人类肝脏以其强大的再生能力而闻名。 一些研究人员将其描述为“最令人惊叹的组织损伤反应之一”。
“肝脏再生……多年来一直令观察到这种看似超自然的现象并研究其机制的临床医生、外科医生和科学家们着迷,”一群 研究人员在 2019 年的一篇论文中写道。
这种并非超自然的再生过程,是通过肝细胞(称为肝细胞)在受伤或组织损失后 分裂和增殖 来实现的。即使 损失了 90% 的肝脏,修复过程最终也能使肝脏恢复到其完整大小,但不一定恢复到其原始形状。
虽然肝脏以再生和恢复最为著名,但其他细胞、组织和器官也会经历自身的定期更新;我们 身体的这些部分处于持续的修复状态,所需时间各不相同。
再生是什么?
再生是指生物体、组织或细胞通过生物过程替换或修复受损或丢失的身体部位或结构的现象。
这种现象以多种形式出现在不同的生物体中,它使它们能够从损伤中恢复、治愈伤口,在某些情况下甚至能重新长出整个身体部位。
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哪些其他器官可以再生?
除了肝细胞,皮肤细胞也会随着时间推移而频繁地自我替换。具体来说,根据 研究,表皮,也就是皮肤的最外层,会在大约 40 到 56 天的时间跨度内定期进行自我更新。当皮肤因 晒伤、割伤或擦伤而受损时,就会发生这种情况,从而实现不留疤痕的自我修复。
同样,在一个人的一生中,毛囊平均会 再生 10 次。肠道内壁也会 每天发生变化,以满足处理和清洁的需求;内壁在大约一周内会完全自我替换。
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肾脏可以自我修复吗?
2023 年发表的研究表明,肾脏在一定程度上也可以再生。肾脏中的干细胞可以形成新的肾细胞,但其程度不如肝脏。
达拉斯大学自然科学与数学杰出讲座教授 Jie Zheng 表示:“如果你切掉一块肾脏,它不会像肝脏那样重新长回来。”但这并不意味着它不会经历自身的某种愈合方式。
Zheng 是一个团队的成员,该团队发现了一种“维护”方法,即肾脏的近端肾小管细胞——它们构成了肾脏大部分的质量——处于持续的自我更新状态。
Zheng 解释说,由于这些细胞不像肝细胞那样容易分裂,它们有自己的方式来保持形状。这被称为挤出介导的自我更新机制。本质上,旧细胞和任何侵入性颗粒——Zheng 的团队在实验中使用了金纳米颗粒——会被包裹在细胞溶酶体中,并最终从肾脏表面被排出,而细胞的内容物则会被更新。
但他们也发现,无论是否有异物,这个过程都会发生。
Zheng 说:“这是另一种在不经过分裂周期的情况下再生细胞的方式,”并补充说,其他器官也可能使用类似的机制“来帮助它们保持健康并维持正常功能,而无需传统的再生机制。”
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哪些动物可以再生?
几十年来,研究人员一直在研究动物界的再生现象 。蝾螈可以在几周内 重新长出整个尾巴。另一个物种 Polycarpa mytiligera,一种海洋动物,能够 再生其所有器官,即使被切成三块。当涡虫的头部或尾部被切掉时,它可以在一周内重新长出来。蝾螈的一种——墨西哥钝口螈——能够 重新长出肢体、多个器官甚至 脊髓。
科学家们希望从这些物种身上学习,目标是有一天让人类能够重新长出肢体。研究人员还在探索如何模仿我们肝脏非凡的再生特性,并将其应用于其他器官,例如人类心脏。Zheng 希望他的团队发现的肾脏自我修复机制最终能在改善人类健康方面发挥作用。
他解释说:“如果我们能够以非侵入性的方式监测这种自我更新过程及其功能,我们就可以早期干预以保持肾脏健康,这对于许多有高肾脏疾病风险的人来说可能很重要。”
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