El límite o límite de Hayflick es una teoría que explica la naturaleza del mecanismo detrás del envejecimiento celular. Según esta teoría, una célula humana normal es capaz de reproducirse y dividirse entre cuarenta y sesenta veces antes de perder esta capacidad y colapsar por muerte programada o apoptosis.

La teoría, llamada límite de Hayflick, llevó a los científicos a revisar la teoría anterior de Alexis Carrel de que las células pueden reproducirse indefinidamente.

La historia de la creación de la teoría de Hayflick.

Leonard Hayflick (nacido el 20 de mayo de 1928 en Filadelfia), profesor de anatomía en la Universidad de California, San Francisco, desarrolló su teoría mientras trabajaba en el Instituto Wistar en Filadelfia, Pensilvania, en 1965. Frank McFarlane Burnet nombró esta teoría en Hayflick. honor en su libro titulado Mutagénesis intrínseca, publicado en 1974. El concepto de límite de Hayflick ayudó a los científicos a estudiar los efectos del envejecimiento celular en el cuerpo humano, el desarrollo de una célula desde la etapa embrionaria hasta la muerte, incluido el efecto del acortamiento del período. Longitud de los extremos de los cromosomas llamados telómeros.

En 1961, Hayflick comenzó a trabajar en el Instituto Wistar, donde, durante sus observaciones, vio que las células humanas no se dividen indefinidamente. Hayflick y Paul Moorhead describieron este fenómeno en una monografía titulada "Cultivo en serie de cepas de células diploides humanas". El trabajo de Hayflick en el Instituto Wistar tenía como objetivo proporcionar una solución nutritiva a los científicos que realizaban experimentos en el instituto, pero Hayflick también estaba involucrado en su propia investigación sobre los efectos de los virus en las células. En 1965, Hayflick describió el concepto del límite de Hayflick con más detalle en una monografía titulada "Vida útil limitada de cepas de células diploides humanas en un entorno artificial".

Hayflick llegó a la conclusión de que una célula sólo puede completar la mitosis, es decir, el proceso de reproducción mediante división, de cuarenta a sesenta veces, tras lo cual se produce la muerte. Esta conclusión se aplica a todos los tipos de células, ya sean adultas o germinales. Hayflick propuso una hipótesis según la cual la capacidad replicativa mínima de una célula está asociada a su envejecimiento y, en consecuencia, al proceso de envejecimiento del cuerpo humano.

En 1974, Hayflick cofundó el Instituto Nacional sobre el Envejecimiento en Bethesda, Maryland.

Esta institución es una rama de los Institutos Nacionales de Salud de EE. UU. En 1982, Hayflick también se convirtió en vicepresidente de la Sociedad Estadounidense de Gerontología, fundada en 1945 en Nueva York. Posteriormente, Hayflick trabajó para popularizar su teoría y refutar la teoría de la inmortalidad celular de Carrel.

Refutación de la teoría de Carrel

Alexis Carrel, un cirujano francés que trabajó con tejido de corazón de pollo a principios del siglo XX, creía que las células eran capaces de reproducirse infinitamente dividiéndose. Carrel afirmó que pudo lograr la división de las células del corazón de pollo en un medio nutritivo; este proceso continuó durante más de veinte años. Sus experimentos con tejido de corazón de pollo fortalecieron la teoría de la división celular sin fin. Los científicos han intentado repetidamente repetir el trabajo de Carrel, pero sus experimentos nunca confirmaron el "descubrimiento" de Carrel.

Crítica a la teoría de Hayflick

En la década de 1990, algunos científicos, como Harry Rubin de la Universidad de California, Berkeley, argumentaron que el límite de Hayflick se aplicaba exclusivamente a las células dañadas. Rubin especuló que el daño celular podría ser causado por la exposición de las células a un entorno diferente de su entorno original en el cuerpo, o por los científicos que exponen las células a condiciones en el laboratorio.

Más investigaciones sobre el fenómeno del envejecimiento

A pesar de las críticas, otros científicos han utilizado la teoría de Hayflick como base para futuras investigaciones sobre el fenómeno del envejecimiento celular, especialmente los telómeros, que son los extremos de los cromosomas. Los telómeros protegen los cromosomas y reducen las mutaciones en el ADN. En 1973, el científico ruso A. Olovnikov aplicó la teoría de la muerte celular de Hayflick en sus estudios de los extremos de los cromosomas que no se reproducen durante la mitosis. Según Olovnikov, el proceso de división celular termina tan pronto como la célula ya no puede reproducir los extremos de sus cromosomas.

Un año más tarde, en 1974, Burnet llamó a la teoría de Hayflick el límite de Hayflick, utilizando el nombre en su artículo, Mutagénesis intrínseca. En el centro del trabajo de Burnet estaba la suposición de que el envejecimiento es un factor intrínseco en las células de diversas formas de vida y que su actividad vital corresponde a una teoría conocida como el límite de Hayflick, que fija el momento de la muerte de un organismo.

Elizabeth Blackburn, de la Universidad de San Francisco, y su colega Jack Szostak, miembro de la Facultad de Medicina de Harvard en Boston, Massachusetts, recurrieron a la teoría del límite de Hayflick en sus estudios sobre la estructura de los telómeros en 1982, cuando lograron clonar y aislar los telómeros.

En 1989, Greider y Blackburn dieron el siguiente paso en el estudio del fenómeno del envejecimiento celular al descubrir una enzima llamada telomerasa (una enzima del grupo de las transferasas que controla el tamaño, el número y la composición de nucleótidos de los telómeros de los cromosomas). Greider y Blackburn descubrieron que la presencia de telomerasa ayuda a las células del cuerpo a evitar la muerte programada.

En 2009, Blackburn, D. Szostak y K. Greider recibieron el Premio Nobel de Fisiología o Medicina con la frase "por el descubrimiento de los mecanismos de protección de los cromosomas por los telómeros y la enzima telomerasa". Su investigación se basó en el límite de Hayflick.

La idea de que el envejecimiento puede establecerse desde el momento del nacimiento fue expresada por el científico darwinista alemán August Weismann (Friedrich Leopold August Weismann, 1834-1914). En su famosa conferencia de 1891, Weismann sugirió que la muerte por vejez surgía en el curso de la evolución:<Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто приобретенное вторично в процессе адаптации:>.

Enfoques para clasificar las teorías del envejecimiento.

Las teorías que explican el envejecimiento de los organismos se pueden clasificar de varias maneras.
Por ejemplo, hay una división en tres grupos: teorías genéticas, en las que los programas controlados genéticamente<биологические часы>, como los telómeros regulan el crecimiento, la madurez y el envejecimiento, teorías neuroendocrinas y teorías de acumulación de daño. En términos generales, esta división es bastante arbitraria, porque todos estos mecanismos son importantes y están interconectados.

También hay 2 grandes grupos: teorías estocásticas (probabilísticas) y teorías del envejecimiento programado.
Las teorías se pueden clasificar según el nivel de organización de la materia viva.
Según V.N. Anisimov, director de la Sociedad Gerontológica Rusa, las teorías más llamativas siguen siendo la teoría de los radicales libres propuesta en 1956 por D. Harman (Harman, 1956, 1998), la teoría del envejecimiento celular (replicativo) de L. Hayflick (Hayflick, Moorhead , 1961; Hayflick, 1998), teoría telomérica de A.M. Olovnikov (Olovnikov, 1971; Olovnikov, 1996), teoría de la elevación del envejecimiento de V.M. Dilman (Dilman, 1987; Dilman, 1971, 1994) y la teoría del soma prescindible de T. Kirkwood (Kirkwood, 1997, 2002). la teoría de los radicales libres propuesta en 1956 por D. Harman, la teoría del envejecimiento celular (replicativo) de L. Hayflick y la teoría de los telómeros de A. M. Olovnikov, la teoría de la elevación del envejecimiento de V. M. Dilman.

Clasificación de teorías del envejecimiento estocástico.

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teoría de la mutación somática: las mutaciones somáticas alteran la información genética y reducen la función celular.
• Catástrofe de errores: los errores en los procesos de transcripción y/o traducción reducen la eficiencia celular
• Daño del ADN, reparación del ADN: el daño del ADN se repara constantemente mediante varios mecanismos. La eficiencia de la reparación se correlaciona positivamente con la esperanza de vida y disminuye con la edad.
• Daño a las proteínas: las alteraciones conformacionales de las proteínas y enzimas (entrecruzamiento) dañan la función celular
• Reticulación: la reticulación química de macromoléculas importantes (como el colágeno) conduce a la disfunción de células y tejidos.
• Desgaste: la acumulación de daños en la vida diaria reduce la eficiencia del cuerpo.

Clasificación de teorías del envejecimiento programado.

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teorías genéticas: el envejecimiento es causado por cambios programados en la expresión genética o la expresión de proteínas específicas.
• Genes de muerte: hay genes de muerte celular.
• Muerte selectiva: la muerte celular es causada por la presencia de receptores de membrana específicos.
• Acortamiento de los telómeros: el acortamiento de los telómeros con la edad in vitro e in vivo provoca inestabilidad cromosómica y muerte celular.
• Trastornos de diferenciación: errores en los mecanismos de activación-represión de genes que conducen a la síntesis de proteínas redundantes, no esenciales o innecesarias.
• Acumulación<загрязнений>- La acumulación de desechos metabólicos reduce la viabilidad celular.
• Teorías neuroendocrinas - Insuficiencia de los sistemas nervioso y sistemas endocrinos en el mantenimiento de la homeostasis. La pérdida de la homeostasis conduce al envejecimiento y la muerte.
• Teoría inmunológica: ciertos alelos pueden aumentar o disminuir la esperanza de vida.
• Teorías metabólicas: la longevidad es inversamente proporcional a la tasa metabólica
• Teoría de los radicales libres: la longevidad es inversamente proporcional al grado de daño de los radicales libres y directamente proporcional a la eficacia de los sistemas antioxidantes.
• El reloj del envejecimiento: el envejecimiento y la muerte son el resultado de un plan biológico predeterminado
• Teorías evolutivas - Seleccion natural Elimina individuos después de que han producido descendencia.

Clasificación de las teorías más importantes del envejecimiento por nivel de integración

(Yin, Chen, 2005)

Nivel orgánico de integración.
Teoría del desgaste - Sacher, 1966
Teoría del error y la catástrofe - Orgel, 1963
Teoría del daño por estrés - Stlye, 1970
Teoría de la autointoxicación - Metchnikoff, 1904
Teoría evolutiva(teoría del envejecimiento programado) - Williams, 1957
Teoría de la retención de información (teoría del envejecimiento programado)

nivel de organo
Teoría endocrina - Korenchevsky, 1961
Teoría inmunológica - Walford, 1969
inhibición cerebral

nivel celular
Teoría de la membrana celular - Zg-Nagy, 1978
Teoría de la mutación somática - Szillard, 1959
Teoría mitocondrial - Miquel et al., 1980
Teoría mitocondrial-lisosomal - Brunk, Terman, 2002
Teoría del límite de proliferación celular (teoría del envejecimiento programado) - Hayflick, Moorhead, 1961

Nivel molecular
Teoría de la acumulación de daños en el ADN - Vilenchik, 1970
Teoría de los elementos traza - Eichhorn, 1979
Teoría de los radicales libres - Harman, 1956
La teoría de los enlaces cruzados dispersos - Bjorksten, 1968
Teoría del estrés oxidativo - Sohal, Allen, 1990; Yu y Yang, 1996
Teoría de la glicosilación no enzimática - Cerami, 1985
Teoría de la intoxicación por carbonilo - Yin, Brunk, 1995
Teoría de la catástrofe de la contaminación - Terman, 2001
Teoría de la mutación genética
Teoría del acortamiento de los telómeros (teoría del envejecimiento programado) - Olovnikov, 1971

Otros enfoques
El envejecimiento como entropía - Sacher, 1967; Bortz, 1986
Teorías matemáticas y diversas teorías unificadas - Sohal, Alle, 1990;
Zg-Nagy, 1991; Kowald, Kirkwood, 1994

La teoría del envejecimiento de los radicales libres de Denham Harman

La teoría del envejecimiento celular de Leonard Hayflick

Teoría de la elevación del envejecimiento.

Propuesto y fundamentado a principios de los años 50 del siglo pasado por el científico de Leningrado Vladimir Dilman. Según esta teoría, el mecanismo del envejecimiento comienza a funcionar con un aumento constante en el umbral de sensibilidad del hipotálamo al nivel de hormonas en la sangre. Como resultado, aumenta la concentración de hormonas circulantes. Como resultado, surgen diversas formas de condiciones patológicas, incluidas las características de la vejez: obesidad, diabetes, aterosclerosis, cancriofilia, depresión, inmunosupresión metabólica, hipertensión, hiperadaptosis, enfermedades autoinmunes y menopausia. Estas enfermedades conducen al envejecimiento y, en última instancia, a la muerte.
En otras palabras, en el cuerpo hay un gran reloj biológico que cuenta el tiempo de vida asignado desde el nacimiento hasta la muerte. En cierto momento, estos relojes desencadenan procesos destructivos en el cuerpo, que comúnmente se denominan envejecimiento.
Según Dilman, el envejecimiento y las enfermedades relacionadas son un subproducto de la implementación del programa genético de la ontogénesis: el desarrollo del cuerpo.
Del modelo ontogenético se deduce que si el estado de homeostasis se estabiliza en el nivel alcanzado al final del desarrollo del organismo, entonces es posible frenar el desarrollo de enfermedades y cambios seniles naturales y aumentar los límites de especie del ser humano. vida.
Descargue el libro "El gran reloj biológico" de V. Dilman

La teoría del soma prescindible (desechable)

Teoría del entrecruzamiento

Este mecanismo de envejecimiento es un poco como el daño de los radicales libres. Aquí sólo el papel de sustancias agresivas lo desempeñan los azúcares, principalmente la glucosa, que siempre está presente en el cuerpo. Los azúcares pueden reaccionar químicamente con varias proteínas. En este caso, naturalmente, las funciones de estas proteínas pueden verse alteradas. Pero lo que es mucho peor es que las moléculas de azúcar, cuando se combinan con proteínas, tienen la capacidad<сшивать>moléculas de proteínas entre sí. Debido a esto, las células comienzan a funcionar peor. En ellos se acumulan restos celulares.
Una de las manifestaciones de este tipo de entrecruzamiento de proteínas es la pérdida de elasticidad del tejido. Externamente, lo más notorio es la aparición de arrugas en la piel. Pero mucho más daño proviene de la pérdida de elasticidad de los vasos sanguíneos y los pulmones. En principio, las células tienen mecanismos para romper dichos enlaces cruzados. Pero este proceso requiere mucha energía del cuerpo.
Hoy ya existen medicamentos, que rompen los enlaces cruzados internos y los convierten en nutrientes para la célula.

Teoría del error

Hipótesis<старения по ошибке>fue propuesto en 1954 por el físico estadounidense M. Szilard. Al estudiar los efectos de la radiación en los organismos vivos, demostró que el efecto de la radiación ionizante acorta significativamente la vida útil de personas y animales. Bajo la influencia de la radiación, se producen numerosas mutaciones en la molécula de ADN e inician algunos síntomas del envejecimiento, como canas o tumores cancerosos. A partir de sus observaciones, Szilard concluyó que las mutaciones son la causa directa del envejecimiento de los organismos vivos. Sin embargo, no explicó el hecho del envejecimiento de personas y animales que no estuvieron expuestos a la radiación.
Su seguidor L. Orgel creía que las mutaciones en el aparato genético de una célula pueden ser espontáneas u ocurrir en respuesta a la exposición a factores agresivos: radiación ionizante, radiación ultravioleta, exposición a virus y sustancias tóxicas (mutagénicas), etc. Con el tiempo, el sistema de reparación del ADN se desgasta, lo que provoca el envejecimiento del cuerpo.

Teoría de la apoptosis (suicidio celular)

Académico V.P. Skulachev llama a su teoría la teoría de la apoptosis celular. Apoptosis (griego)<листопад>) - el proceso de muerte celular programada. Así como los árboles se deshacen de partes para preservar el todo, cada célula individual, después de haber pasado por su ciclo de vida, debe morir y una nueva debe ocupar su lugar. Si una célula se infecta con un virus, o se produce una mutación que conduce a una malignidad, o su vida útil simplemente expira, entonces, para no poner en peligro a todo el organismo, debe morir. A diferencia de la necrosis (muerte celular violenta debido a lesiones, quemaduras, envenenamiento, falta de oxígeno como resultado del bloqueo de los vasos sanguíneos, etc.), con la apoptosis la célula se desmonta cuidadosamente en partes y las células vecinas utilizan sus fragmentos como material de construcción.
Las mitocondrias también se autodestruyen; después de haber estudiado este proceso, Skulachev lo llamó mitoptosis. La mitoptosis ocurre cuando se producen demasiados radicales libres en las mitocondrias. Cuando el número de mitocondrias muertas es demasiado elevado, sus productos de descomposición envenenan la célula y provocan su apoptosis. El envejecimiento, desde el punto de vista de Skulachev, es el resultado del hecho de que en el cuerpo mueren más células de las que nacen y las células funcionales que mueren son reemplazadas. tejido conectivo. La esencia de su trabajo es la búsqueda de métodos para contrarrestar la destrucción de las estructuras celulares por los radicales libres. Según el científico, la vejez es una enfermedad que puede y debe tratarse; se puede desactivar el programa de envejecimiento del cuerpo y así desactivar el mecanismo que acorta nuestras vidas.
Según Skulachev, la principal forma activa de oxígeno que provoca la muerte de las mitocondrias y las células es el peróxido de hidrógeno. Actualmente, bajo su dirección, se está probando el fármaco SKQ, diseñado para prevenir los signos del envejecimiento.
Entrevista con Novaya Gazeta

Teoría reguladora de la adaptación

El modelo de envejecimiento desarrollado por el destacado fisiólogo y gerontólogo ucraniano V.V. Frolkis en los años 1960 y 1970, se basa en la idea generalizada de que la vejez y la muerte están programadas genéticamente.<Изюминка>La teoría de Frolkis es que desarrollo de la edad y la esperanza de vida están determinadas por el equilibrio de dos procesos: junto con el proceso destructivo del envejecimiento, se desarrolla el proceso<антистарения>, para lo cual Frolkis propuso el término<витаукт>(Latín vita - vida, auctum - aumento). Este proceso tiene como objetivo mantener la vitalidad del organismo, su adaptación y aumentar la esperanza de vida. El concepto de anti-envejecimiento (vitauct) se ha generalizado. Así, en 1995 se celebró en Estados Unidos el primer congreso internacional sobre este problema.
Un componente esencial de la teoría de Frolkis es la hipótesis de regulación genética que desarrolló, según la cual los mecanismos primarios del envejecimiento son alteraciones en el funcionamiento de los genes reguladores que controlan la actividad de los genes estructurales y, como resultado, la intensidad de la síntesis de proteínas codificadas en ellos. Los trastornos de la regulación genética relacionados con la edad pueden conducir no solo a cambios en la proporción de proteínas sintetizadas, sino también a la expresión de genes previamente inactivos, la aparición de proteínas no sintetizadas previamente y, como resultado, al envejecimiento y la muerte celular.
V.V. Frolkis creía que los mecanismos reguladores genéticos del envejecimiento son la base para el desarrollo de tipos comunes de patologías relacionadas con la edad: aterosclerosis, cáncer, diabetes, enfermedad de Parkinson y Alzheimer. Dependiendo de la activación o supresión de las funciones de determinados genes, se desarrollará uno u otro síndrome de envejecimiento, una u otra patología. A partir de estas ideas, se propuso la idea de la terapia reguladora genética, diseñada para prevenir los cambios que subyacen al desarrollo de patologías relacionadas con la edad.

La teoría redusomal de Olovnikov

La molécula de ADN redusomal lineal recubierta de proteína es una copia de un segmento de ADN cromosómico. nido. Al igual que el ADN telomérico, el ADN redusomal lineal se acorta con el tiempo. Por tanto, los diminutos redusos disminuyen progresivamente de tamaño; de ahí su nombre. Junto con la pérdida de ADN en el redusoma, también disminuye el número de genes diferentes que contiene. El acortamiento de las moléculas de ADN redusomal (y el cambio resultante en el conjunto de genes en los redusomas) cambia el nivel de expresión de varios genes cromosómicos con la edad y, por lo tanto, sirve como un medio clave para medir el tiempo biológico en el desarrollo individual.

Breve y simplemente, suena así: incluso si una persona escapa a enfermedades y accidentes, sus células eventualmente dejarán de dividirse, se deteriorarán y eventualmente morirán. Este fenómeno se conoce como límite de Hayflick. Las investigaciones muestran que la esperanza de vida máxima actual es de unos 125 años.

Aquí hay más sobre este tema...

Leonard Hayflick descubrió un límite en el número de divisiones de las células somáticas, que es aproximadamente 50-52 división.

“Hay dos tipos de células humanas: las células reproductivas, que son el óvulo femenino y el espermatozoide masculino, y las células somáticas, que incluyen alrededor de cien billones de otras células que forman el resto del cuerpo. Todas las células se reproducen por división.

En 1961 Leonard Hayflick Descubrió que las células somáticas tienen un límite superior para el número total de divisiones, y el número de divisiones posibles disminuye a medida que la célula envejece. Existe más de una teoría para explicar por qué existe el llamado límite de Hayflick.

Básicamente, el experimento llevado a cabo por Leonard Hayflick en colaboración con Paul Moorhead fue bastante simple: se mezclaron partes iguales de fibroblastos masculinos y femeninos normales, diferenciándose en el número de divisiones celulares que habían sufrido (masculinos - 40 divisiones, femeninos - 10 divisiones). para que en el futuro los fibroblastos puedan distinguirse entre sí. Paralelamente se colocó un control con fibroblastos masculinos de 40 días. Cuando la población de control sin mezclar de células masculinas dejó de dividirse, el cultivo experimental mixto contenía sólo células femeninas, porque todas las células masculinas ya habían muerto. Basándose en esto, Hayflick concluyó que las células normales tienen una capacidad limitada para dividirse, a diferencia de las células cancerosas, que son inmortales. Así, se planteó la hipótesis de que el llamado “reloj mitótico” se encuentra dentro de cada célula, basándose en las siguientes observaciones:

1. Los fibroblastos fetales humanos normales en cultivo son capaces de duplicar la población sólo un número limitado de veces;
2. Las células que han sido tratadas criogénicamente “recuerdan” cuántas veces se dividieron antes de ser congeladas.

El principal es la acumulación de daño genético aleatorio durante la replicación celular. Cada división celular involucra factores ambientales, como humo, radiación, sustancias químicas conocidas como radicales libres de hidroxilo y productos de descomposición celular, que interfieren con la reproducción precisa del ADN en la próxima generación de células. Hay muchas enzimas reparadoras del ADN en el cuerpo que monitorean el proceso de copia y corrigen los problemas de transcripción a medida que ocurren, pero no pueden detectar todos los errores. A medida que las células se replican repetidamente, el daño en el ADN se acumula, lo que lleva a una síntesis inadecuada de proteínas y a un funcionamiento inadecuado. Estos errores funcionales son, a su vez, causa de enfermedades propias del envejecimiento, como la arteriosclerosis, las enfermedades cardíacas y los tumores malignos.

Otra teoría afirma que la barrera de Hayflick está asociada con los telómeros, es decir, secciones de ADN no codificantes unidas al final de cada cromosoma. Los telómeros actúan como líderes cinematográficos para garantizar una replicación precisa del ADN. Durante la división celular, dos hebras de ADN se desenrollan y se crean nuevas copias completas de esta molécula en las células hijas. Pero con cada división celular, los telómeros se acortan ligeramente y, finalmente, ya no pueden proteger los extremos de las cadenas de ADN; luego, la célula, confundiendo telómeros cortos con ADN dañado, deja de crecer. La oveja Dolly, clonada a partir de una célula somática de un animal adulto, tenía los telómeros adultos más cortos que los de un cordero recién nacido, y es posible que no viva tanto como sus hermanos nacidos normales.

Hay tres tipos principales de células para las que no existe un límite de Hayflick: células germinales, células cancerosas y algunos tipos de células madre.

La razón por la que estas células son capaces de multiplicarse infinitamente se debe a la presencia de la enzima telomerasa, aislada por primera vez en 1989, que evita que los telómeros se acorten. Esto es lo que permite que las células de la línea germinal continúen a través de generaciones, y esto es lo que subyace al crecimiento explosivo de los tumores cancerosos”.

fuentes
Francis Fukuyama, Nuestro futuro posthumano: consecuencias de la revolución biotecnológica, M., “Ast”, 2004, p. 89-90.

Leonard Hayflick descubrió un límite en el número de divisiones de las células somáticas, que es aproximadamente 50-52 división.

“Hay dos tipos de células humanas: las células reproductivas, que son el óvulo femenino y el espermatozoide masculino, y las células somáticas, que incluyen alrededor de cien billones de otras células que forman el resto del cuerpo. Todas las células se reproducen por división.

En 1961 Leonard Hayflick Descubrió que las células somáticas tienen un límite superior para el número total de divisiones, y el número de divisiones posibles disminuye a medida que la célula envejece. Existe más de una teoría para explicar por qué existe el llamado límite de Hayflick.

El principal es la acumulación de daño genético aleatorio durante la replicación celular. Cada división celular involucra factores ambientales, como humo, radiación, sustancias químicas conocidas como radicales libres de hidroxilo y productos de descomposición celular, que interfieren con la reproducción precisa del ADN en la próxima generación de células. Hay muchas enzimas reparadoras del ADN en el cuerpo que monitorean el proceso de copia y corrigen los problemas de transcripción a medida que ocurren, pero no pueden detectar todos los errores. A medida que las células se replican repetidamente, el daño en el ADN se acumula, lo que lleva a una síntesis inadecuada de proteínas y a un funcionamiento inadecuado. Estos errores funcionales son, a su vez, causa de enfermedades propias del envejecimiento, como la arteriosclerosis, las enfermedades cardíacas y los tumores malignos.

Otra teoría afirma que la barrera de Hayflick está asociada con los telómeros, es decir, secciones de ADN no codificantes unidas al final de cada cromosoma. Los telómeros actúan como líderes cinematográficos para garantizar una replicación precisa del ADN. Durante la división celular, dos hebras de ADN se desenrollan y se crean nuevas copias completas de esta molécula en las células hijas. Pero con cada división celular, los telómeros se acortan ligeramente y, finalmente, ya no pueden proteger los extremos de las cadenas de ADN; luego, la célula, confundiendo telómeros cortos con ADN dañado, deja de crecer. La oveja Dolly, clonada a partir de una célula somática de un animal adulto, tenía los telómeros adultos más cortos que los de un cordero recién nacido, y es posible que no viva tanto como sus hermanos nacidos normales.

Hay tres tipos principales de células para las que no existe un límite de Hayflick: células germinales, células cancerosas y algunos tipos de células madre.

La razón por la que estas células son capaces de multiplicarse infinitamente se debe a la presencia de la enzima telomerasa, aislada por primera vez en 1989, que evita que los telómeros se acorten. Esto es lo que permite que las células de la línea germinal continúen a través de generaciones, y esto es lo que subyace al crecimiento explosivo de los tumores cancerosos”.

Francis Fukuyama, Nuestro futuro posthumano: consecuencias de la revolución biotecnológica, M., “Ast”, 2004, p. 89-90.

Introducción

El problema del envejecimiento del cuerpo y la prolongación de la vida humana es uno de los temas de interés más importantes para casi cualquier civilización humana. El estudio de los mecanismos del envejecimiento del cuerpo humano sigue siendo extremadamente problema real y actualmente. Señalemos sólo un indicador demográfico: a principios del siglo XXI, en los países desarrollados, la proporción de la población que ha alcanzado la edad de 65 años o más es del 10 al 14%. Según las previsiones disponibles, esta cifra se duplicará en 20 años. El envejecimiento de la población plantea muchos problemas aún no resueltos para la medicina moderna, incluida la tarea de prolongar la vida en un estado de envejecimiento activo durante un período de tiempo significativo. Es imposible resolver esta enorme tarea sin tener una idea de los mecanismos de envejecimiento del organismo. Nos centraremos únicamente en discutir los mecanismos del envejecimiento celular, y aquellos de ellos que están determinados genéticamente, es decir, inherentes al cuerpo humano desde el nacimiento hasta la muerte.

Límite de película de heno

En 1961, el citólogo estadounidense Leonard Hayflick, junto con otro científico, P. Moorhead, realizaron experimentos sobre el cultivo de fibroblastos a partir de embriones humanos. Estos investigadores colocaron células individuales en un medio nutritivo (antes de la incubación, el tejido se trató con tripsina, por lo que el tejido se disociaba en células individuales). Además, L. Hayflick y P. Moorhead utilizaron como medio nutritivo una solución de aminoácidos, sales y algunos otros componentes de bajo peso molecular.

En el cultivo de tejidos, los fibroblastos comenzaron a dividirse y, cuando la capa de células alcanzó un cierto tamaño, se dividió por la mitad, se trató nuevamente con tripsina y se transfirió a un nuevo vaso. Estos pasajes continuaron hasta que se detuvo la división celular. Este fenómeno se produjo periódicamente después de 50 divisiones. Las células que dejaron de dividirse murieron después de un tiempo. Los experimentos de L. Hayflick y P. Moorhead se repitieron muchas veces en diversos laboratorios de muchos países del mundo. En todos los casos, el resultado fue el mismo: las células en división (no solo los fibroblastos, sino también otras células somáticas) dejaron de dividirse después de 50-60 subcultivos. El número crítico de divisiones de células somáticas se denomina “límite de Hayflick”. Curiosamente, para las células somáticas de diferentes especies de vertebrados, el límite de Hayflick resultó ser diferente y se correlacionó con la vida útil de estos organismos.