¿Cómo les crecen extremidades a diferentes animales? (¿Y por qué no podemos nosotros?) » Cienciahoy

Animales como el ajolote, la hidra y la planaria pueden regenerar partes enteras del cuerpo si se las cortan. Lo hacen gracias a un grupo de células madre que pueden dividirse en cualquier célula del cuerpo y al mantenerse jóvenes, es decir, mantener las vías de desarrollo. La mayoría de los mamíferos, incluidos los humanos, no tienen estas dos características, lo que nos impide volver a crecer un brazo.

El ajolote, en peligro crítico de extinción, se encuentra en solo dos lagos en todo el mundo, ambos muy cerca de la Ciudad de México. El ajolote flota a la deriva en estos lagos de agua dulce, depredando pequeños peces y moluscos. Su característica boca sonriente se abre de par en par y succiona agua por vacío en su boca, atrayendo a sus presas. Cerca de la superficie, una garza ataca al ajolote. En un relámpago, el ajolote sale disparado, dejando solo un brazo en la boca de la garza. En meses, el brazo está de vuelta, como si nada hubiera pasado.

En todo el reino animal, desde cucarachas hasta grillos, desde ajolotes hasta anémonas, la regeneración es posible y común. ¿Cómo es que tantos organismos sanan tan increíblemente y por qué nuestra sanación palidece en comparación?

Vídeo recomendado para ti:

¿En qué se diferencian la regeneración y la curación?

La regeneración es esencialmente una curación con superpoderes. Imagina que tienes un corte profundo. En la mayoría de los escenarios, la herida se cerrará con tejido cicatricial elevado, resistente y no tan bueno como el original. Si algún mamífero pierde una extremidad, todo lo que quedará es una protuberancia cubierta de tejido cicatricial. La regeneración es un proceso de curación que imita el elemento original del cuerpo cuando algo se pierde, tanto en apariencia como en funcionalidad.

regeneración, cola del lagarto al que le han vuelto a cortar la cola

Un lagarto al que le vuelve a crecer una cola: un ejemplo de regeneración que muchos de nosotros hemos encontrado (Crédito de la foto: Anadolu_Dizgi/Shutterstock)

¿Cómo le vuelve a crecer una extremidad entera al ajolote?

El ajolote es posiblemente el mayor de todos los regeneradores. Puede regenerar extremidades, colas, grandes segmentos de su médula espinal, tejido cardíaco e incluso tejido neural inmensamente complicado e interconectado.

Imagine una sola célula rodeada de otras células. ¿Dónde está? tu pulgar ¿Cómo sabe esa única célula en su pulgar que está en su pulgar, en su cuerpo, en algún lugar del mundo, mientras se desplaza por este artículo? ¡No es así! Todo lo que conoce son las otras células que existen a su alrededor. Este es un problema especialmente grave si eres parte del blastema, que es responsable de que una extremidad vuelva a crecer. ¿Cómo sabes cómo reformar algo que ya no está?

Hay una secuencia de eventos que deben tener lugar cuando un ajolote pierde una extremidad. Primero, el ajolote necesita detener la pérdida de sangre. Lo hace formando una pequeña capa sobre la herida, compuesta de células que se dividen rápidamente, conocida como blastema. Este pequeño grupo de células necesita volver a crecer hasta convertirse en una extremidad completa. Para hacer esto, necesita encontrar su orientación nuevamente: un eje.

Los ejes funcionan a través de sustancias químicas conocidas como morfógenos. Células específicas son fuentes de diferentes morfógenos. Cuanto más cerca está una célula de la fuente de un morfógeno particular, más concentrado está el morfógeno. Las células saben cómo reconocer esta concentración, conocida como gradiente de morfógeno. Si hay más de un morfógeno, ¡mejor aún! Dos morfógenos son como los ejes x e y en un gráfico. Las concentraciones son las coordenadas, y al conocer tus coordenadas, una sola célula puede ubicarse dentro de una extremidad completa.

Cuando un ajolote se lesiona, los genes que codifican los morfógenos se activan.

morfógeno

Leyenda: La concentración de un morfógeno disminuye más lejos de la fuente. Este es el gradiente de morfógeno.

El tercer paso es enviar células madre al rescate. Las células que componen el corazón, los pulmones o la piel son tan diferentes como los propios órganos. Las células madre no están diferenciadas y tienen el potencial de convertirse en cualquier cosa. En el ajolote, las células madre migran al blastema y, con la ayuda de morfógenos, las células madre indiferenciadas se convierten lentamente en hueso, piel, nervio y músculo.

Los ajolotes son especiales porque exhiben una característica conocida como neotenia. El ajolote conserva características juveniles, como branquias externas, hasta la edad adulta. Además, nunca dejan de crecer. A diferencia de otros anfibios, no sufren metamorfosis. Las vías de desarrollo y crecimiento normalmente se “desconectan” en la edad adulta y son difíciles de volver a activar. Sin embargo, la neotenia y la metamorfosis significan que estas vías nunca se desconectan. Estas dos características significan que las vías de desarrollo que deberían estar inactivas en la edad adulta nunca se apagan. En otras palabras, volver a crecer una extremidad es más fácil si el ajolote recuerda cómo creció en primer lugar. Además, los ajolotes retienen una alta población de células madre, típicamente caracterizadas por su juventud.

¿Cómo Hydra vuelve a crecer todo su cuerpo a partir de una sola célula?

Tan increíble como puede ser el crecimiento macroscópico de una extremidad, el mundo microscópico tiene sus propias maravillas de regeneración.

Hydra es un pequeño organismo de agua dulce. Tiene tentáculos que flotan en el agua, listos para capturar presas. Luego, un pequeño cuerpo tubular digiere esta presa.

¡Fascinantemente, toda la hidra puede volver a crecer a partir de una sola célula en seis días! La célula individual comienza dividiéndose. Luego se divide en dos capas: la interna y la externa. Cada una de estas capas posee su propio gradiente de morfógeno, lo que ayuda a las células a ordenarse. Además de los morfógenos, las células especializadas conocidas como organizadoras también ayudan a llevar físicamente a las células al lugar correcto. Estas células producen filamentos de actina, que actúan como brazos mecánicos, arrastrando las células al lugar correcto y ayudando a que la hidra vuelva a su patrón original.

Hydra también tiene una increíble población de células madre que se ocupa de lesiones más leves que la reducción a una sola célula.

Al igual que el ajolote, la hidra crece a lo largo de su vida. También se reproduce asexualmente, formando brotes que eventualmente se desprenden del padre y se convierten en su descendencia. Dado que las vías de desarrollo que realizan ambas funciones están continuamente activas, la hidra puede regenerarse con facilidad.

en ciernes en hidra

Floración en Hydra (Crédito de la foto: Sawatd340/Shutterstock)

Planaria es un pequeño gusano plano de agua dulce que sigue un camino de regeneración similar al de la hidra. Aunque necesita 10.000 células en lugar de una sola para volver a crecer, esto es igualmente impresionante, ya que Planaria es unas diez mil veces más grande. Otra característica de Planaria que podría ayudarla a regenerarse tan fácilmente es su plasticidad. Incluso en la edad adulta, estos gusanos manipulan el tamaño de su cuerpo en respuesta a la disponibilidad de nutrientes en un ecosistema. ¡Un cuerpo más pequeño necesita menos comida después de todo!

Regeneración en Planaria.Ilustración Vector EPS10 sobre fondo blanco.

Regeneración en Planaria (Crédito de la foto: CRStocker/Shutterstock)

¿Por qué los humanos no pueden regenerarse?

Los humanos en realidad pueden regenerarse… pero hay una trampa.

Cuando somos niños pequeños, podemos volver a crecer los dedos desde el último nudillo, pero esta capacidad desaparece a medida que crecemos. ¡Estas puntas de dígitos también son completamente funcionales! Podemos regenerarnos en nuestra juventud porque las vías de desarrollo responsables del crecimiento aún están activadas. A medida que llegamos a la adolescencia, dejamos de crecer, lo que dificulta el crecimiento de extremidades y tejidos. Todos los mamíferos son malos en la regeneración. ¡En comparación con los platelmintos, los reptiles y los anfibios, nuestra capacidad de regeneración es patética!

Los seres humanos también tienen escasez de células madre. En la edad adulta, las únicas células madre que tenemos están dentro de nuestra médula ósea. Nuestras células madre ya están parcialmente diferenciadas y solo pueden formar diferentes tipos de células sanguíneas. No podemos convertir estas células madre en nervios o huesos; solo pueden producir sangre.

Constantemente se realizan nuevas investigaciones en el campo de las células madre humanas. Las células madre embrionarias, por ejemplo, tienen un enorme potencial. Las células madre realmente pueden revolucionar el campo de la medicina. Podríamos curarnos de cualquier lesión, hacer crecer las piernas o los brazos perdidos, hacer crecer órganos desde cero para trasplantes o incluso revertir el envejecimiento y volvernos inmortales. Es seguro decir que superaríamos incluso al ajolote, aunque regenerarse como Hydra y Planaria parece absolutamente imposible para los mamíferos, ¡no importa lo que depare el futuro!

Lectura sugerida

¿Te resultó útil este artículo

Sí No