Regeneratie, in de biologie, het proces waarbij sommige organismen verloren gegane of geamputeerde lichaamsdelen vervangen of herstellen.
Organismen verschillen sterk in hun vermogen om delen te regenereren. Bij sommige groeit een nieuwe structuur op de stomp van de oude. Door een dergelijke regeneratie kunnen hele organismen aanzienlijke delen van zichzelf op dramatische wijze vervangen wanneer zij in tweeën zijn gesneden, of kunnen organen of aanhangsels aangroeien die verloren zijn gegaan. Niet alle levende wezens regenereren echter delen op deze manier. De stomp van een geamputeerde structuur kan gewoon genezen zonder vervanging. Deze wondgenezing is zelf een soort regeneratie op het niveau van de weefselorganisatie: een snijvlak geneest, een botbreuk vergroeit, en cellen vervangen zichzelf wanneer dat nodig is.
Regeneratie, als één aspect van het algemene proces van groei, is een primaire eigenschap van alle levende systemen. Zonder regeneratie zou er geen leven mogelijk zijn, want de instandhouding van een organisme is afhankelijk van de voortdurende vernieuwing van alle weefsels en organen. In sommige gevallen worden vrij aanzienlijke hoeveelheden weefsels van tijd tot tijd vervangen, zoals bij de opeenvolgende productie van follikels in de eierstok of bij het vervellen en vervangen van haren en veren. Vaker komt de turnover tot uiting op cellulair niveau. In de huid van zoogdieren kan het enkele weken duren voordat de epidermale cellen die in de basale laag worden aangemaakt, het buitenoppervlak bereiken en worden afgestoten. In de bekleding van de darmen kan de levensduur van een afzonderlijke epitheelcel slechts enkele dagen bedragen.
De beweeglijke, haarachtige trilharen en flagellen van eencellige organismen zijn in staat zichzelf binnen een uur of twee na amputatie te regenereren. Zelfs in zenuwcellen, die zich niet kunnen delen, is er een eindeloze stroom cytoplasma van het cellichaam naar de zenuwvezels zelf. Er worden voortdurend nieuwe moleculen aangemaakt en afgebroken met omlooptijden die worden gemeten in minuten of uren in het geval van sommige enzymen, of verscheidene weken zoals in het geval van spiereiwitten. (Het enige molecuul dat niet onder deze onverbiddelijke omwenteling valt, is het desoxyribonucleïnezuur, dat uiteindelijk alle levensprocessen regelt.)
Er is een nauwe correlatie tussen regeneratie en generatie. De methoden waarmee organismen zichzelf voortplanten, hebben veel gemeen met regeneratieve processen. Vegetatieve voortplanting, die vaak voorkomt bij planten en soms bij lagere dieren, is een proces waarbij hele nieuwe organismen kunnen worden geproduceerd uit delen van ouderorganismen; bijvoorbeeld wanneer een nieuwe plant zich ontwikkelt uit een afgesneden deel van een andere plant, of wanneer bepaalde wormen zich voortplanten door zich in tweeën te splitsen, waarbij elke helft vervolgens groeit wat is achtergebleven. Meer gebruikelijk is natuurlijk de geslachtelijke voortplanting door de vereniging van een eicel en een zaadcel. Dit is een geval waarin een volledig organisme zich ontwikkelt uit één enkele cel, de bevruchte eicel of zygote. Deze opmerkelijke gebeurtenis, die zich voordoet bij alle zich geslachtelijk voortplantende organismen, getuigt van de universaliteit van regeneratieve processen. In de loop van de evolutie is het regeneratieve potentieel niet veranderd, maar alleen de organisatieniveaus waarop het tot uiting komt. Als regeneratie een adaptieve eigenschap is, zou men verwachten dat het vaker voorkomt bij organismen die het meest behoefte lijken te hebben aan een dergelijk vermogen, hetzij omdat het gevaar van verwonding groot is, hetzij omdat het te behalen voordeel groot is. De feitelijke verdeling van regeneratie onder levende wezens lijkt op het eerste gezicht echter nogal toevallig te zijn. Het is inderdaad moeilijk te begrijpen waarom sommige platwormen in staat zijn koppen en staarten te regenereren na amputatie, terwijl andere soorten slechts in één richting kunnen regenereren of in het geheel niet kunnen regenereren. Waarom kunnen bloedzuigers niet regenereren, terwijl hun naaste verwanten, de regenwormen, zo goed in staat zijn om verloren delen te vervangen? Sommige soorten insecten laten regelmatig ontbrekende poten weer aangroeien, maar bij vele andere ontbreekt dit vermogen volledig. Vrijwel alle moderne beenvissen kunnen geamputeerde vinnen regenereren, maar de kraakbeenvissen (met inbegrip van haaien en roggen) zijn hiertoe niet in staat. Bij de amfibieën regenereren salamanders regelmatig hun poten, die niet erg nuttig zijn voor de voortbeweging in hun watermilieu, terwijl kikkers en padden, die veel meer afhankelijk zijn van hun poten, niettemin niet in staat zijn deze te vervangen. Als natuurlijke selectie werkt volgens het principe van efficiëntie, dan is het moeilijk om deze vele inconsistenties te verklaren.
Sommige gevallen zijn zo duidelijk adaptief dat er niet alleen mechanismen voor regeneratie zijn geëvolueerd, maar ook mechanismen voor zelfamputatie, als om het regeneratieve vermogen uit te buiten. Het proces van spontaan verlies van een lichaamsdeel wordt autotomie genoemd. De splitsing van een protozoön in twee cellen en de splitsing van een worm in twee helften kunnen als gevallen van autotomie worden beschouwd. Sommige koloniale zeedieren, hydroïden genaamd, werpen hun bovenste delen periodiek af. Veel insecten en schaaldieren laten spontaan een poot of klauw vallen als deze wordt afgekneld of verwond. Hagedissen staan bekend om hun vermogen hun staart af te werpen. Zelfs het afwerpen van het gewei door herten kan als een voorbeeld van autotomie worden beschouwd. In al deze gevallen treedt autotomie op bij een vooraf bepaald breekpunt. Het lijkt erop dat overal waar de natuur het voor elkaar krijgt om een deel vrijwillig te verliezen, zij voorziet in de mogelijkheid van vervanging.
Soms wordt, wanneer een deel van een bepaald weefsel of orgaan wordt verwijderd, geen poging gedaan om de verloren structuren te regenereren. In plaats daarvan wordt datgene wat achterblijft groter. Net als bij regeneratie kan dit verschijnsel – bekend als compensatoire hypertrofie – alleen plaatsvinden als er nog een deel van de oorspronkelijke structuur overblijft om op het verlies te reageren. Als bijvoorbeeld driekwart van de menselijke lever wordt verwijderd, vergroot het overblijvende deel tot een massa gelijk aan die van het oorspronkelijke orgaan. De ontbrekende leverkwabben worden zelf niet vervangen, maar de resterende kwabben worden zo groot als nodig is om de oorspronkelijke functie van het orgaan te herstellen. Andere organen van zoogdieren vertonen soortgelijke reacties. De nieren, de pancreas, de schildklier, de bijnieren, de geslachtsklieren en de longen compenseren in verschillende mate de vermindering van de massa door vergroting van de overblijvende delen.
Het is niet altijd noodzakelijk dat het regenererende weefsel afkomstig is van een overblijfsel van het oorspronkelijke weefsel. Door een proces dat metaplasie wordt genoemd, kan het ene weefsel in het andere worden omgezet. In het geval van de regeneratie van de lens bij bepaalde amfibieën ontwikkelt zich, als reactie op het verlies van de oorspronkelijke lens van het oog, een nieuwe lens uit de weefsels aan de rand van de iris aan de bovenrand van de pupil. Deze cellen van de iris, die normaal pigmentkorrels bevatten, verliezen hun kleur, gaan snel woekeren en verzamelen zich tot een bolvormige massa die zich differentieert tot een nieuwe lens.