksul aeglaselt, kuid inimene ei saaks rakkude regenereerimise teel uut aju kasvatada. Teise võimalusena võib inimkeha maksa taastada, tingimusel et vähemalt veerand elundist jääb puutumatuks. Samuti võib nahk uuesti kasvada, et katta suured kahjustused, eeldusel, et alles jääb piisav protsent nahka, millest uusi rakke paljundada.