Regenerasi

Regenerasi ialah memperbaiki bagian tubuh yang rusak atau lepas kembali seperti semula. Kerusakan itu bervariasi. Ada yang ringan, seperti luka dan memar; ada yang sedang, yang menyebabkan ujung sebagian tubuh terbuang; dan ada yang berat yang menyebabkan suatu bagian besar tubuh terbuang.
Daya
Daya regenerasi tak sama pada berbagai organism. Ada yang tinggi dan ada yang rendah sekali dayanya. Tak jelas hubungan linier antara kedudukan sistematik hewan dengan daya regenerasi. Yang terkenal tinggi dayanya adalah Coelenterata, Platyhelminthes, Annelida, Crustacea, dan Urodela. Aves dan Mammalia paling rendah dayanya, biasanya terbatas kepada penyembuhan luka, bagian tubuh yang terlepas tak dapat ditumbuhkan kembali.
Hydra dapat dipotong-potong sampai kecil sekali dan 1/200 bagian dari tubuhnya yang asli dapat beregenerasi jadi individu baru yang utuh. Pada Hydroid polyp, ada proses regenerasi yang terus-menerus, disebut “regenerasi fisiologis”. Tentakel dan dasarnya sekalian pada waktu tertentu dilepaskan, dibuang lalu tumbuh lagi yang baru dari bawah.
Setelah Coelenterata menyusul Platyhelminthes, hewan yang paling tinggi daya regenerasinya. Contoh Planaria yang mampu beregenerasi dari 1/300 fragmen tubuhnya menjadi individu yang utuh.
Pada Annelida daya regenerasinya terbatas. Jika tubuh dipotong-potong, setiap potongan dapat tumbuh menjadi individu baru yang utuh, tapi segmennya tidak selengkap semula. Alat genitalia tak ikut beregenerasi. Jika potongan tak mengandung genitalia asli individu baru yang berasal dari situ tak bergenitalia. Hirudinea (pacet dan lintah) tidak beregenerasi. Nematoda juga tidak.
Mollusca dayanya kecil saja. Mata yang lepas asal ada batangnya, masih bisa beregenerasi. Tapi kalau tak ada batang itu, tak mampu. Sebagian kepala atau kaki juga dapat beregenerasi.
Pada Arthropoda terbatas pada anggota. Crustacea tergolong yang tinggi dayanya di dalam phylum ini, baik tingkat larva maupun dewasa. Pada Insecta terbatas pada waktu larva saja. Melepaskan sendiri ruas-ruas kaki biasa pada beberapa laba-laba dan kepiting, untuk melepaskan diri dari tangkapan musuh. Melepaskan bagian tubuh secara natural ini untuk diregenerasi lagi nanti disebut autotomy, artinya memotong-motong diri sendiri.
Echinodermata tinggi juga daya regenerasinya. Seekor bintang laut kalau dicincang oleh nelayan lalu dilemparkan lagi ke laut (karena marah dan menganggap saingan mendapat ikan lokan), tiap cincangan kecil dapat lagi tumbuh jadi individu baru. Sedangkan pada Holothuroidea (teripang), sesekali waktu kadang dilepaskan sendiri alat-alat dalam lewat anus keluar, seperti alat pernapasan dan saluran pencernaan. Nanti dapat diganti dengan yang baru.
Vertebrata, dibandingkan dengan Evertebrata, terendah daya regenerasinya. Di kalangan sub-phylum ini yang tertinggi daya regenerasinya ialah Urodela. Hewan ini banyak dipakai dalam regenarsi eksperimentil. Anggota tubuh, insang, ekor, rahang, mata, dapat tumbuh kembali kalau lepas atau terpotong. Pada Anura regenerasinya terbatas pada tingkat larva, dan hanya pada anggota dan ekor. Yang dewasa tak bisa beregenerasi sama sekali. Reptilia hanya terbatas pada ekor, yang seperti kepiting juga untuk melepaskan diri dari tanggapan musuh, ekor dibiarkan lepas.
Pisces hanya pada sirip. Jadi nampak jelas di sini, kedudukan sistematik tak punya hubungan linier dengan daya regenerasi. Nematoda lebih rendah kedudukan sistematik dari Annelida; begitu juga Pisces terhadap Anura dan Urodela. Tapi kelompok pertama hampir tak ada regenerasinya.
Pada Aves, daya regenerasi hanya pada sebagian kecil paruh.
Mammalia daya regenerasinya terbatas pada jaringan, tidak sampai tingkat alat. Regenerasi jaringan sering setara dengan penyembuhan luka. Luka di kulit yang besar, jaringan ikat baru agak beda dengan dermis asli, karena banyak sekali kolagennya, disebut parut.
Jaringan yang tinggi daya regenerasinya pada Mammalia ialah tulang dan jaringan ikat; disusul oleh otot dan sel hati. Kerusakan atau patahan besar pada tulang dapat dikembalikan seperti asli, terutama pada anggota. Setiap celah yang terbentuk oleh trauma (benturan) segera diisi jaringan ikat. Jaringan yang tak mampu beregenerasi, seperti otot jantung, di celah yang luka diisi oleh jaringan ikat membentuk parut. Alat dalam dapat beregenerasi. Hati dapat diangkat sebagian dan yang hilang dapat ditumbuhkan kembali, meski tidak seutuh semula. Tendo juga mampu beregenerasi.

Proses regenerasi
Dipakai contoh (Urodela) dalam experiment untuk meneliti proses regenerasi. Satu kaki salamander ini dipotong dekat pangkal lengan, kemudian terjadilah proses berikut:
1. Darah mengalir menutupi permukaan luka, luka beku, membentuk “scab” yang sifatnya melindungi.
2. Epitel kulit menyebar di permukaan luka, di bawah “scab”. Sel epitel itu bergerak secara amoeboid. Butuh waktu dua hari agar kulit itu lengkap menutupi luka. (Pada Invertebrata otot bawah kulit ikut berkerut untuk mempercepat epitel menutup luka.)
3. Dedifferensiasi sel-sel jaringan sekitar luka, sehingga menjadi bersifat muda kembali dan pluripotent untuk membentuk berbagai jenis jaringan baru. Matriks tulang dan tulang rawan melarut, sel-selnya lepas dan bersebar di bawah epitel. Serat jaringan ikat juga berdisintegrasi, dan sel-selnya berdiferensiasi semuanya. Akhirnya, tak dapat lagi dibedakan mana sel yang berasal dari tulang, tulang rawan, atau jaringan ikat. Disusul sel-sel otot berdiferensiasi, serat myofibril hilang, inti membesar, sitoplasma menyempit.
4. Pembentukan Blastema, yakni kuncup regenerasi pada permukaan bekas luka. “Scab” mungkin sudah lepas pada waktu ini. Blastema berasal dari penimbunan sel-sel dedifferensiasi. Ada juga pendapat yang mengemukakan, bahwa blastema berasal juga dari sel-sel satelit pengembara, yang selalu ada di berbagai jaringan, terutama di dinding kapiler darah. Sel-sel pengembara ini nanti akan berproliferasi membentuk blastema. Namun dengan memakai tracer radioaktif dapat kini diketahui, bahwa sel-sel blastema berasal dari segala jenis jaringan yang berdedifferensiasi sekitar amputasi.
5. Proliferasi sel-sel dedifferensiasi secara mitosis. Proliferasi ini serentak dengan proses dediferensiasi, dan memuncak pada waktu blastema dalam besarnya yang maskimal, dan waktu itu tak membelah lagi.
6. Redifferensiasi sel-sel dedifferensiasi, serentak dengan berhentinya proliferasi sel-sel blastema itu.
Pada Planaria telah diteliti bahwa sel-sel yang berasal dari parenkim (berasal dari lapis benih mesoderm), selain menumbuhkan alat derivate mesodermal (yakni otot dan parenkim lagi), juga sanggup menumbuhkan jaringan saraf dan saluran pencernaan (masing-masing berasal dari lapis benih ectoderm dan endoderm).
Akhirnya anggota badan yang diamptasi itu akan tumbuh lagi sebesar semula, dengan struktur anatomis dan histologist yang serupa dengan asalnya.


Regenerasi alat lain salamander
Secara experimental dilakukan juga amputasi pada salamander. Ternyata hasil regenerasi itu tidak seperti semula. Ekor baru tidak mengandung notochord lagi, dan vertebrae yang baru tidak mengandung tulang rawan. Ruas-ruas itu hanya menyelaputi batang saraf (medulla spinalis). Jumlah ruas vertebrae tersebut tidak selengkap asalnya.
Dalam membuktikan bahwa sel dedifferensiasi bisa pluripotent, yakni dapat menumbuhkan jaringan yang bukan dari mana dia berasal, sering dilakukan eksperimen amputasi pada lensa salamander. Lensa baru terbentuk dari sel-sel dari pinggir dorsal iris, yang berasal dari mesoderm. Padahal embriologis lensa tersebut tumbuh/berasal dari epidermis.

Peranan kulit dan saraf
Jika kulit segera menutupi luka pada amputasi salamander, maka regenerasi terhalang. Seperti ditemukan pada katak, kulit segera menutupi luka. Karena itu jika kaki katak diamputasi, tak terjadi regenerasi, karena kulit segera menutupi luka tersebut. Dengan pemberian larutan garam untuk mencegah lapisan dermis kulit bergerak ke luka, ternyata dapat terjadi regenerasi. Jika hanya epidermis kulit yang menutup luka, maka regenerasi dapat terjadi. Hal ini menunjukkan bahwa kulit, terutama dermis, mengandung suatu zat yang memblokir proses regenerasi.
Dalam proses terjadinya regenerasi memerlukan kehadiran urat saraf. Jika saraf dipotong waktu larva, kemudian anggota tubuh tersebut diamputasi, maka tidak ada regenerasi yang berlangsung. Dedifferensiasi akan terus berlangsung, tapi sel-selnya diabsorbsi masuk ke dalam tubuh, sehingga akhirnya proses regenerasi berhenti. Jika hanya saraf saja yang dipotong, tapi anggota tubuh tetap, anggota itu idak akan berdegererasi. Tapi jika saraf dipotong dan anggota tubuh diamputasi, maka tunggulnya akan berdegerasi.
Jika dialihkan saraf lain ke tunggul amputasi yang sarafnya sendiri lebih dulu sudah diangkat, ternyata ada regenerasi. Hal tersebut membuktikan bahwa perlu kehadiran saraf dalam proses regenerasi. Tentang zat yang terkandung atau keluar dari saraf, yang bersifat trophic terhadap regenerasi tersebut belum diketahui.eksperimen selanjutnya terhadap amputasi anggota tubuh salamander ialah jika saraf diangkat setelah blastema terbentuk, maka regenerasi akan terus berlangsung. Jadi nampaknya saraf perlu untuk pembentukan blastema. Namun terjadi keanehan, yaitu jika sejak embryo saraf diangkat, pertumbuhan anggota akan terus berlangsung. Jika diamputasi pun, bagian tersebut akan beregenerasi. Sepertinya keperluan akan kehadiran saraf di tunggul amputasi hanya semacam ‘ketagihan’.

REGENERASI HISTOLOGIS
Pada Mammalia, termasuk manusia, daya regenerasinya sangat rendah, hanya terbatas pada taraf histologist, tidak sampai anatomis. Jaringan yang dapat beregenerasi ialah tulang, tulang rawan, otot, saraf, jaringan ikat dan juga beberapa kelenjar pencernaan seperti hati dan pancreas.
Tulang
Tulang dikenal paling tinggi penyembuhannya. Hal tersebut bisa diamati pada saat terjadi patah tulang. Mula-mula darah membeku di tempat patahan (fraktur). Disusul dengan hancurnya matriks tulang, dan osteosit di tempat tersebuat akan mati. Periosteum dan endosteum di sekitar patahan akan bereaksi dengan terjadinya proliferasi fibroblastnya. Sehingga terjadi penumpukan sel-sel di celah patahan.
Proses tersebut akan disusul dengan terbentuknya tulang rawan hialin di daerah tersebut. Kemudian akan terjadi proses osifikasi secara Endochondral dan membranous. Trabeculae terbentuk di celah patahan, yang menghubungkan kedua ujung patahan, disebut callus. Ossifikasi berlangsung terus, sampai semua celah tersebut terisi kembali dengan bahan tulang.
Dalam rangka menyembuhkan patah tulang biasanya dilakukan penekanan dari luar, biasanya berupa bilah papan. Hal tersebut akan menolong remodeling callus sehingga kedua tepi patahan bertaut dengan rata oleh callus. Pada tahap akhir, callus akan diresap dan diganti oleh tulang lamella.

Tulang rawan
Tulang rawan sulit beregenerasi setelah dewasa. Biasanya hasil regenerasi tersebut tidak sempurna seperti semula. Seperti halnya dengan penyembuhan patah tulang, di sisi sel-sel fibroblast dari perichondrium masuk patahan dan menghasilkan jaringan tulang rawan disitu. Jika terjadi kerusakan tulang rawan yang besar, maka sel fibroblast di tempat patahan akan membentuk jaringan ikat rapat.


Otot
Otot jantung pada orang dewasa tidak dapat beregenerasi. Jika terjadi kerusakan (seperti infarct jantung), bekas otot yang rusak ditempati jaringan ikat berupa parut. Pada otot lurik, regenerasi dilakukan oleh sel satelit yang terletak bersebar di lamina basalis yang menyelaputi serat otot. Ketika terjadi kerusakan, sel-sel satelit sekitar kerusakan tersebut akan aktif dan berproliferasi, membentuk sel-sel otot lurik baru. Otot polos dapat beregenerasi sendiri dengan melakukan mitosis berulang-ulang untuk menggantikan bagian yang rusak.

Saraf
Serat saraf tepi yang putus dapat beregenerasi, asalkan perikaryon (soma neuron) tidak ikut rusak. Jika urat saraf terpotong, bagian ujung yang lepas dari perikaryon akan berdegerasi dan debrisnya diphagocytisis makrofag. Bagian pangkal yang berhubungan dengan perikaryon tetap bertahan dan akan beregenerasi.
Proses yang terjadi adalah sebagai berikut:
1. Chromatolysis, yakni melarutnya badan Nissl
2. Perikaryon membesar.
3. Inti berpindah ke tepi
4. Bagian ujung akson yang dekat luka berdegenerasi sedikit, lalu tumbuh lagi.
5. Di ujung akson yang putus, setelah semua hancur dan dibersihkan makrofag, sel Schwann berproliferasi membentuk batang sel-sel. Bagian proximal akson kemudian tumbuh dan bercabang-cabang mengikuti batang sel-sel Schwann ke bagian distal, sehingga mencapai alat effector (otot, kelenjar).
Jika jarak antara proksimal dengan distal yang putus jauh sekali dan batang sel-sel Schwann tak mencapai ujung bagian proksimal itu, ujung proksimal yang tumbuh tak sampai ke alat effector. Terbentuk gumpalan serabut saraf lepas di bawah kulit bekas luka atau amputasi, yang akan terasa sangat nyeri. Oleh karena itu, kehadiran sel-sel Schwann di bagian effector sangat perlu untuk mengarahkan atau jadi pedoman bagi axon untuk tumbuh.
Jika neuron yang putus jaraknya terlalu dekat dengan bagian perikaryon, tidak aka nada reaksi sel-sel Schwann di bagian effector dan perikaryon lama-kelamaan akan mati.
Neuroglia, termasuk sel Schwann, dapat beregenerasi dengan melakukan mitosis. Celah-celah bekas tempat neuron yang rusak dan hancur di saraf pusat (otak atau sumsum tulang belakang), misalnya karena penyakit atau kerusakan lain, akan diisi lagi oleh neuroglia, bukan oleh neuron baru.
Hati
Daya regenerasi hati cukup tinggi. Pada tikus, 2/3 belahan hati dapat diangkat, dan beberapa hari kemudian akan tumbuh lagi sampai sebesar semula. Jika hati terkontaminasi zat kimia yang sifatnya meracun sel-selnya, seperti hidrokarbon berchlor atau karena saluran empedu tersumbat, sebagian belahan hati dapat rusak. Yang rusak ini dapat diperbaiki lagi. Sel-sel epitel pelapis saluran empedu dalam hati dapat ikut bermitosis untuk menumbuhkan saluran-saluran baru bagi bagian yang sedang beregenerasi. Semakin lanjut umur seseorang, maka daya regenerasi hati akan semakin susut atau berkurang.
Pancreas
Daya regenerasi pancreas sangat rendah. Jika segumpal pancreas rusak dan lepas, regenerasi tidak akan dapat mengembalikan alat tersebut seperti semula, hanya terjadi perbaikan di daerah pinggir yang sangat tipis. Gumpalan yang hilang tadi tidak akan terganti. Tapi jika sebagian kecil saja yang rusak, dapat terjadi regenerasi pada saluran danpulau Langerhans, sedangkan regenerasi pada kelenjar acini sangat rendah dan sedikit.