O limite ou limite de Hayflick é uma teoria que explica a natureza do mecanismo por trás do envelhecimento celular. De acordo com esta teoria, uma célula humana normal é capaz de se reproduzir e de se dividir entre quarenta e sessenta vezes antes de perder esta capacidade e entrar em colapso através de morte programada ou apoptose.

A teoria, chamada de limite de Hayflick, levou os cientistas a reconsiderar a teoria anterior de Alexis Carrel, segundo a qual as células podem se reproduzir indefinidamente.

A história da criação da teoria de Hayflick

Leonard Hayflick (nascido em 20 de maio de 1928 na Filadélfia), professor de anatomia na Universidade da Califórnia, São Francisco, desenvolveu sua teoria enquanto trabalhava no Instituto Wistar na Filadélfia, Pensilvânia, em 1965. Frank McFarlane Burnet nomeou essa teoria no livro de Hayflick. honra em seu livro intitulado Intrinsic Mutagenesis, publicado em 1974. O conceito do limite de Hayflick ajudou os cientistas a estudar os efeitos do envelhecimento celular no corpo humano, o desenvolvimento de uma célula desde o estágio embrionário até a morte, incluindo o efeito de encurtamento do tempo. comprimento das extremidades dos cromossomos chamados telômeros.

Em 1961, Hayflick começou a trabalhar no Instituto Wistar, onde, durante suas observações, constatou que as células humanas não se dividem indefinidamente. Hayflick e Paul Moorhead descreveram esse fenômeno em uma monografia intitulada “Serial Cultivation of Human Diploid Cell Strains”. O trabalho de Hayflick no Instituto Wistar pretendia fornecer uma solução nutritiva para os cientistas que conduziam experimentos no instituto, mas Hayflick também estava envolvido em sua própria pesquisa sobre os efeitos dos vírus nas células. Em 1965, Hayflick delineou o conceito do limite de Hayflick com mais detalhes em uma monografia intitulada “Vida limitada de cepas de células diplóides humanas em um ambiente artificial”.

Hayflick chegou à conclusão de que uma célula só pode completar a mitose, ou seja, o processo de reprodução por divisão, quarenta a sessenta vezes, após o que ocorre a morte. Esta conclusão aplicava-se a todos os tipos de células, sejam elas adultas ou germinativas. Hayflick apresentou a hipótese segundo a qual a capacidade replicativa mínima de uma célula está associada ao seu envelhecimento e, consequentemente, ao processo de envelhecimento do corpo humano.

Em 1974, Hayflick cofundou o Instituto Nacional sobre Envelhecimento em Bethesda, Maryland.

Esta instituição é uma filial dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA. Em 1982, Hayflick também se tornou vice-presidente da Sociedade Americana de Gerontologia, fundada em 1945 em Nova York. Posteriormente, Hayflick trabalhou para popularizar sua teoria e refutar a teoria da imortalidade celular de Carrel.

Refutação da teoria de Carrel

Alexis Carrel, um cirurgião francês que trabalhou com tecido cardíaco de galinha no início do século XX, acreditava que as células eram capazes de se reproduzir indefinidamente por divisão. Carrel afirmou que foi capaz de conseguir a divisão das células do coração de galinha em um meio nutriente - esse processo continuou por mais de vinte anos. Seus experimentos com tecido de coração de galinha fortaleceram a teoria da divisão celular sem fim. Os cientistas tentaram repetidamente repetir o trabalho de Carrel, mas as suas experiências nunca confirmaram a “descoberta” de Carrel.

Críticas à teoria de Hayflick

Na década de 1990, alguns cientistas, como Harry Rubin, da Universidade da Califórnia, Berkeley, argumentaram que o limite de Hayflick se aplicava exclusivamente a células danificadas. Rubin especulou que o dano celular poderia ser causado pela exposição das células a um ambiente diferente de seu ambiente original no corpo, ou pela exposição das células a condições de laboratório.

Mais pesquisas sobre o fenômeno do envelhecimento

Apesar das críticas, outros cientistas usaram a teoria de Hayflick como base para novas pesquisas sobre o fenômeno do envelhecimento celular, especialmente os telômeros, que são as extremidades dos cromossomos. Os telômeros protegem os cromossomos e reduzem as mutações no DNA. Em 1973, o cientista russo A. Olovnikov aplicou a teoria da morte celular de Hayflick em seus estudos das extremidades dos cromossomos que não se reproduzem durante a mitose. Segundo Olovnikov, o processo de divisão celular termina assim que a célula não consegue mais reproduzir as extremidades de seus cromossomos.

Um ano depois, em 1974, Burnet chamou a teoria de Hayflick de limite de Hayflick, usando o nome em seu artigo, Mutagênese Intrínseca. No centro do trabalho de Burnet estava a suposição de que o envelhecimento é um fator intrínseco às células de várias formas de vida e que sua atividade vital corresponde a uma teoria conhecida como limite de Hayflick, que estabelece o momento da morte de um organismo.

Elizabeth Blackburn, da Universidade de São Francisco, e o seu colega Jack Szostak, membro da Harvard Medical School, em Boston, Massachusetts, recorreram à teoria do limite de Hayflick nos seus estudos da estrutura dos telómeros em 1982, quando conseguiram clonar e isolar os telómeros.

Em 1989, Greider e Blackburn deram o próximo passo no estudo do fenômeno do envelhecimento celular ao descobrir uma enzima chamada telomerase (uma enzima do grupo transferase que controla o tamanho, o número e a composição de nucleotídeos dos telômeros dos cromossomos). Greider e Blackburn descobriram que a presença da telomerase ajuda as células do corpo a evitar a morte programada.

Em 2009, Blackburn, D. Szostak e K. Greider receberam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina com a redação “pela descoberta dos mecanismos de proteção dos cromossomos pelos telômeros e pela enzima telomerase”. A pesquisa deles foi baseada no limite de Hayflick.

A ideia de que o envelhecimento pode ser estabelecido a partir do momento do nascimento foi expressa pelo cientista darwinista alemão August Weismann (Friedrich Leopold August Weismann, 1834-1914). Em sua famosa palestra de 1891, Weismann sugeriu que a morte por velhice surgiu no curso da evolução:<Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто приобретенное вторично в процессе адаптации:>.

Abordagens para classificar teorias do envelhecimento

As teorias que explicam o envelhecimento dos organismos podem ser classificadas de várias maneiras.
Por exemplo, há uma divisão em três grupos: teorias genéticas, nas quais programas geneticamente controlados<биологические часы>, como os telômeros regulam o crescimento, a maturidade e o envelhecimento, teorias neuroendócrinas e teorias de acumulação de danos. De um modo geral, esta divisão é bastante arbitrária, porque todos estes mecanismos são importantes e estão interligados.

Existem também 2 grandes grupos: teorias estocásticas (probabilísticas) e teorias do envelhecimento programado.
As teorias podem ser classificadas de acordo com o nível de organização da matéria viva.
De acordo com V.N. Anisimov, chefe da Sociedade Gerontológica Russa, as teorias mais marcantes continuam sendo a teoria dos radicais livres apresentada em 1956 por D. Harman (Harman, 1956, 1998), a teoria do envelhecimento celular (replicativo) de L. Hayflick (Hayflick, Moorhead , 1961; Hayflick, 1998), teoria telomérica de A.M. Dilman (Dilman, 1987; Dilman, 1971, 1994) e a teoria do soma dispensável de T. Kirkwood (Kirkwood, 1997, 2002). a teoria dos radicais livres apresentada em 1956 por D. Harman, a teoria do envelhecimento celular (replicativo) de L. Hayflick e a teoria dos telômeros de A. M. Olovnikov, a teoria da elevação do envelhecimento de V. M. Dilman.

Classificação das teorias do envelhecimento estocástico

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teoria da mutação somática - Mutações somáticas perturbam a informação genética e reduzem a função celular
• Catástrofe de erros - Erros nos processos de transcrição e/ou tradução reduzem a eficiência celular
• Danos no DNA, reparação do DNA - Os danos no DNA são constantemente reparados por vários mecanismos. A eficiência do reparo está positivamente correlacionada com a expectativa de vida e diminui com a idade
• Danos às Proteínas - Distúrbios conformacionais de proteínas e enzimas (ligações cruzadas) danificam a função celular
• Reticulação - A reticulação química de macromoléculas importantes (como o colágeno) leva à disfunção de células e tecidos
• Desgaste – O acúmulo de danos na vida diária reduz a eficiência do corpo

Classificação das teorias do envelhecimento programado

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teorias genéticas - O envelhecimento é causado por alterações programadas na expressão genética ou na expressão de proteínas específicas
• Genes de morte - Existem genes de morte celular
• Morte seletiva - A morte celular é causada pela presença de receptores de membrana específicos
• Encurtamento dos Telômeros - O encurtamento dos telômeros com a idade in vitro e in vivo leva à instabilidade cromossômica e morte celular
• Distúrbios de diferenciação - Erros nos mecanismos de ativação-repressão gênica, levando à síntese de proteínas redundantes, não essenciais ou desnecessárias
• Acumulação<загрязнений>- O acúmulo de resíduos metabólicos reduz a viabilidade celular
• Teorias neuroendócrinas - Insuficiência do sistema nervoso e sistemas endócrinos na manutenção da homeostase. A perda da homeostase leva ao envelhecimento e à morte
• Teoria imunológica – Certos alelos podem aumentar ou diminuir a expectativa de vida.
• Teorias metabólicas – A longevidade é inversamente proporcional à taxa metabólica
• Teoria dos radicais livres - A longevidade é inversamente proporcional ao grau de dano dos radicais livres e diretamente proporcional à eficácia dos sistemas antioxidantes
• Relógio do Envelhecimento - O envelhecimento e a morte são resultados de um plano biológico pré-determinado
• Teorias evolutivas - Seleção natural elimina indivíduos depois de terem produzido descendentes

Classificação das teorias mais importantes do envelhecimento por nível de integração

(Yin, Chen, 2005)

Nível orgânico de integração
Teoria do Desgaste - Sacher, 1966
Teoria da catástrofe do erro - Orgel, 1963
Teoria dos Danos por Estresse - Stlye, 1970
Teoria da autointoxicação - Metchnikoff, 1904
Teoria evolutiva(teoria do envelhecimento programado) - Williams, 1957
Teoria da retenção de informações (teoria do envelhecimento programado)

Nível de órgão
Teoria endócrina - Korenchevsky, 1961
Teoria imunológica - Walford, 1969
Inibição cerebral

Nível celular
Teoria da Membrana Celular - Zg-Nagy, 1978
Teoria da mutação somática - Szillard, 1959
Teoria mitocondrial - Miquel et al., 1980
Teoria mitocondrial-lisossomal - Brunk, Terman, 2002
Teoria do limite proliferativo celular (teoria do envelhecimento programado) - Hayflick, Moorhead, 1961

Nivel molecular
Teoria do acúmulo de danos ao DNA - Vilenchik, 1970
Teoria dos oligoelementos - Eichhorn, 1979
Teoria dos radicais livres - Harman, 1956
A teoria das ligações cruzadas salpicadas - Bjorksten, 1968
Teoria do estresse oxidativo - Sohal, Allen, 1990; Yu, Yang, 1996
Teoria da glicosilação não enzimática - Cerami, 1985
Teoria da intoxicação por carbonila - Yin, Brunk, 1995
Teoria da catástrofe da poluição - Terman, 2001
Teoria da mutação genética
Teoria do encurtamento dos telômeros (teoria do envelhecimento programado) - Olovnikov, 1971

Outras abordagens
O envelhecimento como entropia – Sacher, 1967; Bortz, 1986
Teorias matemáticas e diversas teorias unificadas - Sohal, Alle, 1990;
Zg-Nagy, 1991; Kowald, Kirkwood, 1994

Teoria do envelhecimento dos radicais livres de Denham Harman

Teoria do envelhecimento celular de Leonard Hayflick

Teoria da elevação do envelhecimento

Proposto e fundamentado no início dos anos 50 do século passado pelo cientista de Leningrado Vladimir Dilman. Segundo essa teoria, o mecanismo de envelhecimento inicia seu funcionamento com um aumento constante do limiar de sensibilidade do hipotálamo ao nível de hormônios no sangue. Como resultado, a concentração de hormônios circulantes aumenta. Como resultado, surgem diversas formas de condições patológicas, incluindo aquelas características da velhice: obesidade, diabetes, aterosclerose, cancriofilia, depressão, imunossupressão metabólica, hipertensão, hiperadaptose, doenças autoimunes e menopausa. Essas doenças levam ao envelhecimento e, em última análise, à morte.
Em outras palavras, no corpo existe um grande relógio biológico que faz a contagem regressiva do tempo de vida atribuído, desde o nascimento até a morte. A certa altura, esses relógios desencadeiam processos destrutivos no corpo, comumente chamados de envelhecimento.
Segundo Dilman, o envelhecimento e as doenças relacionadas são um subproduto da implementação do programa genético da ontogênese - o desenvolvimento do corpo.
Segue-se do modelo ontogenético que se o estado de homeostase for estabilizado no nível alcançado ao final do desenvolvimento do organismo, então é possível desacelerar o desenvolvimento de doenças e alterações senis naturais e aumentar os limites da espécie humana. vida.
Baixe o livro "O Grande Relógio Biológico" de V. Dilman

A teoria do soma dispensável (descartável)

Teoria da ligação cruzada

Este mecanismo de envelhecimento é um pouco como o dano dos radicais livres. Apenas o papel das substâncias agressivas aqui é desempenhado pelos açúcares, principalmente pela glicose, que está sempre presente no corpo. Os açúcares podem reagir quimicamente com várias proteínas. Neste caso, naturalmente, as funções destas proteínas podem ser perturbadas. Mas o que é muito pior é que as moléculas de açúcar, quando combinadas com proteínas, têm a capacidade<сшивать>moléculas de proteína entre si. Por causa disso, as células começam a funcionar pior. Os detritos celulares se acumulam neles.
Uma das manifestações dessa reticulação de proteínas é a perda de elasticidade dos tecidos. Externamente, o que mais se nota é o aparecimento de rugas na pele. Mas muito mais danos advêm da perda de elasticidade dos vasos sanguíneos e dos pulmões. Em princípio, as células possuem mecanismos para quebrar essas ligações cruzadas. Mas esse processo requer muita energia do corpo.
Hoje eles já existem medicamentos, que quebram as ligações cruzadas internas e as convertem em nutrientes para a célula.

Teoria do erro

Hipótese<старения по ошибке>foi apresentado em 1954 pelo físico americano M. Szilard. Estudando os efeitos da radiação nos organismos vivos, ele mostrou que o efeito da radiação ionizante reduz significativamente a vida útil de pessoas e animais. Sob a influência da radiação, ocorrem numerosas mutações na molécula de DNA e iniciam alguns sintomas de envelhecimento, como cabelos grisalhos ou tumores cancerígenos. A partir de suas observações, Szilard concluiu que as mutações são a causa direta do envelhecimento nos organismos vivos. Porém, ele não explicou o fato do envelhecimento de pessoas e animais que não foram expostos à radiação.
Seu seguidor L. Orgel acreditava que as mutações no aparato genético de uma célula podem ser espontâneas ou ocorrer em resposta à exposição a fatores agressivos - radiação ionizante, radiação ultravioleta, exposição a vírus e substâncias tóxicas (mutagênicas), etc. Com o tempo, o sistema de reparo do DNA se desgasta, fazendo com que o corpo envelheça.

Teoria da apoptose (suicídio celular)

Acadêmico V.P. Skulachev chama sua teoria de teoria da apoptose celular. Apoptose (grego)<листопад>) - o processo de morte celular programada. Assim como as árvores se livram de partes para preservar o todo, também cada célula individual, tendo passado pelo seu ciclo de vida, deve morrer e uma nova deve ocupar o seu lugar. Se uma célula for infectada por um vírus, ou ocorrer uma mutação que leve à malignidade, ou se sua vida útil simplesmente expirar, então, para não colocar todo o organismo em perigo, ela deve morrer. Ao contrário da necrose - morte celular violenta devido a lesão, queimadura, envenenamento, falta de oxigênio como resultado de bloqueio de vasos sanguíneos, etc., durante a apoptose a célula se desmonta cuidadosamente em partes, e as células vizinhas usam seus fragmentos como material de construção.
As mitocôndrias também sofrem autodestruição - tendo estudado esse processo, Skulachev o chamou de mitoptose. A mitoptose ocorre quando muitos radicais livres são produzidos nas mitocôndrias. Quando o número de mitocôndrias mortas é muito alto, os produtos de sua degradação envenenam a célula e levam à sua apoptose. O envelhecimento, do ponto de vista de Skulachev, é o resultado do fato de que mais células morrem no corpo do que nascem, e as células funcionais que morrem são substituídas tecido conjuntivo. A essência de seu trabalho é a busca de métodos para neutralizar a destruição das estruturas celulares pelos radicais livres. Segundo o cientista, a velhice é uma doença que pode e deve ser tratada, o programa de envelhecimento do corpo pode ser desativado e, assim, desligar o mecanismo que encurta a nossa vida.
Segundo Skulachev, a principal forma ativa de oxigênio que leva à morte de mitocôndrias e células é o peróxido de hidrogênio. Atualmente, sob sua liderança, está sendo testado o medicamento SKQ, desenvolvido para prevenir sinais de envelhecimento.
Entrevista à Novaya Gazeta

Teoria da adaptação-regulação

O modelo de envelhecimento desenvolvido pelo notável fisiologista e gerontologista ucraniano V.V. Frolkis, nas décadas de 1960 e 1970, baseia-se na ideia generalizada de que a velhice e a morte são geneticamente programadas.<Изюминка>A teoria de Frolkis é que desenvolvimento de idade e a expectativa de vida são determinadas pelo equilíbrio de dois processos: junto com o processo destrutivo do envelhecimento, o processo se desenrola<антистарения>, para o qual Frolkis propôs o termo<витаукт>(latim vita - vida, auctum - aumento). Este processo visa manter a vitalidade do corpo, sua adaptação e aumentar a expectativa de vida. O conceito de anti-envelhecimento (vitauct) tornou-se difundido. Assim, em 1995, foi realizado nos EUA o primeiro congresso internacional sobre este problema.
Um componente essencial da teoria de Frolkis é a hipótese reguladora genética que ele desenvolveu, segundo a qual os mecanismos primários do envelhecimento são perturbações no funcionamento dos genes reguladores que controlam a atividade dos genes estruturais e, como resultado, a intensidade da síntese do proteínas neles codificadas. Os distúrbios da regulação gênica relacionados à idade podem levar não apenas a mudanças na proporção de proteínas sintetizadas, mas também à expressão de genes anteriormente inativos, ao aparecimento de proteínas anteriormente não sintetizadas e, como resultado, ao envelhecimento e à morte celular.
V.V. Frolkis acreditava que os mecanismos reguladores dos genes do envelhecimento são a base para o desenvolvimento de tipos comuns de patologias relacionadas à idade - aterosclerose, câncer, diabetes, doenças de Parkinson e Alzheimer. Dependendo da ativação ou supressão das funções de certos genes, uma ou outra síndrome do envelhecimento, uma ou outra patologia se desenvolverá. Com base nessas ideias, foi apresentada a ideia da terapia reguladora gênica, destinada a prevenir as alterações que estão na base do desenvolvimento de patologias relacionadas à idade.

Teoria redusomal de Olovnikov

A molécula de DNA redusomal linear revestida com proteína é uma cópia de um segmento de DNA cromossômico. ninho. Assim como o DNA telomérico, o DNA redusomal linear encurta com o tempo. Portanto, os minúsculos redossomos diminuem progressivamente de tamanho; daí o nome deles. Junto com a perda de DNA no redossomo, o número de genes diferentes que ele contém também diminui. O encurtamento das moléculas de DNA redusomal (e a resultante mudança no conjunto de genes nos redossomos) altera o nível de expressão de vários genes cromossômicos com a idade e, por isso, serve como um meio chave de medir o tempo biológico no desenvolvimento individual.

Resumidamente e simplesmente, soa assim: mesmo que uma pessoa escape de doenças e acidentes, as suas células acabarão por parar de se dividir, deteriorar-se-ão e eventualmente morrerão. Este fenômeno é conhecido como limite de Hayflick. A pesquisa mostra que a expectativa de vida máxima atual é de cerca de 125 anos.

Aqui está mais sobre este assunto...

Leonard Hayflick descobriu um limite para o número de divisões das células somáticas, que é aproximadamente 50-52 divisão.

“Existem dois tipos de células humanas: as células reprodutivas, que são o óvulo feminino e o espermatozóide dos homens, e as células somáticas, que incluem cerca de cem trilhões de outras células que constituem o resto do corpo. Todas as células se reproduzem por divisão.

Em 1961 Leonard Hayflick descobriram que as células somáticas têm um limite superior para o número total de divisões, e o número de divisões possíveis diminui à medida que a célula envelhece. Há mais de uma teoria para explicar por que existe esse chamado limite de Hayflick.

Fundamentalmente, a experiência realizada por Leonard Hayflick em colaboração com Paul Moorhead foi bastante simples: misturaram-se partes iguais de fibroblastos normais masculinos e femininos, diferindo no número de divisões celulares que sofreram (masculino - 40 divisões, feminino - 10 divisões). para que os fibroblastos pudessem ser distinguidos uns dos outros no futuro. Paralelamente, foi colocado um controle com fibroblastos masculinos de 40 dias. Quando a população de controle não misturada de células masculinas parou de se dividir, a cultura experimental mista continha apenas células femininas, porque todas as células masculinas já haviam morrido. Com base nisso, Hayflick concluiu que as células normais têm uma capacidade limitada de divisão, ao contrário das células cancerígenas, que são imortais. Assim, levantou-se a hipótese de que o chamado “relógio mitótico” está localizado dentro de cada célula, com base nas seguintes observações:

1. Os fibroblastos fetais humanos normais em cultura são capazes de duplicar a população apenas um número limitado de vezes;
2. As células que foram tratadas criogenicamente “lembram” quantas vezes se dividiram antes de serem congeladas.

O principal deles é o acúmulo de danos genéticos aleatórios durante a replicação celular. Cada divisão celular envolve fatores ambientais, como fumaça, radiação, produtos químicos conhecidos como radicais livres hidroxila e produtos de degradação celular, que interferem na reprodução precisa do DNA na próxima geração de células. Existem muitas enzimas de reparo de DNA no corpo que monitoram o processo de cópia e corrigem problemas de transcrição à medida que ocorrem, mas não são capazes de detectar todos os erros. À medida que as células se replicam repetidamente, os danos no DNA se acumulam, levando à síntese inadequada de proteínas e ao funcionamento inadequado. Esses erros funcionais são, por sua vez, a causa de doenças características do envelhecimento, como arteriosclerose, doenças cardíacas e tumores malignos.

Outra teoria afirma que a barreira Hayflick está associada aos telômeros, ou seja, seções não codificantes de DNA ligadas ao final de cada cromossomo. Os telômeros atuam como líderes do filme para garantir a replicação precisa do DNA. Durante a divisão celular, duas cadeias de DNA se desenrolam e novas cópias completas desta molécula são criadas nas células-filhas. Mas com cada divisão celular, os telómeros tornam-se ligeiramente mais curtos e, eventualmente, já não são capazes de proteger as extremidades das cadeias de ADN; então a célula, confundindo telômeros curtos com DNA danificado, para de crescer. A ovelha Dolly, clonada a partir de uma célula somática de um animal adulto, tinha telômeros adultos encurtados em vez dos telômeros de um cordeiro recém-nascido, e pode não viver tanto quanto seus irmãos nascidos normais.

Existem três tipos principais de células para as quais não há limite de Hayflick: células germinativas, células cancerígenas e alguns tipos de células-tronco.

A razão pela qual essas células são capazes de se multiplicar indefinidamente é devido à presença da enzima telomerase, isolada pela primeira vez em 1989, que impede o encurtamento dos telômeros. Isto é o que permite que as células germinativas continuem através das gerações, e é isso que está por trás do crescimento explosivo dos tumores cancerígenos.”

fontes
Francis Fukuyama, Nosso futuro pós-humano: consequências da revolução biotecnológica, M., “Ast”, 2004, p. 89-90.

Leonard Hayflick descobriu um limite para o número de divisões das células somáticas, que é aproximadamente 50-52 divisão.

“Existem dois tipos de células humanas: as células reprodutivas, que são o óvulo feminino e o espermatozóide dos homens, e as células somáticas, que incluem cerca de cem trilhões de outras células que constituem o resto do corpo. Todas as células se reproduzem por divisão.

Em 1961 Leonard Hayflick descobriram que as células somáticas têm um limite superior para o número total de divisões, e o número de divisões possíveis diminui à medida que a célula envelhece. Há mais de uma teoria para explicar por que existe esse chamado limite de Hayflick.

O principal deles é o acúmulo de danos genéticos aleatórios durante a replicação celular. Cada divisão celular envolve fatores ambientais, como fumaça, radiação, produtos químicos conhecidos como radicais livres hidroxila e produtos de degradação celular, que interferem na reprodução precisa do DNA na próxima geração de células. Existem muitas enzimas de reparo de DNA no corpo que monitoram o processo de cópia e corrigem problemas de transcrição à medida que ocorrem, mas não são capazes de detectar todos os erros. À medida que as células se replicam repetidamente, os danos no DNA se acumulam, levando à síntese inadequada de proteínas e ao funcionamento inadequado. Esses erros funcionais são, por sua vez, a causa de doenças características do envelhecimento, como arteriosclerose, doenças cardíacas e tumores malignos.

Outra teoria afirma que a barreira Hayflick está associada aos telômeros, ou seja, seções não codificantes de DNA ligadas ao final de cada cromossomo. Os telômeros atuam como líderes do filme para garantir a replicação precisa do DNA. Durante a divisão celular, duas cadeias de DNA se desenrolam e novas cópias completas desta molécula são criadas nas células-filhas. Mas com cada divisão celular, os telómeros tornam-se ligeiramente mais curtos e, eventualmente, já não são capazes de proteger as extremidades das cadeias de ADN; então a célula, confundindo telômeros curtos com DNA danificado, para de crescer. A ovelha Dolly, clonada a partir de uma célula somática de um animal adulto, tinha telômeros adultos encurtados em vez dos telômeros de um cordeiro recém-nascido, e pode não viver tanto quanto seus irmãos nascidos normais.

Existem três tipos principais de células para as quais não há limite de Hayflick: células germinativas, células cancerígenas e alguns tipos de células-tronco.

A razão pela qual essas células são capazes de se multiplicar indefinidamente é devido à presença da enzima telomerase, isolada pela primeira vez em 1989, que impede o encurtamento dos telômeros. Isto é o que permite que as células germinativas continuem através das gerações, e é isso que está por trás do crescimento explosivo dos tumores cancerígenos.”

Francis Fukuyama, Nosso futuro pós-humano: consequências da revolução biotecnológica, M., “Ast”, 2004, p. 89-90.

Introdução

O problema do envelhecimento do corpo e do prolongamento da vida humana é um dos temas mais importantes de interesse para quase todas as civilizações humanas. O estudo dos mecanismos de envelhecimento do corpo humano permanece extremamente problema real e atualmente. Destaquemos apenas um indicador demográfico: no início do século XXI, nos países desenvolvidos, a proporção da população que atingiu a idade de 65 anos ou mais é de 10-14%. De acordo com as previsões disponíveis, este número duplicará em 20 anos. O envelhecimento da população coloca muitos problemas ainda não resolvidos à medicina moderna, incluindo a tarefa de prolongar a vida em estado de envelhecimento ativo por um período de tempo significativo. É impossível resolver esta enorme tarefa sem ter uma ideia dos mecanismos de envelhecimento do corpo. Focaremos apenas na discussão dos mecanismos de envelhecimento celular, e daqueles que são determinados geneticamente, ou seja, inerentes ao corpo humano desde o nascimento até a morte.

Limite de Hayflick

Em 1961, o citologista americano Leonard Hayflick, juntamente com outro cientista P. Moorhead, conduziram experimentos sobre o cultivo de fibroblastos de embriões humanos. Esses pesquisadores colocaram células individuais em meio nutriente (antes da incubação, o tecido foi tratado com tripsina, devido à qual o tecido se dissociou em células individuais). Além disso, L. Hayflick e P. Moorhead usaram uma solução de aminoácidos, sais e alguns outros componentes de baixo peso molecular como meio nutriente.

Na cultura de tecidos, os fibroblastos começaram a se dividir e, quando a camada celular atingiu determinado tamanho, foi dividida ao meio, novamente tratada com tripsina e transferida para um novo vaso. Essas passagens continuaram até a divisão celular parar. Este fenômeno ocorreu regularmente após 50 divisões. As células que pararam de se dividir morreram depois de algum tempo. Os experimentos de L. Hayflick e P. Moorhead foram repetidos muitas vezes em vários laboratórios em muitos países ao redor do mundo. Em todos os casos, o resultado foi o mesmo: as células em divisão (não apenas os fibroblastos, mas também outras células somáticas) pararam de se dividir após 50-60 subculturas. O número crítico de divisões de células somáticas é chamado de “limite de Hayflick”. Curiosamente, para células somáticas de diferentes espécies de vertebrados, o limite de Hayflick revelou-se diferente e correlacionado com o tempo de vida destes organismos.