Regeneración, en biología, proceso por el que algunos organismos sustituyen o restauran partes del cuerpo perdidas o amputadas.
Los organismos difieren notablemente en su capacidad de regenerar partes. Algunos hacen crecer una nueva estructura sobre el muñón de la antigua. Mediante esta regeneración, organismos enteros pueden reemplazar de forma espectacular partes sustanciales de sí mismos cuando han sido cortados en dos, o pueden hacer crecer órganos o apéndices que se han perdido. Sin embargo, no todos los seres vivos regeneran partes de esta manera. El muñón de una estructura amputada puede simplemente cicatrizar sin reemplazarla. Esta curación de heridas es en sí misma un tipo de regeneración a nivel de organización tisular: una superficie cortada se cura, una fractura ósea se teje y las células se reemplazan a sí mismas cuando surge la necesidad.
La regeneración, como un aspecto del proceso general de crecimiento, es un atributo primario de todos los sistemas vivos. Sin ella no podría haber vida, ya que el propio mantenimiento de un organismo depende del incesante recambio por el que todos los tejidos y órganos se renuevan constantemente. En algunos casos, se sustituyen cantidades considerables de tejidos cada cierto tiempo, como en la producción sucesiva de folículos en el ovario o en la muda y sustitución de pelos y plumas. Lo más habitual es que el recambio se exprese a nivel celular. En la piel de los mamíferos, las células epidérmicas producidas en la capa basal pueden tardar varias semanas en llegar a la superficie exterior y desprenderse. En el revestimiento de los intestinos, la vida de una célula epitelial individual puede ser de sólo unos días.
Los cilios y los flagelos móviles, en forma de pelo, de los organismos unicelulares son capaces de regenerarse en una o dos horas después de la amputación. Incluso en las células nerviosas, que no pueden dividirse, hay un flujo interminable de citoplasma desde el cuerpo celular hacia las propias fibras nerviosas. Continuamente se generan y degradan nuevas moléculas, con tiempos de recambio que se miden en minutos u horas en el caso de algunas enzimas, o en varias semanas como en el caso de las proteínas musculares. (Evidentemente, la única molécula exenta de este recambio inexorable es el ácido desoxirribonucleico que, en última instancia, gobierna todos los procesos vitales.)
Hay una estrecha correlación entre regeneración y generación. Los métodos por los que los organismos se reproducen tienen mucho en común con los procesos regenerativos. La reproducción vegetativa, que se da comúnmente en las plantas y ocasionalmente en los animales inferiores, es un proceso por el cual se pueden producir organismos nuevos completos a partir de fracciones de los organismos progenitores; por ejemplo, cuando una nueva planta se desarrolla a partir de una porción cortada de otra planta, o cuando ciertos gusanos se reproducen dividiéndose en dos, y cada mitad hace crecer lo que quedó. Por supuesto, lo más habitual es que la reproducción se produzca por vía sexual mediante la unión de un óvulo y un espermatozoide. En este caso, un organismo entero se desarrolla a partir de una sola célula, el óvulo fecundado o cigoto. Este notable acontecimiento, que se produce en todos los organismos que se reproducen sexualmente, atestigua la universalidad de los procesos regenerativos. A lo largo de la evolución, el potencial regenerativo no ha cambiado, sino sólo los niveles de organización en los que se expresa. Si la regeneración es un rasgo adaptativo, se esperaría que ocurriera más comúnmente entre los organismos que parecen tener la mayor necesidad de tal capacidad, ya sea porque el riesgo de lesión es grande o el beneficio a obtener es grande. Sin embargo, la distribución real de la regeneración entre los seres vivos parece, a primera vista, bastante fortuita. Es difícil entender por qué algunos platelmintos son capaces de regenerar cabezas y colas a partir de cualquier nivel de amputación, mientras que otras especies sólo pueden regenerar en una dirección o son incapaces de regenerar en absoluto. ¿Por qué las sanguijuelas no se regeneran, mientras que sus parientes cercanos, las lombrices de tierra, son tan fáciles de reemplazar las partes perdidas? A algunas especies de insectos les vuelven a crecer las patas que les faltan, pero muchas otras carecen totalmente de esta capacidad. Prácticamente todos los peces óseos modernos pueden regenerar aletas amputadas, pero los peces cartilaginosos (incluidos los tiburones y las rayas) son incapaces de hacerlo. Entre los anfibios, las salamandras regeneran regularmente sus patas, que no son muy útiles para moverse en su medio acuático, mientras que las ranas y los sapos, que dependen mucho más de sus patas, son sin embargo incapaces de sustituirlas. Si la selección natural opera según el principio de eficiencia, entonces es difícil explicar estas numerosas incoherencias.
Algunos casos son tan claramente adaptativos que han evolucionado no sólo mecanismos de regeneración, sino mecanismos de autoamputación, como para explotar la capacidad regenerativa. El proceso de perder una parte del cuerpo de forma espontánea se llama autotomía. La división de un protozoo en dos células y la división de un gusano en dos mitades pueden considerarse casos de autotomía. Algunos animales marinos coloniales, llamados hidroides, se desprenden periódicamente de sus partes superiores. Muchos insectos y crustáceos dejan caer espontáneamente una pata o una garra si la pellizcan o la hieren. Los lagartos son famosos por su capacidad de soltar la cola. Incluso la muda de la cornamenta de los ciervos puede clasificarse como un ejemplo de autotomía. En todos estos casos la autotomía se produce en un punto predeterminado de rotura. Parece que siempre que la naturaleza se las arregla para perder una parte voluntariamente, proporciona la capacidad de reemplazo.
A veces, cuando se extirpa parte de un determinado tejido u órgano, no se hace ningún intento de regenerar las estructuras perdidas. En su lugar, lo que queda crece. Al igual que la regeneración, este fenómeno -conocido como hipertrofia compensatoria- sólo puede tener lugar si se deja alguna porción de la estructura original para reaccionar ante la pérdida. Por ejemplo, si se extirpan tres cuartas partes del hígado humano, la fracción restante se agranda hasta alcanzar una masa equivalente a la del órgano original. Los lóbulos del hígado que faltan no se sustituyen, pero los restantes crecen tanto como sea necesario para restaurar la función original del órgano. Otros órganos de los mamíferos presentan reacciones similares. El riñón, el páncreas, la tiroides, las glándulas suprarrenales, las gónadas y los pulmones compensan, en distintos grados, las reducciones de masa mediante el aumento de tamaño de las partes restantes.
No es necesario que el tejido que se regenera provenga invariablemente de un remanente del tejido original. Mediante un proceso denominado metaplasia, un tejido puede convertirse en otro. En el caso de la regeneración del cristalino en ciertos anfibios, en respuesta a la pérdida del cristalino original del ojo, se desarrolla un nuevo cristalino a partir de los tejidos del borde del iris en el margen superior de la pupila. Estas células del iris, que normalmente contienen gránulos de pigmento, pierden su color, proliferan rápidamente y se acumulan en una masa esférica que se diferencia en una nueva lente.