rigenerazione
Biologia
Il riprodursi, in un organismo animale o vegetale, di parti, organi, tessuti traumatizzati o perduti, sperimentalmente o accidentalmente. Le prime osservazioni sulla r. risalgono al sec. 18° con gli esperimenti di A. Trembley (1744) sulle idre, di R. A. Réaumur e di Ch. Bonnet sugli Oligocheti d'acqua dolce, e di L. Spallanzani (1768, 1782-84) su Oligocheti, Molluschi e Anfibi.
Caratteristiche generali
Si comprendono in generale nella r.: i fenomeni di accrescimento e differenziamento che intervengono sia nell’adulto sia nell’embrione in seguito alla perdita di una parte; la riorganizzazione di un individuo completo da un frammento; la sostituzione di parti che vengono spontaneamente amputate (autotomia); i fenomeni detti di restituzione, che conseguono alla riduzione o involuzione di certi animali (per es., Briozoi, Ascidie ecc.) che in particolari condizioni sfavorevoli, regrediscono sdifferenziandosi e riducendo la massa del corpo e poi, quando si ripresentano le condizioni favorevoli, si riorganizzano in un individuo simile a quello di origine.
La r. fisiologica si attua durante il normale ciclo vitale dell’organismo, come effetto della sua attività funzionale. Il regolare rinnovamento delle cellule di alcuni tessuti; la muta delle penne degli Uccelli; il cambiamento dei peli, la sostituzione dei denti da latte ecc., dei Mammiferi, sono casi di r. fisiologica; tali sono anche l’amputazione spontanea dei visceri (evisceramento), che poi si rigenerano, in certe Oloturie e la frammentazione di alcuni Anellidi che naturalmente e ripetutamente si dividono in frammenti, ciascuno dei quali, anche se di pochissimi segmenti, può rigenerare un individuo completo. La r. fisiologica ha perciò molte analogie con la riproduzione agamica e particolare significato ha il fatto che quelle forme che di regola si riproducono agamicamente posseggono alte facoltà rigenerative.
La r. patologica (traumatica), detta anche accidentale o recuperativa, si verifica in seguito alla perdita naturale o accidentale o all’asportazione di una parte del corpo e può essere del tipo della omomorfosi, neomorfosi, meromorfosi, olomorfosi, ipermorfosi.
La r. in botanica
Nei vegetali la r. è la riproduzione di un tessuto, di un organo o di un’intera pianta a opera di un vegetale o parte di esso. La r. è un fenomeno di neoformazione per il quale singole cellule o un complesso isolato di tessuti danno origine a una nuova pianta completa. Come gli altri tipi di neoformazione, anche le r. sono più frequenti nelle piante inferiori che nelle superiori, tuttavia non mancano esempi anche in quest’ultime; così le foglie di molte piante o pezzi di foglia, staccati dalla pianta e messi su terreno umido, rigenerano una nuova pianta dalla base della lamina, rispettivamente dalla base dei frammenti. In certe begonie, se sulle nervature si fanno delle incisioni trasversali, si formano nuove piante dalla pagina superiore in corrispondenza alle singole incisioni; più di rado fette di radici (dente di leone) possono originare nuove radici e nuovi cauli. Può rientrare nella r. anche la formazione di nuove piantine dalle foglie intatte, ancora attaccate alla pianta, come si osserva in certi Bryophyllum e in varie felci.
La r. in zoologia
Nei Protozoi i limiti fra r. fisiologica e patologica sono poco netti: i processi rigenerativi si compiono sempre in presenza del nucleo, come è dimostrato dagli esperimenti di merotomia. Nelle spugne si ha r. da frammenti che in un primo tempo regrediscono sdifferenziandosi (riduzione), e si riorganizzano poi in un nuovo individuo. Una peculiare r. di molte spugne è la ricostituzione da cellule dissociate. Nei Celenterati le facoltà rigenerative sono molto estese: nelle idre si rigenerano i tentacoli, e anche un polipo intero da un tentacolo isolato o da un frammento del tronco; negli Idrozoi e nelle meduse frammenti dell’ombrella possono rigenerare piccole meduse. Fra i Platelminti si trovano forme (planarie) che manifestano capacità elevate di r.: pezzi limitati da tagli trasversali, o da tagli longitudinali, rigenerano un individuo completo (fig. 1); così anche i Nemertini e gli Anellidi. Tutti questi casi sono esempi di r. di un organismo da una sua parte che, in quanto capace di rigenerare l’intero, manifesta potenze morfogenetiche totali. Nei Molluschi si rigenerano la conchiglia, la testa, il piede (Gasteropodi), i tentacoli (Cefalopodi), le branchie (Bivalvi). Negli Artropodi si ha la r. di alcuni segmenti del corpo, delle appendici (antenne, zampe, appendici locomotorie), anche per fenomeni di autotomia, frequenti nei Crostacei, Insetti, Miriapodi; ma perché avvenga la r. della parte perduta, è necessario che l’animale vada soggetto alla muta. Negli Echinodermi, eccettuati i ricci di mare che hanno scarsi poteri rigenerativi, si rigenerano, nelle stelle di mare e nei Crinoidi, le braccia e i cirri; in una stella di mare il disco centrale, anche se privato di tutte le braccia, è capace di ricostituire l’intero individuo (fig. 2). Nelle oloturie, oltre l’evisceramento, per autotomia, si conosce la r. da frammenti. Nei Cordati è ben nota la r. nelle ascidie, per cui un ascidiozoo può essere rigenerato da frammenti di stolone, da un individuo cui sia stato asportato il segmento branchiale o il sacco viscerale.
Nei Vertebrati (adulti) è sconosciuta la r. di un individuo da una parte del corpo, e i fenomeni rigenerativi sono di limitata estensione. Nei pesci si rigenerano le pinne, le squame, l’opercolo branchiale, i barbigli. Fra gli Anfibi rigenerano più facilmente gli Urodeli degli Anuri, i cui poteri rigenerativi si riducono di molto dopo la metamorfosi; si rigenerano gli arti anteriori e posteriori dei tritoni (fig. 3), la coda e perfino il cristallino dell’occhio, così come si rigenera il globo oculare se non completamente asportato. Molto scarsi sono i poteri rigenerativi nei Rettili e limitati a diversi Sauri che rigenerano la coda autotomizzata; se si amputa un arto, si hanno soltanto tentativi abortivi di r., limitati agli arti posteriori. Negli Uccelli e nei Mammiferi, le capacità rigenerative sono minime (per es., r. della parte cornea del becco degli Uccelli e autotomia della coda di alcuni topi); i fenomeni rigenerativi si riducono ai processi di r. fisiologica, alla cicatrizzazione delle ferite, ai casi di ipertrofia compensatrice e di parziale r. di organi interni.
Nello studio dei processi dello sviluppo è di grande rilevanza capire quali siano le istruzioni che le cellule ricevono e che permettono loro di scegliere un via differenziativa particolare; le molecole della superficie cellulare e alcune molecole della matrice extracellulare hanno una importanza determinante. Esperimenti condotti sulla r. dei nervi e dei muscoli a livello delle sinapsi hanno dimostrato la funzione di guida svolta dalla matrice extracellulare nel differenziamento di queste cellule. Se vengono danneggiati sia il muscolo striato dell’arto di una rana sia i neuroni che lo innervano, il muscolo e l’assone del nervo degenerano e rimangono solo la lamina basale (componente della matrice extracellulare) e alcune cellule di Schwann. Dopo un certo tempo si rigenerano sia le fibre muscolari sia l’assone e la nuova giunzione neuromuscolare si stabilisce nello stesso sito in cui era originariamente, purché sia presente la lamina basale. La lamina basale della sinapsi originaria contiene infatti molecole segnale, che attraggono il cono di accrescimento dell’assone, e molecole che inducono l’aggregazione dei recettori per l’acetilcolina sulle fibre muscolari rigenerate.
Fisica
Processo termico con il quale si cerca di realizzare in pratica cicli di funzionamento che si avvicinino il più possibile a quello teorico di massimo rendimento fra due temperature prestabilite, cioè al ciclo di Carnot. Negli ordinari cicli delle macchine motrici termiche a fluido, il calore sottratto al fluido motore durante il ciclo e ceduto al refrigerante è calore che va perduto, mentre il calore fornito al fluido è dato totalmente da una sorgente di calore esterna; nei cicli a r., invece, una parte del calore sottratto al fluido a una data temperatura è restituita allo stesso fluido, durante il ciclo e alla medesima temperatura. Le due trasformazioni nel ciclo, quella durante la quale il fluido cede calore e quella durante la quale il fluido riceve la stessa quantità di calore fra gli stessi limiti di temperatura si dicono isodiabatiche.
La r. è particolarmente utile e trova larga applicazione negli impianti a vapore: infatti se nel ciclo di Rankine (fig. 4) fosse possibile sostituire il tratto AB relativo al riscaldamento del liquido con il tratto BG, il rendimento del ciclo risulterebbe sensibilmente aumentato; in particolare, il ciclo a vapore saturo GBCF avrebbe il rendimento del ciclo di Carnot, compreso tra la temperatura di vaporizzazione T1 e quella di condensazione T2. Il tratto BG dovrebbe essere effettuato limitando la condensazione del vapore al titolo corrispondente al punto G ed effettuando una compressione adiabatica sino al punto B; tale soluzione, anche se tentata, presenta notevolissime difficoltà e inconvenienti; in pratica, un’eliminazione quasi completa del riscaldamento del liquido può essere invece effettuata con il calore sottratto al vapore in espansione (DE) secondo un processo di r. basato sullo spillamento di frazioni di vapore, quando queste hanno raggiunto nell’espansione la temperatura a cui si vuole successivamente portare il liquido. In linea teorica questo equivale a far espandere il vapore fino alla temperatura T1 (punto D′), per poi sottrargli calore durante l’espansione secondo una linea D′E′ isodiabatica del tratto AB; il ciclo ABDD′E′ ha lo stesso rendimento del ciclo GBDE. La sottrazione di calore con spillamento offre i vantaggi di non avere negli stadi finali dell’espansione vapore eccessivamente umido e di ridurre il volume del vapore diminuendo le difficoltà di smaltire grandi portate. La sottrazione di calore non può essere effettuata con spillamenti graduali e continui, ma solo con un numero finito di prelievi (4, 6 e anche più); di conseguenza, in luogo della linea continua D′E′ si ha una linea a gradini, con minor guadagno nel rendimento. Il vapore spillato può essere mescolato direttamente con l’acqua di alimentazione della caldaia oppure, più spesso, fornisce calore all’acqua attraverso rigeneratori, in controcorrente.
Tecnica
Procedimento tecnologico con il quale si cerca di riprodurre o di rinnovare lo stato o le proprietà iniziali di una sostanza.
R. della cellulosa Processo mediante il quale le fibre di cellulosa naturale, troppo corte per essere filate, vengono trasformate in un materiale facilmente filabile. Consiste in una dissoluzione e successiva estrusione, sotto forma di filamenti (filatura), della cellulosa (dissoluzione diretta) o di un suo derivato, condotte in modo tale da conservarne o da ricostituirne la natura iniziale di polimero naturale (polisaccaride), ma non necessariamente il grado di polimerizzazione.
R. dei combustibili nucleari Trattamento chimico al quale è sottoposto il combustibile estratto da un reattore nucleare, al fine di separare i prodotti della fissione dai materiali fissili e fertili ancora utilizzabili (➔ reattore).
R. di fibre tessili Operazione per mezzo della quale si trasformano stracci, cascami di lavorazione, ritagli di confezione ecc. in fibre nuovamente utilizzabili; viene compiuta con la macchina rigeneratrice. Ovviamente, le fibre rigenerate hanno un valore commerciale molto più basso delle fibre vergini.
R. della gomma Processo consistente nel produrre l’annullamento degli effetti della vulcanizzazione, così che un manufatto di gomma deteriorato o fuori uso può essere nuovamente lavorato e sottoposto a tutte le operazioni che di solito subisce la gomma prima della vulcanizzazione; cioè si cerca di eliminare dal manufatto le proprietà elastiche rigenerando quelle plastiche adatte alla lavorazione.
R. degli oli minerali lubrificanti L’alterazione che un olio lubrificante può subire con l’uso consiste in generale in un aumento della viscosità, in una variazione del colore e dell’acidità e nella formazione di prodotti di decomposizione e di polimerizzazione. I processi di r. possono consistere semplicemente in un trattamento con argille decoloranti che elimina una parte del colore, dà un prodotto limpido e talora di diminuita acidità. Per oli più profondamente alterati la r. prevede un trattamento con acido solforico (che elimina i composti insaturi originatisi da reazioni di cracking e anche parte delle sostanze colorate), un lavaggio con acqua e anche con soluzioni alcaline, e infine un adsorbimento con argille decoloranti; talvolta l’olio esausto è trattato con propano liquido che estrae i componenti lubrificanti e non solubilizza le impurezze (sostanze asfaltiche, resine ecc.).
R. degli oli vegetali Consiste nel ridare a un olio che si è deteriorato (irrancidito, o divenuto troppo acido ecc.) le proprietà che aveva prima dell’alterazione. Le operazioni possono variare da caso a caso in funzione del grado di acidità, però essenzialmente consistono in una esterificazione con glicerina degli acidi liberi, presenti in modo da rigenerare il gliceride d’origine. Secondo la normativa italiana, è vietato l’uso alimentare di oli rigenerati.