Proses regenerasi
Asal materi regenerasi
Setelah amputasi, embel yang mampu regenerasi mengembangkan blastema dari jaringan di tunggul tepat di belakang tingkat amputasi (lihat foto). Jaringan-jaringan ini mengalami perubahan drastis. Sel-sel mereka, yang dulu dikhususkan sebagai otot, tulang, atau tulang rawan, kehilangan karakteristik yang dengannya mereka biasanya diidentifikasi (dedifferentiation); mereka kemudian mulai bermigrasi ke arah, dan menumpuk di bawah, epidermis luka, membentuk kuncup bulat (blastema) yang menonjol keluar dari tunggul. Sel-sel yang paling dekat dengan ujung tunas terus bertambah banyak, sementara sel-sel yang terletak paling dekat dengan jaringan tunggul yang lama berdiferensiasi menjadi otot atau tulang rawan, tergantung pada lokasinya. Perkembangan berlanjut sampai struktur akhir di ujung embel yang diregenerasi dibedakan, dan semua sel yang berkembang biak habis dalam proses.
penyakit manusia: Perbaikan dan regenerasi
Dengan mengganti sel-sel yang rusak atau hancur dengan sel-sel baru yang sehat, proses perbaikan dan regenerasi bekerja untuk memulihkan sel individu
Sel-sel blastema tampaknya berdiferensiasi menjadi jenis sel yang sama seperti sebelumnya, atau menjadi tipe yang berhubungan erat. Sel mungkin dapat mengubah perannya dalam kondisi tertentu, tetapi tampaknya jarang melakukannya. Jika blastema ekstremitas ditransplantasikan ke bagian belakang hewan yang sama, itu dapat melanjutkan perkembangannya menjadi ekstremitas. Demikian pula, blastema ekor yang ditransplantasikan di tempat lain pada tubuh akan menjadi ekor. Dengan demikian, sel-sel blastema tampaknya mengandung cap tak terhapuskan dari pelengkap dari mana mereka diproduksi dan di mana mereka ditakdirkan untuk berkembang. Namun, jika blastema ekor ditransplantasikan ke tunggul tungkai, struktur yang beregenerasi akan menjadi gabungan dari dua pelengkap.
Teori polaritas dan gradien
Setiap makhluk hidup menunjukkan polaritas, salah satu contohnya adalah diferensiasi suatu organisme menjadi kepala, atau bagian depan, dan ekor, atau bagian belakang. Regenerasi bagian tidak terkecuali; mereka menunjukkan polaritas dengan selalu tumbuh ke arah yang jauh (jauh dari bagian utama tubuh). Namun, di antara invertebrata bawah, perbedaan antara proksimal (dekat, atau ke arah tubuh) dan distal tidak selalu jelas. Tidak sulit, misalnya, untuk membalik polaritas "batang" pada hidroid kolonial. Biasanya sepotong batang akan menumbuhkan ujung kepala, atau hydranth, pada ujungnya yang bebas, atau distal; jika itu diikat, bagaimanapun, itu meregenerasi hydranth di ujung yang semula proksimal. Polaritas dalam sistem ini tampaknya ditentukan oleh gradien aktivitas sedemikian rupa sehingga hydranth beregenerasi di mana pun tingkat metabolisme tertinggi. Begitu hydranth mulai berkembang, ia menghambat produksi orang lain yang proksimal terhadapnya dengan difusi zat penghambat ke bawah di sepanjang batang.
Ketika cacing pipih planarian dipotong menjadi dua, setiap bagian menumbuhkan kembali ujung yang hilang. Sel-sel pada dasarnya merupakan bagian tubuh yang identik di mana potongan itu dibuat membentuk blastemas, yang, dalam satu kasus menimbulkan kepala dan yang lainnya menjadi ekor. Apa yang masing-masing regenerasi blastema sepenuhnya bergantung pada apakah itu pada bagian depan atau bagian belakang cacing pipih: perbedaan nyata antara kedua bagian dapat ditentukan oleh perbedaan metabolisme. Jika sepotong cacing pipih dipotong sangat tipis — terlalu sempit untuk mengatur gradien metabolik yang efektif — ia mungkin meregenerasi dua kepala, satu di kedua ujungnya. Jika aktivitas metabolisme pada ujung anterior cacing pipih secara artifisial dikurangi oleh paparan obat-obatan tertentu, maka ujung posterior cacing mungkin mengembangkan kepala.
Tambahan regenerasi menimbulkan masalah yang berbeda dari seluruh organisme. Sirip ikan dan anggota badan salamander memiliki ujung proksimal dan distal. Namun dengan berbagai manipulasi, dimungkinkan untuk membuatnya beregenerasi dalam arah proksimal. Jika lubang persegi dipotong di sirip ikan, regenerasi terjadi seperti yang diharapkan dari margin dalam, tetapi juga dapat terjadi dari tepi distal. Dalam kasus terakhir, sirip regenerasi sebenarnya adalah struktur distal kecuali bahwa itu tumbuh dalam arah proksimal.
Anggota tubuh amfibi bereaksi dengan cara yang sama. Adalah mungkin untuk mencangkokkan tangan kadal air ke dinding tubuh di dekatnya, dan sekali aliran darah yang cukup telah terbentuk, untuk memutuskan lengan antara bahu dan siku. Ini menciptakan dua tunggul, yang pendek terdiri dari bagian lengan atas, dan yang lebih panjang terdiri dari sisa lengan yang menonjol ke arah yang salah dari sisi hewan. Kedua tunggul meregenerasi hal yang sama, yaitu, segala sesuatu yang biasanya terletak jauh ke tingkat amputasi, terlepas dari cara mana tunggul itu hadapi. Lengan yang dibalik karenanya meregenerasi bayangan cermin itu sendiri.
Jelas, ketika suatu struktur beregenerasi, struktur itu hanya dapat menghasilkan bagian-bagian yang normalnya terletak jauh ke tingkat amputasi. Sel-sel yang berpartisipasi berisi informasi yang diperlukan untuk mengembangkan segala sesuatu "hilir," tetapi tidak pernah bisa menjadi struktur yang lebih proksimal. Regenerasi, seperti perkembangan embrionik, terjadi dalam urutan yang pasti.
