Le processus de régénération
Origine du matériau de régénération
Après l'amputation, un appendice capable de régénération développe un blastème à partir des tissus du moignon juste derrière le niveau d'amputation (voir photographie). Ces tissus subissent des changements drastiques. Leurs cellules, autrefois spécialisées comme muscle, os ou cartilage, perdent les caractéristiques par lesquelles elles sont normalement identifiées (dédifférenciation); ils commencent alors à migrer vers et à s'accumuler sous l'épiderme de la plaie, formant un bourgeon arrondi (blastème) qui se gonfle du moignon. Les cellules les plus proches de la pointe du bourgeon continuent de se multiplier, tandis que celles situées le plus près des anciens tissus du moignon se différencient en muscles ou cartilages, selon leur emplacement. Le développement se poursuit jusqu'à ce que les structures finales à la pointe de l'appendice régénéré soient différenciées et que toutes les cellules proliférantes soient utilisées dans le processus.
maladie humaine: réparation et régénération
En remplaçant les cellules endommagées ou détruites par de nouvelles cellules saines, les processus de réparation et de régénération travaillent pour restaurer la
Les cellules du blastème semblent se différencier en le même type de cellules qu'elles étaient avant, ou en types étroitement apparentés. Les cellules peuvent peut-être changer de rôle dans certaines conditions, mais apparemment rarement. Si un blastème d'un membre est transplanté à l'arrière du même animal, il peut poursuivre son développement en membre. De même, un blastème caudal transplanté ailleurs sur le corps deviendra une queue. Ainsi, les cellules d'un blastème semblent porter le cachet indélébile de l'appendice à partir duquel elles ont été produites et dans lesquelles elles sont destinées à se développer. Si un blastème caudal est transplanté sur le moignon d'un membre, cependant, la structure qui se régénère sera un composite des deux appendices.
Théorie de la polarité et du gradient
Chaque être vivant présente une polarité, dont un exemple est la différenciation d'un organisme en une tête, ou partie avant, et une queue, ou partie postérieure. Les pièces en régénération ne font pas exception; ils présentent une polarité en se développant toujours dans une direction distale (loin de la partie principale du corps). Cependant, parmi les invertébrés inférieurs, la distinction entre proximal (proche ou vers le corps) et distal n'est pas toujours nette. Il n'est pas difficile, par exemple, d'inverser la polarité des «tiges» dans les hydroïdes coloniales. Normalement, un morceau de la tige poussera une extrémité de tête, ou hydranth, à son extrémité libre ou distale; s'il est attaché, cependant, il régénère une borne d'eau à l'extrémité qui était à l'origine proximale. La polarité dans ce système est apparemment déterminée par un gradient d'activité de telle sorte qu'un hydranth se régénère là où le taux métabolique est le plus élevé. Une fois qu'un hydranth a commencé à se développer, il inhibe la production d'autres à proximité de lui par la diffusion d'une substance inhibitrice vers le bas le long de la tige.
Lorsque les vers plats planaires sont coupés en deux, chaque morceau repousse l'extrémité qui manque. Les cellules situées dans des régions du corps essentiellement identiques où la coupe a été pratiquée forment des blastèmes qui, dans un cas, donnent naissance à une tête et dans l'autre à une queue. Ce que chaque blastème régénère dépend entièrement du fait qu'il s'agisse d'une pièce avant ou d'une pièce postérieure de vers plats: la véritable différence entre les deux pièces peut être établie par des différentiels métaboliques. Si un morceau transversal d'un ver plat est coupé très mince - trop étroit pour qu'un gradient métabolique efficace soit établi - il peut régénérer deux têtes, une à chaque extrémité. Si l'activité métabolique à l'extrémité antérieure d'un ver plat est artificiellement réduite par l'exposition à certains médicaments, alors l'ancienne extrémité postérieure du ver peut développer une tête.
La régénération des appendices pose un problème différent de celui des organismes entiers. La nageoire d'un poisson et le membre d'une salamandre ont des extrémités proximale et distale. Par diverses manipulations, il est cependant possible de les faire se régénérer dans une direction proximale. Si un trou carré est coupé dans la nageoire d'un poisson, la régénération a lieu comme prévu à partir de la marge intérieure, mais peut également se produire à partir du bord distal. Dans ce dernier cas, la nageoire régénératrice est en fait une structure distale, sauf qu'elle se développe dans une direction proximale.
Les membres amphibiens réagissent de manière similaire. Il est possible de greffer la main d'un triton sur la paroi corporelle voisine, et une fois qu'un flux sanguin suffisant a été établi, pour couper le bras entre l'épaule et le coude. Cela crée deux moignons, un court composé d'une partie du bras supérieur et un plus long composé du reste du bras faisant saillie dans la mauvaise direction du côté de l'animal. Les deux moignons régénèrent la même chose, à savoir tout ce qui se trouve normalement distal par rapport au niveau de l'amputation, quelle que soit l'orientation du moignon. Le bras inversé régénère donc une image miroir de lui-même.
De toute évidence, lorsqu'une structure se régénère, elle ne peut produire que des parties normalement distales par rapport au niveau d'amputation. Les cellules participantes contiennent les informations nécessaires pour développer tout «en aval», mais ne peuvent jamais devenir des structures plus proximales. La régénération, comme le développement embryonnaire, se produit dans une séquence définie.
