Границата или границата на Хејфлик е теорија која ја објаснува природата на механизмот зад стареењето на клетките. Според оваа теорија, нормалната човечка клетка е способна да се репродуцира и да се дели помеѓу четириесет и шеесет пати пред да ја изгуби оваа способност и да пропадне преку програмирана смрт или апоптоза.

Теоријата, наречена граница на Хејфлик, ги поттикна научниците да ја преиспитаат претходната теорија на Алексис Карел, според која клетките можат бескрајно да се репродуцираат себеси.

Историјата на создавањето на теоријата на Хејфлик

Леонард Хејфлик (роден на 20 мај 1928 година во Филаделфија), професор по анатомија на Универзитетот во Калифорнија, Сан Франциско, ја развил својата теорија додека работел во Институтот Вистар во Филаделфија, Пенсилванија, во 1965 година. Френк Мекфарлан Барнет ја именувал оваа теорија во Хејфлик чест во неговата книга со наслов Внатрешна мутагенеза, објавена во 1974 година. Концептот на границата на Хејфлик им помогна на научниците да ги проучат ефектите од стареењето на клетките во човечкото тело, развојот на клетката од ембрионската фаза до смртта, вклучувајќи го и ефектот на скратување на должината на краевите на хромозомите наречени теломери.

Во 1961 година, Хејфлик започнал да работи во Институтот Вистар, каде за време на неговите набљудувања видел дека човечките клетки не се делат бесконечно. Хејфлик и Пол Мурхед го опишаа овој феномен во монографијата со наслов „Сериско одгледување на соеви на човечки диплоидни клетки“. Работата на Хејфлик во Институтот Вистар имаше за цел да обезбеди хранливо решение за научниците кои спроведуваат експерименти во институтот, но Хејфлик исто така беше ангажиран во сопственото истражување за ефектите на вирусите во клетките. Во 1965 година, Хејфлик подетално го претстави концептот на границата на Хејфлик во монографијата со наслов „Ограничен животен век на соеви на човечки диплоидни клетки во вештачка средина“.

Хејфлик дошол до заклучок дека клетката може да ја заврши само митозата, односно процесот на репродукција преку делба, четириесет до шеесет пати, по што настапува смрт. Овој заклучок се однесува на сите видови клетки, без разлика дали се возрасни или герминативни клетки. Хејфлик изнесе хипотеза според која минималниот репликативен капацитет на клетката е поврзан со нејзиното стареење и, соодветно, со процесот на стареење на човечкото тело.

Во 1974 година, Хејфлик го коосноваше Националниот институт за стареење во Бетесда, Мериленд.

Оваа институција е филијала на Националниот институт за здравство на САД. Во 1982 година, Хејфлик стана и потпретседател на Американското здружение за геронтологија, основано во 1945 година во Њујорк. Последователно, Хејфлик работеше на популаризација на неговата теорија и побивање на теоријата на Карел за клеточна бесмртност.

Побивање на теоријата на Карел

Алексис Карел, француски хирург кој работел со ткиво на пилешко срце на почетокот на дваесеттиот век, верувал дека клетките се способни бескрајно да се репродуцираат со делење. Карел тврдеше дека успеал да постигне поделба на пилешки срцеви клетки во хранлив медиум - овој процес продолжи повеќе од дваесет години. Неговите експерименти со ткиво на пилешко срце ја зајакнаа теоријата за бескрајна клеточна делба. Научниците постојано се обидуваа да ја повторат работата на Карел, но нивните експерименти никогаш не го потврдија „откритието“ на Карел.

Критика на теоријата на Хејфлик

Во 1990-тите, некои научници, како Хари Рубин од Универзитетот во Калифорнија, Беркли, тврдеа дека границата на Хејфлик се применува исклучиво на оштетените клетки. Рубин шпекулираше дека оштетувањето на клетките може да биде предизвикано од изложување на клетките на различна средина од нивната првобитна средина во телото, или од научниците кои ги изложуваат клетките на услови во лабораторија.

Понатамошни истражувања за феноменот на стареење

И покрај критиките, други научници ја користеа теоријата на Хејфлик како основа за понатамошно истражување на феноменот на клеточното стареење, особено теломерите, кои се краеви на хромозомите. Теломерите ги штитат хромозомите и ги намалуваат мутациите во ДНК. Во 1973 година, рускиот научник А. Оловников ја применил Хејфликовата теорија за клеточна смрт во неговите студии за краевите на хромозомите кои не се репродуцираат за време на митозата. Според Оловников, процесот на клеточна делба завршува штом клетката повеќе не може да ги репродуцира краевите на своите хромозоми.

Една година подоцна, во 1974 година, Барнет ја нарече теоријата на Хејфлик како граница на Хејфлик, користејќи го името во неговиот труд, Внатрешна мутагенеза. Во срцето на работата на Бурнет била претпоставката дека стареењето е суштински фактор во клетките на различни форми на живот и дека нивната животна активност одговара на теоријата позната како граница на Хејфлик, која го одредува времето на смртта на организмот.

Елизабет Блекбурн од Универзитетот во Сан Франциско и нејзиниот колега Џек Шостак, соработник на Медицинскиот факултет Харвард во Бостон, Масачусетс, се свртеа кон теоријата на границата на Хејфлик во нивните студии за структурата на теломерите во 1982 година, кога успеаја да клонираат и изолираат теломери.

Во 1989 година, Грејдер и Блекбурн го направија следниот чекор во проучувањето на феноменот на стареење на клетките со откривање на ензим наречен теломераза (ензим од групата трансфераза кој ја контролира големината, бројот и нуклеотидниот состав на теломерите на хромозомот). Грејдер и Блекбурн открија дека присуството на теломераза им помага на телесните клетки да избегнат програмирана смрт.

Во 2009 година, Блекбурн, Д. Шостак и К. Грајдер ја добија Нобеловата награда за физиологија или медицина со формулацијата „за откривање на механизмите за заштита на хромозомите од страна на теломерите и ензимот теломераза“. Нивното истражување беше засновано на границата на Хејфлик.

Идејата дека стареењето може да се утврди од моментот на раѓање беше изразена од германскиот дарвинистички научник Август Вајсман (Фридрих Леополд Август Вајсман, 1834-1914). Во неговото познато предавање во 1891 година, Вајсман сугерираше дека смртта од старост настанала во текот на еволуцијата:<Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто приобретенное вторично в процессе адаптации:>.

Пристапи кон класификација на теориите за стареење

Теориите кои го објаснуваат стареењето на организмите може да се класифицираат на различни начини.
На пример, постои поделба во три групи: генетски теории, во кои генетски контролирани програмирани<биологические часы>, како што се теломерите го регулираат растот, зрелоста и стареењето, невроендокрините теории и теориите за акумулација на штета. Општо земено, оваа поделба е прилично произволна, бидејќи сите овие механизми се важни и меѓусебно поврзани.

Постојат и 2 големи групи: стохастички (веројатни) теории и теории за програмирано стареење.
Теориите можат да се класифицираат според нивото на организација на живата материја.
Според В.Н. Анисимов, раководител на Руското геронтолошко друштво, највпечатливите теории остануваат теоријата на слободните радикали изнесена во 1956 година од Д. Харман (Харман, 1956, 1998), теоријата на клеточното (репликативно) стареење од Л. Хејфлик (Хејфлик, Мурхед). , 1961 година, Хејфлик, 1998 година), теломеричка теорија на А.М. Дилман (Дилман, 1987; Дилман, 1971, 1994) и теоријата за потрошна сома од Т. Кирквуд (Кирквуд, 1997, 2002). Теоријата на слободните радикали изнесена во 1956 година од Д. Харман, теоријата за клеточно (репликативно) стареење од Л. Хејфлик и теоријата на теломерите на А. М. Оловников, теоријата на елевација на стареењето од В.

Класификација на теории за стохастичко стареење

(Шулц-Ален, 1997)

• Теорија на соматски мутации - Соматските мутации ги нарушуваат генетските информации и ја намалуваат функцијата на клетките
• Катастрофа на грешки - Грешките во процесите на транскрипција и/или преведување ја намалуваат ефикасноста на клетките
• Оштетување на ДНК, поправка на ДНК - Оштетувањето на ДНК постојано се поправа со различни механизми. Ефикасноста на поправката е во позитивна корелација со очекуваниот животен век и се намалува со возраста
• Оштетување на протеините - конформациските нарушувања на протеините и ензимите (вкрстено поврзување) ја оштетуваат клеточната функција
• Вкрстено поврзување - Хемиското вкрстено поврзување на важни макромолекули (како што е колаген) доведува до дисфункција на клетките и ткивата
• Абење - Акумулацијата на штета во секојдневниот живот ја намалува ефикасноста на телото

Класификација на теории за програмирано стареење

(Шулц-Ален, 1997)

• Генетски теории - Стареењето е предизвикано од програмирани промени во генската експресија, или изразување на специфични протеини
• Гени на смртта - Постојат гени за смрт на клетките
• Селективна смрт - Смртта на клетките е предизвикана од присуството на специфични мембрански рецептори
• Скратување на теломерите - Скратувањето на теломерите со возраста in vitro и in vivo доведува до нестабилност на хромозомите и клеточна смрт
• Нарушувања на диференцијација - Грешки во механизмите на активирање-репресија на гените, што доведува до синтеза на вишок, несуштински или непотребни протеини
• Акумулација<загрязнений>- Акумулацијата на метаболички отпад ја намалува одржливоста на клетките
• Невроендокрини теории - Инсуфициенција на нервниот и ендокрини системиво одржувањето на хомеостазата. Губењето на хомеостазата доведува до стареење и смрт
• Имунолошка теорија - Одредени алели може да го зголемат или намалат животниот век.
• Метаболички теории - Долговечноста е обратно пропорционална со стапката на метаболизмот
• Теорија на слободните радикали - долговечноста е обратно пропорционална со степенот на оштетување од слободните радикали и директно пропорционална со ефективноста на антиоксидантните системи
• Часовник на стареење - Стареењето и смртта се резултат на однапред утврден биолошки план
• еволутивни теории - Природна селекцијаги елиминира индивидуите откако ќе произведат потомство

Класификација на најважните теории за стареење по ниво на интеграција

(Јин, Чен, 2005)

Организам ниво на интеграција
Теорија на носење - Сахер, 1966 година
Теорија на катастрофа на грешка - Оргел, 1963 година
Теорија на оштетување на стресот - Stlye, 1970 година
Теоријата на автоинтоксикација - Мечникоф, 1904 година
Еволутивна теорија(теорија за програмирано стареење) - Вилијамс, 1957 година
Теорија за задржување на информации (теорија на програмирано стареење)

Ниво на орган
Ендокрина теорија - Коренчевски, 1961 г
Имунолошка теорија - Волфорд, 1969 година
Инхибиција на мозокот

Клеточно ниво
Теорија на клеточна мембрана - Зг-Наѓ, 1978 година
Теорија на соматска мутација - Зилард, 1959 година
Митохондријална теорија - Miquel et al., 1980 година
Митохондријално-лизозомална теорија - Брунк, Терман, 2002 година
Теорија на граничната пролиферација на клетките (теорија на програмирано стареење) - Хејфлик, Мурхед, 1961 година

Молекуларно ниво
Теорија на акумулација на оштетување на ДНК - Виленчик, 1970 година
Теорија на елементи во трагови - Eichhorn, 1979 година
Теорија на слободни радикали - Харман, 1956 година
Теоријата на вкрстени врски со пиперка - Бјоркстен, 1968 година
Теорија на оксидативен стрес - Сохал, Ален, 1990; Ју, Јанг, 1996 година
Теорија на неензимска гликозилација - Керами, 1985 година
Теорија на интоксикација со карбонил - Јин, Бранк, 1995 година
Теорија на катастрофи на загадувањето - Терман, 2001 година
Теорија на генска мутација
Теорија на скратување на теломерите (теорија на програмирано стареење) - Оловников, 1971 г.

Други пристапи
Стареење како ентропија - Сахер, 1967 година; Борц, 1986 година
Математички теории и различни унифицирани теории - Sohal, Alle, 1990;
Зг-Наѓ, 1991; Ковалд, Кирквуд, 1994 година

Теоријата за стареење на слободните радикали на Денам Харман

Теоријата на Леонард Хејфлик за клеточно стареење

Теорија на височина на стареење

Предложено и поткрепено во раните 50-ти години на минатиот век од Ленинградскиот научник Владимир Дилман. Според оваа теорија, механизмот на стареење ја започнува својата работа со постојано зголемување на прагот на чувствителност на хипоталамусот на нивото на хормоните во крвта. Како резултат на тоа, се зголемува концентрацијата на циркулирачките хормони. Како резултат на тоа, се јавуваат различни форми на патолошки состојби, вклучувајќи ги и оние карактеристични за староста: дебелина, дијабетес, атеросклероза, канцериофилија, депресија, метаболна имуносупресија, хипертензија, хиперадаптоза, автоимуни болести и менопауза. Овие болести доведуваат до стареење и на крајот смрт.
Со други зборови, во телото постои голем биолошки часовник кој го одбројува своето доделено време на живот од раѓање до смрт. Во одреден момент, овие часовници предизвикуваат деструктивни процеси во телото, кои обично се нарекуваат стареење.
Според Дилман, стареењето и сродните болести се нуспроизвод на имплементацијата на генетската програма за онтогенеза - развој на телото.
Од онтогенетскиот модел произлегува дека доколку состојбата на хомеостаза се стабилизира на нивото постигнато до крајот на развојот на организмот, тогаш можно е да се забави развојот на болестите и природните сенилни промени и да се зголемат границите на видовите на човекот. животот.
Преземете ја книгата „Големиот биолошки часовник“ од В.Дилман

Теоријата на потрошна (еднократна) сома

Теорија на вкрстено поврзување

Овој механизам за стареење е малку како оштетување од слободните радикали. Само улогата на агресивните материи овде ја играат шеќерите, пред се гликозата, која секогаш е присутна во телото. Шеќерите можат хемиски да реагираат со различни протеини. Во овој случај, природно, функциите на овие протеини може да бидат нарушени. Но, она што е многу полошо е тоа што молекулите на шеќер, кога се комбинираат со протеини, имаат способност<сшивать>протеински молекули меѓу себе. Поради ова, клетките почнуваат да работат полошо. Во нив се акумулираат клеточни остатоци.
Една од манифестациите на таквото вкрстено поврзување на протеините е губење на еластичноста на ткивото. Однадвор, најзабележлива е појавата на брчки на кожата. Но, многу повеќе штета доаѓа од губењето на еластичноста на крвните садови и белите дробови. Во принцип, клетките имаат механизми за разбивање на таквите вкрстени врски. Но, овој процес бара многу енергија од телото.
Денес тие веќе постојат лекови, кои ги разградуваат внатрешните вкрстени врски и ги претвораат во хранливи материи за клетката.

Теорија за грешка

Хипотеза<старения по ошибке>беше изнесен во 1954 година од американскиот физичар М. Силард. Проучувајќи ги ефектите на зрачењето врз живите организми, тој покажа дека ефектот на јонизирачкото зрачење значително го скратува животниот век на луѓето и животните. Под влијание на зрачењето, се случуваат бројни мутации во молекулата на ДНК и иницираат некои симптоми на стареење, како што се седата коса или канцерогените тумори. Од неговите набљудувања, Зилард заклучил дека мутациите се директна причина за стареење кај живите организми. Сепак, тој не го објасни фактот за стареење на луѓето и животните кои не биле изложени на радијација.
Неговиот следбеник Л. Оргел верувал дека мутациите во генетскиот апарат на клетката можат да бидат или спонтани или да се појават како одговор на изложеност на агресивни фактори - јонизирачко зрачење, ултравиолетово зрачење, изложеност на вируси и токсични (мутагени) супстанции итн. Со текот на времето, системот за поправка на ДНК се истроши, што предизвикува телото да старее.

Теорија на апоптоза (клеточно самоубиство)

Академик В.П. Скулачев ја нарекува својата теорија теорија на клеточна апоптоза. апоптоза (грчки)<листопад>) - процес на програмирана клеточна смрт. Како што дрвјата се ослободуваат од делови за да ја зачуваат целината, така и секоја поединечна клетка, откако го поминала својот животен циклус, мора да изумре и да го заземе местото на нова. Ако клетката се зарази со вирус, или се појави мутација во неа што доведува до малигнитет или едноставно ѝ истече животниот век, тогаш за да не се загрози целиот организам, таа мора да умре. За разлика од некрозата - насилна клеточна смрт поради повреда, изгореници, труење, недостаток на кислород како резултат на блокирање на крвните садови итн., со апоптоза клетката внимателно се расклопува на делови, а соседните клетки ги користат нејзините фрагменти како градежен материјал.
Митохондриите исто така се подложени на самоуништување - проучувајќи го овој процес, Скулачев го нарече митоптоза. Митоптозата се јавува кога во митохондриите се произведуваат премногу слободни радикали. Кога бројот на мртви митохондрии е превисок, производите на нивното распаѓање ја трујат клетката и доведуваат до нејзина апоптоза. Стареењето, од гледна точка на Скулачев, е резултат на фактот дека повеќе клетки умираат во телото отколку што се раѓаат, а функционалните клетки кои умираат се заменуваат. сврзното ткиво. Суштината на неговата работа е потрагата по методи за да се спротивстави на уништувањето на клеточните структури од слободните радикали. Според научникот, староста е болест која може и треба да се лекува.
Според Скулачев, главната активна форма на кислород што доведува до смрт на митохондриите и клетките е водород пероксид. Во моментов, под негово водство, се тестира лекот SKQ, дизајниран да спречи знаци на стареење.
Интервју со Новаја Газета

Адаптациско-регулаторна теорија

Моделот на стареење развиен од извонредниот украински физиолог и геронтолог В.В. Фролкис во 1960-тите и 70-тите години, се заснова на широко распространетата идеја дека староста и смртта се генетски програмирани.<Изюминка>Теоријата на Фролкис е тоа развој на возрасти животниот век се одредуваат со рамнотежата на два процеса: заедно со деструктивниот процес на стареење, процесот се развива<антистарения>, за што Фролкис го предложи терминот<витаукт>(латински вита - живот, auctum - зголемување). Овој процес е насочен кон одржување на виталноста на телото, негова адаптација и зголемување на животниот век. Концептот на антистареење (витаукт) стана широко распространет. Така, во 1995 година, во САД се одржа првиот меѓународен конгрес за овој проблем.
Суштинска компонента на теоријата на Фролкис е генската регулаторна хипотеза што ја разви, според која примарните механизми на стареење се нарушувања во функционирањето на регулаторните гени кои ја контролираат активноста на структурните гени и, како резултат на тоа, интензитетот на синтезата на протеини кодирани во нив. Нарушувањата на генската регулација поврзани со возраста може да доведат не само до промени во односот на синтетизираните протеини, туку и до изразување на претходно неактивни гени, појава на претходно несинтетизирани протеини и, како резултат на тоа, до стареење и смрт на клетките.
В. Во зависност од активирањето или потиснувањето на функциите на одредени гени, ќе се развие еден или друг синдром на стареење, една или друга патологија. Врз основа на овие идеи, беше изнесена идејата за генска регулаторна терапија, дизајнирана да спречи промени кои се во основата на развојот на патологијата поврзана со возраста.

Редузомална теорија на Оловников

Линеарната редузомална ДНК молекула обложена со протеини е копија на сегмент од хромозомската ДНК. гнездо. Како теломерната ДНК, линеарната редузомална ДНК се скратува со текот на времето. Затоа, ситните редузоми прогресивно се намалуваат во големина; оттука и нивното име. Заедно со губењето на ДНК во редусомот, се намалува и бројот на различни гени што ги содржи. Скратувањето на молекулите на редузомалната ДНК (и добиената промена во множеството гени во редузомите) го менува нивото на изразување на различни хромозомски гени со возраста и, поради тоа, служи како клучно средство за мерење на биолошкото време во индивидуалниот развој.

Накратко и едноставно, звучи вака: Дури и ако човек избега од болест и несреќи, неговите клетки на крајот ќе престанат да се делат, ќе се влошат и на крајот ќе умрат. Овој феномен е познат како граница на Хејфлик. Истражувањата покажуваат дека моменталниот максимален животен век е околу 125 години.

Еве повеќе на оваа тема...

Леонард Хејфликоткрија ограничување на бројот на поделби на соматските клетки, што е приближно 50-52 поделба.

„Постојат два вида човечки клетки: репродуктивни клетки, кои се женската јајце клетка и сперма на мажите, и соматски клетки, кои вклучуваат околу сто трилиони други клетки кои го сочинуваат остатокот од телото. Сите клетки се репродуцираат со делење.

Во 1961 г Леонард Хејфликоткриле дека соматските клетки имаат горната граница на вкупниот број на поделби, а бројот на можни поделби се намалува како што клетката старее. Има повеќе од една теорија за да се објасни зошто постои таканаречената граница на Хејфлик.

Во основа, експериментот спроведен од Леонард Хејфлик во соработка со Пол Мурхед беше прилично едноставен: беа измешани еднакви делови на нормални машки и женски фибробласти, кои се разликуваа по бројот на завршени клеточни делби (машки - 40 поделби, женски - 10 поделби), така што фибробластите може да се разликуваат едни од други во иднина. Паралелно, беше поставена контрола со машки 40-дневни фибробласти. Кога контролната немешана популација на машки клетки престана да се дели, мешаната експериментална култура содржеше само женски клетки, бидејќи сите машки клетки веќе беа умрени. Врз основа на ова, Хејфлик заклучил дека нормалните клетки имаат ограничена способност да се делат, за разлика од клетките на ракот, кои се бесмртни. Така, се претпоставуваше дека таканаречениот „митотски часовник“ се наоѓа во секоја клетка, врз основа на следните набљудувања:

1. Нормалните човечки фетални фибробласти во културата се способни да ја удвојат популацијата само ограничен број пати;
2. Клетките кои биле криогенски третирани „се сеќаваат“ колку пати се делеле пред да бидат замрзнати.

Главната е акумулација на случајно оштетување на генот за време на клеточната репликација.Секоја клеточна поделба вклучува фактори на животната средина, како што се чад, зрачење, хемикалии познати како хидроксилни слободни радикали и производи за распаѓање на клетките, кои се мешаат во точната репродукција на ДНК во следната генерација на клетки. Постојат многу ензими за поправка на ДНК во телото кои го следат процесот на копирање и ги коригираат проблемите со транскрипцијата додека се појавуваат, но тие не се во можност да ги откријат сите грешки. Како што клетките постојано се реплицираат, оштетувањето на ДНК се акумулира, што доведува до неправилна синтеза на протеини и неправилно функционирање. Овие функционални грешки, пак, се причина за болести карактеристични за стареењето, како што се артериосклероза, срцеви заболувања и малигни тумори.

Друга теорија вели дека бариерата Хејфлик е поврзана со теломери, односно некодирачки делови од ДНК прикачени на крајот на секој хромозом. Теломерите делуваат како филмски водачи за да обезбедат точна репликација на ДНК. За време на клеточната делба, две нишки на ДНК се одмотуваат и се создаваат нови целосни копии на оваа молекула во ќерките ќерки. Но, со секоја клеточна поделба, теломерите стануваат малку пократки, и на крајот тие повеќе не се во можност да ги заштитат краевите на нишките на ДНК; тогаш клетката, погрешно кратките теломери за оштетена ДНК, престанува да расте. Овцата Доли, клонирана од соматска клетка од возрасно животно, имала скратени возрасни теломери наместо теломери на новородено јагне, и можеби нема да живее толку долго како нејзините нормално родени браќа и сестри.

Постојат три главни типа на клетки за кои не постои ограничување на Хејфлик: герминативните клетки, клетките на ракот и некои видови матични клетки.

Причината поради која овие клетки можат бескрајно да се размножуваат се должи на присуството на ензимот теломераза, првпат изолиран во 1989 година, кој спречува теломерите да се скратат. Тоа е она што им овозможува на герминативните клетки да продолжат со генерации, и тоа е она што лежи во основата на експлозивниот раст на канцерогените тумори“.

извори
Френсис Фукујама, Нашата постчовечка иднина: последици од биотехнолошката револуција, М., „Аст“, 2004 година, стр. 89-90.

Леонард Хејфликоткрија ограничување на бројот на поделби на соматските клетки, што е приближно 50-52 поделба.

„Постојат два вида човечки клетки: репродуктивни клетки, кои се женската јајце клетка и сперма на мажите, и соматски клетки, кои вклучуваат околу сто трилиони други клетки кои го сочинуваат остатокот од телото. Сите клетки се репродуцираат со делење.

Во 1961 г Леонард Хејфликоткриле дека соматските клетки имаат горната граница на вкупниот број на поделби, а бројот на можни поделби се намалува како што клетката старее. Има повеќе од една теорија за да се објасни зошто постои таканаречената граница на Хејфлик.

Главната е акумулација на случајно оштетување на генот за време на клеточната репликација.Секоја клеточна поделба вклучува фактори на животната средина, како што се чад, зрачење, хемикалии познати како хидроксилни слободни радикали и производи за распаѓање на клетките, кои се мешаат во точната репродукција на ДНК во следната генерација на клетки. Постојат многу ензими за поправка на ДНК во телото кои го следат процесот на копирање и ги коригираат проблемите со транскрипцијата додека се појавуваат, но тие не се во можност да ги откријат сите грешки. Како што клетките постојано се реплицираат, оштетувањето на ДНК се акумулира, што доведува до неправилна синтеза на протеини и неправилно функционирање. Овие функционални грешки, пак, се причина за болести карактеристични за стареењето, како што се артериосклероза, срцеви заболувања и малигни тумори.

Друга теорија вели дека бариерата Хејфлик е поврзана со теломери, односно некодирачки делови од ДНК прикачени на крајот на секој хромозом. Теломерите делуваат како филмски водачи за да обезбедат точна репликација на ДНК. За време на клеточната делба, две нишки на ДНК се одмотуваат и се создаваат нови целосни копии на оваа молекула во ќерките ќерки. Но, со секоја клеточна поделба, теломерите стануваат малку пократки, и на крајот тие повеќе не се во можност да ги заштитат краевите на нишките на ДНК; тогаш клетката, погрешно кратките теломери за оштетена ДНК, престанува да расте. Овцата Доли, клонирана од соматска клетка од возрасно животно, имала скратени возрасни теломери наместо теломери на новородено јагне, и можеби нема да живее толку долго како нејзините нормално родени браќа и сестри.

Постојат три главни типа на клетки за кои не постои ограничување на Хејфлик: герминативните клетки, клетките на ракот и некои видови матични клетки.

Причината поради која овие клетки можат бескрајно да се размножуваат се должи на присуството на ензимот теломераза, првпат изолиран во 1989 година, кој спречува теломерите да се скратат. Тоа е она што им овозможува на герминативните клетки да продолжат со генерации, и тоа е она што лежи во основата на експлозивниот раст на канцерогените тумори“.

Френсис Фукујама, Нашата постчовечка иднина: последици од биотехнолошката револуција, М., „Аст“, 2004 година, стр. 89-90.

Вовед

Проблемот со стареењето на телото и продолжувањето на човечкиот живот е една од најважните теми од интерес за речиси секоја човечка цивилизација. Студијата за механизмите на стареење на човечкото тело останува исклучително вистински проблеми моментално. Да истакнеме само еден демографски показател: до почетокот на 21 век во развиените земји, процентот на населението кое наполнило 65 години или повеќе беше 10-14%. Според достапните прогнози, оваа бројка ќе се удвои за 20 години. Стареењето на населението поставува многу сè уште нерешени проблеми за модерната медицина, вклучувајќи ја и задачата за продолжување на животот во состојба на активно стареење за значителен временски период. Невозможно е да се реши оваа огромна задача без да се има идеја за механизмите на стареење на телото. Ќе се фокусираме само на дискусија за механизмите на стареење на клетките, и оние од нив кои се генетски определени, односно својствени за човечкото тело од раѓање до смрт.

Ограничување на Hayflick

Во 1961 година, американскиот цитолог Леонард Хејфлик, заедно со друг научник П. Мурхед, спроведоа експерименти за одгледување на фибробласти од човечки ембриони. Овие истражувачи поставија поединечни клетки во хранлив медиум (пред инкубацијата, ткивото беше третирано со трипсин, поради што ткивото се дисоцира во поединечни клетки). Покрај тоа, L. Hayflick и P. Moorhead користеле раствор од амино киселини, соли и некои други нискомолекуларни компоненти како хранлив медиум.

Во ткивната култура, фибробластите почнаа да се делат и кога клеточниот слој достигна одредена големина, беше поделен на половина, повторно третиран со трипсин и префрлен во нов сад. Ваквите премини продолжија додека не престана клеточната делба. Оваа појава редовно се случуваше по 50 поделби. Клетките кои престанале да се делат умреле по некое време. Експериментите на Л. Хејфлик и П. Мурхед беа повторени многу пати во различни лаборатории во многу земји низ светот. Во сите случаи, резултатот беше ист: клетките што се делат (не само фибробластите, туку и другите соматски клетки) престанаа да се делат по 50-60 субкултури. Критичниот број на соматски клеточни делби се нарекува „граница на Хејфлик“. Интересно, за соматските клетки на различни видови 'рбетници, границата на Хејфлик се покажа дека е различна и е во корелација со животниот век на овие организми.