Obwohl Gliedmaßen als ein wichtiger Teil des menschlichen Körpers gelten, sind sie auch der Teil, der bei einem Unfall oder einer chronischen Krankheit am meisten geschädigt wird. Ohne eine angemessene Behandlung kann der Prozess des Nachwachsens von Gliedmaßen langwierig und schwierig für die Patienten sein. Glücklicherweise gibt es verschiedene Medikamente und Therapien, die zur Behandlung dieses Problems eingesetzt werden können. Um mehr zu erfahren, lesen Sie weiter.
Hintere Gliedmaßen
Genauso wie Menschen zwei Arme und zwei Beine haben, haben Amphibien zwei Hinter- und zwei Vordergliedmaßen. Die hinteren Gliedmaßen von Amphibien dienen der Fortbewegung (Laufen). Wenn eine Amphibie verletzt oder krank ist, benutzt sie oft ihre Hinterbeine, um Hilfe zu suchen oder einer Gefahr zu entkommen. In manchen Fällen kann eine Amphibie aufgrund eines Unfalls oder einer Krankheit eine oder beide ihrer Hinterbeine verlieren. In diesem Fall kann es für das Tier eine große Herausforderung sein, die Fähigkeit zum Laufen wiederzuerlangen. In diesen Fällen kann eine Therapie der Schlüssel sein, um die volle Nutzung der Hintergliedmaßen wiederzuerlangen und es dem Tier zu ermöglichen, sich wieder zu bewegen. Dieser Prozess wird regenerative Therapie genannt.
Eines der ersten Tiere, die in Studien zur Regeneration von Gliedmaßen eingesetzt wurden, war der Krallenfrosch Xenopus laevis. X. laevis besitzt die einzigartige Fähigkeit, seine Gliedmaßen nach einer Amputation vollständig nachwachsen zu lassen. Im Jahr 1957 konnten Forscher zeigen, dass einem verletzten X. laevis, dem eine Hintergliedmaße entfernt wurde, innerhalb von drei bis fünf Wochen eine neue Gliedmaße nachwächst, wenn er mit den richtigen Nährstoffen versorgt und mit geringen Strahlungsdosen stimuliert wird. In einigen Fällen kann eine Gliedmaße von X. laevis in ein Wirtstier transplantiert werden und der Empfänger entwickelt sein ursprüngliches Gliedmaßenmuster. Diese einzigartige Fähigkeit macht X. laevis zum idealen Versuchstier, wenn es um die Erforschung der Gliedmaßenregeneration geht.
Vordergliedmaßen
Die Vordergliedmaßen von Amphibien werden zur Manipulation (Handhabung) verwendet. Die beiden Vordergliedmaßen einer Amphibie sind sehr unterschiedlich. Die Vorderbeine von Amphibien sind klein und schwach und dienen diesen Tieren oft als Rettungsanker, wenn sie verletzt sind oder sich an einer Oberfläche festhalten. Aus diesem Grund sind die beiden Vorderbeine einer Amphibie anfällig für häufige Verletzungen und benötigen im Vergleich zu anderen Körperteilen möglicherweise eine längere Heilungszeit. Wenn eine Amphibie verletzt oder krank ist, sind ihre beiden Vorderbeine möglicherweise die ersten Teile ihres Körpers, die behandelt werden müssen.
Eines der ersten Tiere, das in Studien zur Regeneration der Vordergliedmaßen verwendet wurde, war die gewöhnliche graue Ratte, Rattus norvegicus. Wie die X. laevis ist die Ratte in der Lage, ihre Vorderbeine vollständig nachwachsen zu lassen, nachdem sie amputiert wurden. Bei Ratten sind die beiden Vordergliedmaßen eines Tieres einander sehr ähnlich, und ähnlich wie andere Nagetiere verfügen die Ratten über eine sehr gute Fähigkeit, beschädigte oder verlorene Gliedmaßen nachwachsen zu lassen. Im Allgemeinen wachsen die Vorderbeine der Ratte recht schnell und effizient nach. Die graue Ratte ist zu einem beliebten Tiermodell für die Erforschung der Regeneration von Gliedmaßen geworden, da sie einfach zu pflegen ist, eine hohe Fruchtbarkeit aufweist und jederzeit in großer Zahl zur Verfügung steht.
Flexibel, halbsteif oder steif
Nachdem das Nachwachsen einer Gliedmaße festgestellt wurde, muss festgestellt werden, ob sie flexibel, halbstarr oder starr ist oder nicht. Dies ist eine wichtige Überlegung, denn die Art der Gliedmaße, die sich regeneriert, hängt von mehreren Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist die Ausrichtung der Gliedmaße im Verhältnis zum Rückenmark, wenn sie verletzt ist. Ein weiterer entscheidender Faktor ist, ob die Gliedmaße ausreichend durchblutet wird, um ein gesundes Wachstum zu gewährleisten. Wenn die Gliedmaße flexibel ist, wird sie besser heilen als eine starre. Andererseits wird eine halbstarre Gliedmaße besser heilen als eine flexible Gliedmaße. Um mehr zu erfahren, lesen Sie weiter.
Gliedmaßenmuster
Das Muster, das eine Gliedmaße nach einer Abtrennung wiederherstellt, ist ziemlich einzigartig und hängt von mehreren Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist, wie die Gliedmaße im Verhältnis zum Rückenmark ausgerichtet ist, wenn sie entfernt wird. Wenn die Gliedmaße so ausgerichtet ist, dass sich die meisten Muskel- und Nervenenden auf der Ober- oder Unterseite der Gliedmaße befinden, dann wächst eine Gliedmaße, die als monopodiales Muster bezeichnet wird. Ein monopodiales Muster ist durch eine große Zehe und drei kleine Zehen gekennzeichnet, die alle von einer zentralen Binde abzweigen. Diese Art von Gliedmaße regeneriert sich nur auf eine der beiden Arten, auf die sie abgetrennt werden kann: von oben nach unten oder von unten nach oben.
Ist die Gliedmaße so ausgerichtet, dass sich die meisten Muskel- und Nervenenden in der Mitte der Gliedmaße befinden, dann wächst eine Gliedmaße, die als diapodiales Muster bezeichnet wird. Ein diapodiales Muster ist durch zwei große Zehen und vier kleine Zehen gekennzeichnet, die alle von einer zentralen Binde abzweigen. Diese Art von Gliedmaßen regeneriert sich auf zwei verschiedene Arten: entweder von oben nach unten oder von unten nach oben.
Neben der räumlichen Ausrichtung hängt das Muster, das eine Gliedmaße nach ihrer Abtrennung neu bildet, von mehreren Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist, wie die Gliedmaße nach der Abtrennung ernährt wird. Wenn die Gliedmaße gut ernährt wird, wächst eine Art von Gliedmaße, die als hyperphalangisches Muster bezeichnet wird. Ein hyperphalangisches Muster ist durch das Vorhandensein zusätzlicher Ziffern gekennzeichnet, die ein netzartiges Muster zwischen Daumen und Zeigefinger bilden, wenn die Gliedmaße eingerollt ist. Diese Art von Gliedmaßen regeneriert sich auf unbestimmte Zeit.
Rückkehr der motorischen Fähigkeiten
Die Regeneration einer Gliedmaße ist ein langwieriger Prozess, der für das Tier, das diesen Prozess durchläuft, ziemlich anstrengend sein kann. Sobald die Gliedmaße nachgewachsen ist, dauert es mehrere Wochen, bis das Tier seine ursprünglichen motorischen Fähigkeiten wieder vollständig erlangt hat. In manchen Fällen kann es Monate oder sogar Jahre dauern, bis sich ein Tier vollständig von der Erfahrung erholt hat.
Die Zeit, die ein Tier braucht, um in seinen ursprünglichen Zustand zurückzukehren, hängt von mehreren Faktoren ab. Einer der wichtigsten Faktoren ist, wie viel Energie das Tier aufwenden muss, um seine ursprünglichen motorischen Fähigkeiten wiederzuerlangen. Ein weiterer entscheidender Faktor ist, ob das Tier während dieser Zeit durch andere Probleme abgelenkt wird. Es ist durchaus üblich, dass Tiere, deren Gliedmaßen regeneriert wurden, auch andere gesundheitliche Probleme haben, mit denen sie zurechtkommen müssen. Dies erschwert es ihnen, die nötige Zeit und Energie für die Wiedererlangung ihrer ursprünglichen motorischen Fähigkeiten aufzubringen. In einigen Fällen können diese anderen Probleme für das Tier tödlich sein.
Glücklicherweise gibt es verschiedene Therapien und Medikamente, die sowohl die Zeit, die für das Nachwachsen der Gliedmaßen benötigt wird, verkürzen als auch die Erfolgsquote verbessern können. So können beispielsweise bestimmte Anästhetika und Schmerzmittel, die üblicherweise zur akuten Schmerzbehandlung eingesetzt werden, die Beschwerden, die ein Tier während der Regeneration der Gliedmaßen empfindet, teilweise lindern. Wenn ein Tier nicht mit diesen notwendigen Therapien und Medikamenten versorgt wird, kann es sehr schwierig sein, seine ursprünglichen motorischen Fähigkeiten wiederzuerlangen. In diesen Fällen ist die Prognose für das Tier in der Regel schlecht.
Amputation vs. Neuromodulation vs. Regeneration
Die Begriffe Amputation und Neuromodulation werden oft synonym verwendet, aber sie sind nicht dasselbe. Amputation ist die chirurgische Entfernung einer Gliedmaße, während Neuromodulation der Prozess ist, die Funktion eines Organs oder einer Gliedmaße durch die Verabreichung von Medikamenten oder Hormonen zu verändern.
Wenn ein Tier verletzt ist, wird es oft versuchen, den gefährlichen oder schmerzhaften Reiz sofort aus seinem Körper zu entfernen. Dies ist besonders wichtig, wenn das Tier aufgrund der Verletzung gefangen ist oder Schmerzen hat. In diesen Fällen ist es durchaus üblich, dass Tiere sich einer Amputation unterziehen, um die Beschwerden zu lindern. Da Tiere durchaus in der Lage sind, ihre Gliedmaßen nachwachsen zu lassen, haben sich Forscher diese Fähigkeit zunutze gemacht und Studien durchgeführt, um herauszufinden, wie viel Gewebe nachwachsen kann und welche Art von Gliedmaßen gebildet wird. In den meisten Fällen haben die Wissenschaftler festgestellt, dass Gliedmaßen nachwachsen können, und selbst in den Fällen, in denen dies nicht möglich war, konnten sie ein teilweises Nachwachsen der Gliedmaßen bewirken. Das ist etwas ganz anderes als bei einer Amputation, bei der es keine Möglichkeit des Nachwachsens gibt. In diesen Fällen besteht die einzige Möglichkeit darin, ein Neuromodulationsverfahren durchzuführen, um zu versuchen, den Schaden zu beheben oder die Schmerzen zu lindern.