Limita sau limita lui Hayflick este o teorie care explică natura mecanismului din spatele îmbătrânirii celulare. Conform acestei teorii, o celulă umană normală este capabilă să se reproducă și să se împartă între patruzeci și șaizeci de ori înainte de a pierde această capacitate și de a se prăbuși prin moarte programată sau apoptoză.

Teoria, numită limita Hayflick, i-a determinat pe oamenii de știință să reconsidere teoria anterioară a lui Alexis Carrel, conform căreia celulele se pot reproduce la nesfârșit.

Istoria creării teoriei lui Hayflick

Leonard Hayflick (născut la 20 mai 1928 în Philadelphia), profesor de anatomie la Universitatea din California, San Francisco, și-a dezvoltat teoria în timp ce lucra la Institutul Wistar din Philadelphia, Pennsylvania, în 1965. Frank McFarlane Burnet a numit această teorie în Hayflick. onoare în cartea sa intitulată Mutageneză intrinsecă, publicată în 1974. Conceptul limitei Hayflick a ajutat oamenii de știință să studieze efectele îmbătrânirii celulare în corpul uman, dezvoltarea unei celule de la stadiul embrionar până la moarte, inclusiv efectul scurtării lungimea capetelor cromozomilor numiti telomeri.

În 1961, Hayflick a început să lucreze la Institutul Wistar, unde în timpul observațiilor sale a văzut că celulele umane nu se divid la infinit. Hayflick și Paul Moorhead au descris acest fenomen într-o monografie intitulată „Cultivarea în serie a tulpinilor de celule diploide umane”. Munca lui Hayflick la Institutul Wistar a fost menită să ofere o soluție nutritivă pentru oamenii de știință care efectuează experimente la institut, dar Hayflick a fost, de asemenea, implicat în propriile sale cercetări asupra efectelor virusurilor în celule. În 1965, Hayflick a subliniat mai detaliat conceptul limitei Hayflick într-o monografie intitulată „Durata de viață limitată a tulpinilor de celule diploide umane într-un mediu artificial”.

Hayflick a ajuns la concluzia că o celulă poate finaliza doar mitoza, adică procesul de reproducere prin diviziune, de patruzeci până la șaizeci de ori, după care are loc moartea. Această concluzie se aplică tuturor tipurilor de celule, fie ele adulte sau germinale. Hayflick a prezentat o ipoteză conform căreia capacitatea minimă de replicare a unei celule este asociată cu îmbătrânirea acesteia și, în consecință, cu procesul de îmbătrânire a corpului uman.

În 1974, Hayflick a co-fondat Institutul Național pentru Îmbătrânire din Bethesda, Maryland.

Această instituție este o filială a Institutului Național de Sănătate din SUA. În 1982, Hayflick a devenit și vicepreședinte al Societății Americane de Gerontologie, fondată în 1945 la New York. Ulterior, Hayflick a lucrat pentru a-și populariza teoria și a respinge teoria nemuririi celulare a lui Carrel.

Infirmarea teoriei lui Carrel

Alexis Carrel, un chirurg francez care a lucrat cu țesutul inimii de pui la începutul secolului al XX-lea, credea că celulele erau capabile să se reproducă la nesfârșit prin divizare. Carrel a susținut că a reușit să realizeze divizarea celulelor inimii de pui într-un mediu nutritiv - acest proces a continuat mai mult de douăzeci de ani. Experimentele sale cu țesutul inimii de pui au întărit teoria diviziunii celulare fără sfârșit. Oamenii de știință au încercat în mod repetat să repete munca lui Carrel, dar experimentele lor nu au confirmat niciodată „descoperirea” lui Carrel.

Critica teoriei lui Hayflick

În anii 1990, unii oameni de știință, precum Harry Rubin de la Universitatea din California, Berkeley, au susținut că limita Hayflick se aplica exclusiv celulelor deteriorate. Rubin a speculat că deteriorarea celulelor ar putea fi cauzată de celulele care sunt expuse la un mediu diferit de mediul lor inițial din organism sau de oamenii de știință care expun celulele la condițiile din laborator.

Cercetări suplimentare asupra fenomenului de îmbătrânire

În ciuda criticilor, alți oameni de știință au folosit teoria lui Hayflick ca bază pentru cercetări ulterioare asupra fenomenului de îmbătrânire celulară, în special a telomerilor, care sunt capetele cromozomilor. Telomerii protejează cromozomii și reduc mutațiile în ADN. În 1973, omul de știință rus A. Olovnikov a aplicat teoria morții celulare a lui Hayflick în studiile sale asupra capetelor cromozomilor care nu se reproduc în timpul mitozei. Potrivit lui Olovnikov, procesul de diviziune celulară se termină de îndată ce celula nu mai poate reproduce capetele cromozomilor săi.

Un an mai târziu, în 1974, Burnet a numit teoria lui Hayflick limita Hayflick, folosind numele din lucrarea sa, Mutageneză intrinsecă. În centrul lucrării lui Burnet a fost presupunerea că îmbătrânirea este un factor intrinsec în celulele diferitelor forme de viață și că activitatea lor vitală corespunde unei teorii cunoscute sub numele de limita Hayflick, care stabilește momentul morții unui organism.

Elizabeth Blackburn de la Universitatea din San Francisco și colegul ei Jack Szostak, bursier la Harvard Medical School din Boston, Massachusetts, s-au orientat către teoria limitei Hayflick în studiile lor asupra structurii telomerilor în 1982, când au reușit să cloneze și să izoleze telomerii.

În 1989, Greider și Blackburn au făcut următorul pas în studierea fenomenului de îmbătrânire celulară prin descoperirea unei enzime numită telomerază (o enzimă din grupul transferazei care controlează dimensiunea, numărul și compoziția nucleotidică a telomerilor cromozomi). Greider și Blackburn au descoperit că prezența telomerazei ajută celulele corpului să evite moartea programată.

În 2009, Blackburn, D. Szostak și K. Greider au primit Premiul Nobel pentru Fiziologie sau Medicină cu formularea „pentru descoperirea mecanismelor de protecție a cromozomilor de către telomeri și enzima telomeraza”. Cercetarea lor s-a bazat pe limita Hayflick.

Ideea că îmbătrânirea poate fi stabilită din momentul nașterii a fost exprimată de omul de știință darwinist german August Weismann (Friedrich Leopold August Weismann, 1834-1914). În celebra sa prelegere din 1891, Weismann a sugerat că moartea de la bătrânețe a apărut în cursul evoluției:<Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто приобретенное вторично в процессе адаптации:>.

Abordări ale clasificării teoriilor îmbătrânirii

Teoriile care explică îmbătrânirea organismelor pot fi clasificate în diferite moduri.
De exemplu, există o împărțire în trei grupe: teorii genetice, în care programate controlate genetic<биологические часы>, cum ar fi telomerii reglează creșterea, maturitatea și îmbătrânirea, teoriile neuroendocrine și teoriile acumulării daunelor. În general, această împărțire este destul de arbitrară, deoarece toate aceste mecanisme sunt importante și interconectate.

Există și 2 grupuri mari: teorii stocastice (probabiliste) și teorii ale îmbătrânirii programate.
Teoriile pot fi clasificate în funcție de nivelul de organizare al materiei vii.
Potrivit lui V.N. Anisimov, șeful Societății Gerontologice Ruse, cele mai izbitoare teorii rămân teoria radicalilor liberi prezentată în 1956 de D. Harman (Harman, 1956, 1998), teoria îmbătrânirii celulare (replicative) de L. Hayflick (Hayflick, Moorhead). , 1961; Hayflick, 1998), teoria telomerică a lui A.M. Olovnikov (Olovnikov, 1971; Olovnikov, 1996), teoria elevației V.M. Dilman (Dilman, 1987; Dilman, 1971, 1994) și teoria somei consumabile de T. Kirkwood (Kirkwood, 1997, 2002). teoria radicalilor liberi prezentată în 1956 de D. Harman, teoria îmbătrânirii celulare (replicative) de L. Hayflick și teoria telomerilor a lui A. M. Olovnikov, teoria elevației a îmbătrânirii de V. M. Dilman.

Clasificarea teoriilor îmbătrânirii stocastice

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teoria mutației somatice - Mutațiile somatice perturbă informațiile genetice și reduc funcția celulară
• Catastrofa de eroare - Erorile în procesele de transcriere și/sau traducere reduc eficiența celulei
• Deteriorarea ADN-ului, repararea ADN-ului - Daunele ADN-ului sunt reparate constant prin diferite mecanisme. Eficiența reparației este corelată pozitiv cu speranța de viață și scade odată cu vârsta
• Daune proteice - Tulburările conformaționale ale proteinelor și enzimelor (reticulare) dăunează funcției celulare
• Legătura încrucișată - Legătura încrucișată chimică a macromoleculelor importante (cum ar fi colagenul) duce la disfuncția celulelor și țesuturilor
• Uzura - Acumularea daunelor in viata de zi cu zi reduce eficienta organismului

Clasificarea teoriilor imbatranirii programate

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teorii genetice - Îmbătrânirea este cauzată de modificări programate ale expresiei genelor sau ale unor proteine ​​specifice
• Genele morții - Există gene ale morții celulare
• Moartea selectivă - Moartea celulară este cauzată de prezența unor receptori membranari specifici
• Scurtarea telomerilor - Scurtarea telomerilor cu vârsta in vitro și in vivo duce la instabilitate cromozomală și moarte celulară
• Tulburări de diferențiere - Erori în mecanismele de activare-reprimare a genelor, ducând la sinteza de proteine ​​redundante, neesențiale sau inutile
• Acumulare<загрязнений>- Acumularea deșeurilor metabolice reduce viabilitatea celulară
• Teoriile neuroendocrine - Insuficienţa nervoase şi sisteme endocrineîn menținerea homeostaziei. Pierderea homeostaziei duce la îmbătrânire și moarte
• Teoria imunologică - Anumite alele pot crește sau scădea durata de viață.
• Teorii metabolice - Longevitatea este invers proporțională cu rata metabolică
• Teoria radicalilor liberi - Longevitatea este invers proporțională cu gradul de deteriorare a radicalilor liberi și direct proporțională cu eficacitatea sistemelor antioxidante
• Ceasul îmbătrânirii - Îmbătrânirea și moartea sunt rezultatul unui plan biologic predeterminat
• teorii evolutive - Selecție naturală elimină indivizii după ce au produs descendenți

Clasificarea celor mai importante teorii ale îmbătrânirii după nivelul de integrare

(Yin, Chen, 2005)

Nivelul organic de integrare
Teoria uzurii - Sacher, 1966
Teoria catastrofei erorilor - Orgel, 1963
Teoria daunelor de stres - Stlye, 1970
Teoria autointoxicației - Metchnikoff, 1904
Teoria evoluționistă(teoria îmbătrânirii programate) - Williams, 1957
Teoria reținerii informațiilor (teoria îmbătrânirii programate)

Nivelul organelor
Teoria endocrină - Korenchevsky, 1961
Teoria imunologică - Walford, 1969
Inhibarea creierului

Nivel celular
Teoria membranei celulare - Zg-Nagy, 1978
Teoria mutației somatice - Szillard, 1959
Teoria mitocondrială - Miquel et al., 1980
Teoria mitocondrială-lizozomală - Brunk, Terman, 2002
Teoria limitei proliferative celulare (teoria îmbătrânirii programate) - Hayflick, Moorhead, 1961

Nivelul molecular
Teoria acumulării daunelor ADN - Vilenchik, 1970
Teoria oligoelementelor - Eichhorn, 1979
Teoria radicalilor liberi - Harman, 1956
Teoria legăturilor încrucișate piperate - Bjorksten, 1968
Teoria stresului oxidativ - Sohal, Allen, 1990; Yu, Yang, 1996
Teoria glicozilării non-enzimatice - Cerami, 1985
Teoria intoxicației cu carbonil - Yin, Brunk, 1995
Teoria catastrofei poluării - Terman, 2001
Teoria mutației genetice
Teoria scurtării telomerilor (teoria îmbătrânirii programate) - Olovnikov, 1971

Alte abordări
Aging as entropy - Sacher, 1967; Bortz, 1986
Teorii matematice și diverse teorii unificate - Sohal, Alle, 1990;
Zg-Nagy, 1991; Kowald, Kirkwood, 1994

Teoria radicalilor liberi a imbatranirii a lui Denham Harman

Teoria îmbătrânirii celulare a lui Leonard Hayflick

Teoria elevației a îmbătrânirii

Propus și fundamentat la începutul anilor 50 ai secolului trecut de omul de știință din Leningrad Vladimir Dilman. Conform acestei teorii, mecanismul de îmbătrânire își începe activitatea cu o creștere constantă a pragului de sensibilitate a hipotalamusului la nivelul hormonilor din sânge. Ca urmare, crește concentrația de hormoni circulanți. Ca urmare, apar diverse forme de afecțiuni patologice, inclusiv cele caracteristice bătrâneții: obezitate, diabet, ateroscleroză, cancriofilie, depresie, imunosupresie metabolică, hipertensiune arterială, hiperadaptoză, boli autoimune și menopauză. Aceste boli duc la îmbătrânire și în cele din urmă la moarte.
Cu alte cuvinte, în corp, există un ceas biologic mare care numără înapoi timpul de viață alocat de la naștere până la moarte. La un moment dat, aceste ceasuri declanșează procese distructive în organism, care sunt denumite în mod obișnuit îmbătrânire.
Potrivit lui Dilman, îmbătrânirea și bolile asociate sunt un produs secundar al implementării programului genetic de ontogeneză - dezvoltarea organismului.
Din modelul ontogenetic rezultă că, dacă starea de homeostazie este stabilizată la nivelul atins până la sfârșitul dezvoltării organismului, atunci este posibilă încetinirea dezvoltării bolilor și schimbărilor naturale senile și creșterea limitelor speciei umane. viaţă.
Descarcă cartea „Marele ceas biologic” de V. Dilman

Teoria somei consumabile (de unică folosință).

Teoria reticulare

Acest mecanism de îmbătrânire este un pic ca daunele radicalilor liberi. Doar rolul substanțelor agresive îl joacă aici zaharurile, în primul rând glucoza, care este întotdeauna prezentă în organism. Zaharurile pot reacționa chimic cu diferite proteine. În acest caz, în mod natural, funcțiile acestor proteine ​​pot fi perturbate. Dar ceea ce este mult mai rău este că moleculele de zahăr, atunci când sunt combinate cu proteine, au capacitatea<сшивать>moleculele proteice între ele. Din această cauză, celulele încep să funcționeze mai rău. Resturile celulare se acumulează în ele.
Una dintre manifestările unei astfel de legături încrucișate a proteinelor este pierderea elasticității țesuturilor. În exterior, cel mai remarcabil lucru este apariția ridurilor pe piele. Dar mult mai dăunătoare este pierderea elasticității vaselor de sânge și a plămânilor. În principiu, celulele au mecanisme pentru a descompune astfel de legături încrucișate. Dar acest proces necesită multă energie din partea corpului.
Astăzi ele există deja medicamentele, care descompun legăturile interne și le transformă în nutrienți pentru celulă.

Teoria erorii

Ipoteză<старения по ошибке>a fost propusă în 1954 de către fizicianul american M. Szilard. Studiind efectele radiațiilor asupra organismelor vii, el a arătat că efectul radiațiilor ionizante scurtează semnificativ durata de viață a oamenilor și a animalelor. Sub influența radiațiilor apar numeroase mutații în molecula de ADN și inițiază unele simptome de îmbătrânire, precum părul gri sau tumorile canceroase. Din observațiile sale, Szilard a concluzionat că mutațiile sunt cauza directă a îmbătrânirii organismelor vii. Cu toate acestea, el nu a explicat faptul de îmbătrânire a oamenilor și animalelor care nu au fost expuse la radiații.
Adeptul său L. Orgel credea că mutațiile din aparatul genetic al unei celule pot fi fie spontane, fie apar ca răspuns la expunerea la factori agresivi - radiații ionizante, radiații ultraviolete, expunerea la viruși și substanțe toxice (mutagene) etc. În timp, sistemul de reparare a ADN-ului se uzează, ducând la îmbătrânirea corpului.

Teoria apoptozei (sinucidere celulară)

Academician V.P. Skulachev numește teoria sa teoria apoptozei celulare. Apoptoză (greacă)<листопад>) - procesul de moarte celulară programată. Așa cum copacii scapă de părți pentru a păstra întregul, la fel fiecare celulă individuală, după ce a trecut prin ciclul său de viață, trebuie să moară și una nouă trebuie să-i ia locul. Dacă o celulă se infectează cu un virus sau apare o mutație în ea care duce la malignitate sau pur și simplu expiră durata de viață, atunci pentru a nu pune în pericol întregul organism, trebuie să moară. Spre deosebire de necroză - moarte violentă a celulelor din cauza rănilor, arsurilor, otrăvirii, lipsei de oxigen ca urmare a blocării vaselor de sânge etc., cu apoptoză, celula se dezasambla cu grijă în părți, iar celulele învecinate își folosesc fragmentele ca material de construcție.
Mitocondriile sunt, de asemenea, supuse autodistrugerii - după ce a studiat acest proces, Skulachev l-a numit mitoptoză. Mitoptoza apare atunci când în mitocondrii sunt produși prea mulți radicali liberi. Când numărul de mitocondrii moarte este prea mare, produsele lor de descompunere otrăvează celula și duc la apoptoza acesteia. Îmbătrânirea, din punctul de vedere al lui Skulachev, este rezultatul faptului că mai multe celule mor în organism decât se nasc, iar celulele funcționale care mor sunt înlocuite. țesut conjunctiv. Esența lucrării sale este căutarea unor metode care să contracareze distrugerea structurilor celulare de către radicalii liberi. Potrivit omului de știință, bătrânețea este o boală care poate și ar trebui tratată, programul de îmbătrânire al organismului poate fi dezactivat și, prin urmare, poate opri mecanismul care ne scurtează viața.
Potrivit lui Skulachev, principala formă activă de oxigen care duce la moartea mitocondriilor și a celulelor este peroxidul de hidrogen. În prezent, sub conducerea sa, medicamentul SKQ, conceput pentru a preveni semnele de îmbătrânire, este testat.
Interviu cu Novaya Gazeta

Teoria adaptării-regulatoare

Modelul de îmbătrânire dezvoltat de remarcabilul fiziolog și gerontolog ucrainean V.V. Frolkis, în anii 1960 și 70, se bazează pe ideea larg răspândită că bătrânețea și moartea sunt programate genetic.<Изюминка>Teoria lui Frolkis este că dezvoltarea vârsteiși speranța de viață sunt determinate de echilibrul a două procese: odată cu procesul distructiv de îmbătrânire, procesul se desfășoară.<антистарения>, pentru care Frolkis a propus termenul<витаукт>(Latina vita - viata, auctum - spor). Acest proces are ca scop menținerea vitalității organismului, adaptarea acestuia și creșterea speranței de viață. Conceptul de anti-îmbătrânire (vitauct) a devenit larg răspândit. Astfel, în 1995, în SUA a avut loc primul congres internaţional pe această problemă.
O componentă esențială a teoriei lui Frolkis este ipoteza de reglare a genelor pe care a dezvoltat-o, conform căreia mecanismele primare ale îmbătrânirii sunt perturbările în funcționarea genelor reglatoare care controlează activitatea genelor structurale și, ca urmare, intensitatea sintezei proteinele codificate în ele. Tulburările legate de vârstă ale reglării genelor pot duce nu numai la modificări ale raportului proteinelor sintetizate, ci și la exprimarea genelor anterior inactive, apariția proteinelor nesintetizate anterior și, ca urmare, la îmbătrânire și moarte celulară.
V.V Frolkis credea că mecanismele de reglare a genelor ale îmbătrânirii stau la baza dezvoltării unor tipuri comune de patologii legate de vârstă - ateroscleroza, cancerul, diabetul, bolile Parkinson și Alzheimer. În funcție de activarea sau suprimarea funcțiilor anumitor gene, unul sau altul sindrom de îmbătrânire, se va dezvolta una sau alta patologie. Pe baza acestor idei, a fost propusă ideea terapiei de reglare genetică, concepută pentru a preveni schimbările care stau la baza dezvoltării patologiei legate de vârstă.

Teoria redusomală a lui Olovnikov

Molecula de ADN liniar redusomal acoperită cu proteine ​​este o copie a unui segment de ADN cromozomial. cuib. La fel ca ADN-ul telomeric, ADN-ul liniar redusomal se scurtează în timp. Prin urmare, micii redusomi scad progresiv în dimensiune; de aici numele lor. Odată cu pierderea ADN-ului în redusom, scade și numărul de gene diferite pe care le conține. Scurtarea moleculelor de ADN redusomal (și modificarea rezultată a setului de gene din redusomi) modifică nivelul de exprimare a diferitelor gene cromozomiale odată cu vârsta și, datorită acestui fapt, servește ca mijloc cheie de măsurare a timpului biologic în dezvoltarea individuală.

Pe scurt și simplu, sună așa: chiar dacă o persoană scapă de boală și accidente, celulele sale se vor opri în cele din urmă să se mai divizeze, se vor deteriora și în cele din urmă vor muri. Acest fenomen este cunoscut sub numele de limita Hayflick. Cercetările arată că speranța maximă de viață actuală este de aproximativ 125 de ani.

Iată mai multe despre acest subiect...

Leonard Hayflick a descoperit o limită a numărului de diviziuni ale celulelor somatice, care este de aproximativ 50-52 Divizia.

„Există două tipuri de celule umane: celulele reproductive, care sunt ovulul feminin și spermatozoizii bărbaților, și celulele somatice, care includ aproximativ o sută de trilioane de alte celule care alcătuiesc restul corpului. Toate celulele se reproduc prin diviziune.

În 1961 Leonard Hayflick a descoperit că celulele somatice au o limită superioară a numărului total de diviziuni, iar numărul de diviziuni posibile scade pe măsură ce celulele îmbătrânesc. Există mai mult de o teorie care explică de ce există această așa-numită limită Hayflick.

Practic, experimentul realizat de Leonard Hayflick în colaborare cu Paul Moorhead a fost destul de simplu: au fost amestecate părți egale de fibroblaste masculine și feminine normale, diferă în numărul de diviziuni celulare pe care le-au suferit (masculin - 40 de diviziuni, feminine - 10 diviziuni) astfel încât fibroblastele să poată fi distinse unele de altele în viitor. În paralel, un control a fost plasat cu fibroblaste masculine de 40 de zile. Când populația de control neamestecată de celule masculine a încetat să se divizeze, cultura experimentală mixtă a conținut doar celule feminine, deoarece toate celulele masculine muriseră deja. Pe baza acestui fapt, Hayflick a concluzionat că celulele normale au o capacitate limitată de a se diviza, spre deosebire de celulele canceroase, care sunt nemuritoare. Astfel, s-a emis ipoteza că așa-numitul „ceas mitotic” este situat în interiorul fiecărei celule, pe baza următoarelor observații:

1. Fibroblastele fetale umane normale în cultură sunt capabile să dubleze populația doar de un număr limitat de ori;
2. Celulele care au fost tratate criogenic „își amintesc” de câte ori s-au divizat înainte de a fi înghețate.

Principala este acumularea de leziuni ale genelor aleatoare în timpul replicării celulare. Fiecare diviziune celulară implică factori de mediu, cum ar fi fumul, radiațiile, substanțele chimice cunoscute sub numele de radicali liberi hidroxil și produsele de descompunere celulară, care interferează cu reproducerea exactă a ADN-ului în următoarea generație de celule. Există multe enzime de reparare a ADN-ului în organism care monitorizează procesul de copiere și corectează problemele de transcripție pe măsură ce apar, dar nu sunt capabile să surprindă toate erorile. Pe măsură ce celulele se repetă în mod repetat, leziunile ADN-ului se acumulează, ceea ce duce la sinteza necorespunzătoare a proteinelor și la funcționarea necorespunzătoare. Aceste erori funcționale sunt, la rândul lor, cauza unor boli caracteristice îmbătrânirii, precum arterioscleroza, bolile de inimă și tumorile maligne.

O altă teorie afirmă că bariera Hayflick este asociată cu telomeri, adică secțiuni necodificatoare ale ADN-ului atașate la capătul fiecărui cromozom. Telomerii acționează ca lideri ai filmului pentru a asigura replicarea corectă a ADN-ului. În timpul diviziunii celulare, două fire de ADN se desfășoară și noi copii complete ale acestei molecule sunt create în celulele fiice. Dar cu fiecare diviziune celulară, telomerii devin puțin mai scurti și, în cele din urmă, nu mai sunt capabili să protejeze capetele catenelor de ADN; apoi celula, confundând telomerii scurti cu ADN-ul deteriorat, încetează să crească. Oaia Dolly, clonată dintr-o celulă somatică de la un animal adult, avea telomeri adulți scurtați mai degrabă decât telomerii unui miel nou-născut și este posibil să nu trăiască atât de mult ca frații ei născuți normali.

Există trei tipuri principale de celule pentru care nu există o limită Hayflick: celule germinale, celule canceroase și unele tipuri de celule stem.

Motivul pentru care aceste celule sunt capabile să se înmulțească la nesfârșit se datorează prezenței enzimei telomeraze, izolată pentru prima dată în 1989, care împiedică scurtarea telomerilor. Acesta este ceea ce permite celulelor germinale să continue de-a lungul generațiilor și acesta este ceea ce stă la baza creșterii explozive a tumorilor canceroase.”

surse
Francis Fukuyama, Viitorul nostru postuman: consecințele revoluției biotehnologice, M., „Ast”, 2004, p. 89-90.

Leonard Hayflick a descoperit o limită a numărului de diviziuni ale celulelor somatice, care este de aproximativ 50-52 Divizia.

„Există două tipuri de celule umane: celulele reproductive, care sunt ovulul feminin și spermatozoizii bărbaților, și celulele somatice, care includ aproximativ o sută de trilioane de alte celule care alcătuiesc restul corpului. Toate celulele se reproduc prin diviziune.

În 1961 Leonard Hayflick a descoperit că celulele somatice au o limită superioară a numărului total de diviziuni, iar numărul de diviziuni posibile scade pe măsură ce celulele îmbătrânesc. Există mai mult de o teorie care explică de ce există această așa-numită limită Hayflick.

Principala este acumularea de leziuni ale genelor aleatoare în timpul replicării celulare. Fiecare diviziune celulară implică factori de mediu, cum ar fi fumul, radiațiile, substanțele chimice cunoscute sub numele de radicali liberi hidroxil și produsele de descompunere celulară, care interferează cu reproducerea exactă a ADN-ului în următoarea generație de celule. Există multe enzime de reparare a ADN-ului în organism care monitorizează procesul de copiere și corectează problemele de transcripție pe măsură ce apar, dar nu sunt capabile să surprindă toate erorile. Pe măsură ce celulele se repetă în mod repetat, leziunile ADN-ului se acumulează, ceea ce duce la sinteza necorespunzătoare a proteinelor și la funcționarea necorespunzătoare. Aceste erori funcționale sunt, la rândul lor, cauza unor boli caracteristice îmbătrânirii, precum arterioscleroza, bolile de inimă și tumorile maligne.

O altă teorie afirmă că bariera Hayflick este asociată cu telomeri, adică secțiuni necodificatoare ale ADN-ului atașate la capătul fiecărui cromozom. Telomerii acționează ca lideri ai filmului pentru a asigura replicarea corectă a ADN-ului. În timpul diviziunii celulare, două fire de ADN se desfășoară și noi copii complete ale acestei molecule sunt create în celulele fiice. Dar cu fiecare diviziune celulară, telomerii devin puțin mai scurti și, în cele din urmă, nu mai sunt capabili să protejeze capetele catenelor de ADN; apoi celula, confundând telomerii scurti cu ADN-ul deteriorat, încetează să crească. Oaia Dolly, clonată dintr-o celulă somatică de la un animal adult, avea telomeri adulți scurtați mai degrabă decât telomerii unui miel nou-născut și este posibil să nu trăiască atât de mult ca frații ei născuți normali.

Există trei tipuri principale de celule pentru care nu există o limită Hayflick: celule germinale, celule canceroase și unele tipuri de celule stem.

Motivul pentru care aceste celule sunt capabile să se înmulțească la nesfârșit se datorează prezenței enzimei telomeraze, izolată pentru prima dată în 1989, care împiedică scurtarea telomerilor. Acesta este ceea ce permite celulelor germinale să continue de-a lungul generațiilor și acesta este ceea ce stă la baza creșterii explozive a tumorilor canceroase.”

Francis Fukuyama, Viitorul nostru postuman: consecințele revoluției biotehnologice, M., „Ast”, 2004, p. 89-90.

Introducere

Problema îmbătrânirii corpului și prelungirii vieții umane este unul dintre cele mai importante subiecte de interes pentru aproape orice civilizație umană. Studiul mecanismelor de îmbătrânire a corpului uman rămâne extrem de important problema reala si in prezent. Să subliniem un singur indicator demografic: până la începutul secolului al XXI-lea în țările dezvoltate, ponderea populației care a împlinit vârsta de 65 de ani sau mai mult era de 10-14%. Conform previziunilor disponibile, această cifră se va dubla în 20 de ani. Îmbătrânirea populației pune multe probleme încă nerezolvate pentru medicina modernă, inclusiv sarcina de a prelungi viața într-o stare de îmbătrânire activă pentru o perioadă semnificativă de timp. Este imposibil să rezolvi această sarcină enormă fără a avea o idee despre mecanismele de îmbătrânire a organismului. Ne vom concentra doar pe discutarea mecanismelor de îmbătrânire celulară și a celor dintre ele care sunt determinate genetic, adică inerente corpului uman de la naștere până la moarte.

Limită de răsturnare

În 1961, citologul american Leonard Hayflick, împreună cu un alt om de știință P. Moorhead, au efectuat experimente privind cultivarea fibroblastelor din embrioni umani. Acești cercetători au plasat celule individuale într-un mediu nutritiv (înainte de incubare, țesutul a fost tratat cu tripsină, datorită căreia țesutul s-a disociat în celule individuale). În plus, L. Hayflick și P. Moorhead au folosit ca mediu nutritiv o soluție de aminoacizi, săruri și alte componente cu molecularitate scăzută.

În cultura de țesut, fibroblastele au început să se divizeze, iar când stratul celular a atins o anumită dimensiune, acesta a fost împărțit în jumătate, din nou tratat cu tripsină și transferat într-un vas nou. Astfel de treceri au continuat până la oprirea diviziunii celulare. Acest fenomen a avut loc în mod regulat după 50 de divizii. Celulele care au încetat să se divizeze au murit după ceva timp. Experimentele lui L. Hayflick și P. Moorhead au fost repetate de multe ori într-o varietate de laboratoare din multe țări din întreaga lume. În toate cazurile, rezultatul a fost același: celulele în diviziune (nu numai fibroblaste, ci și alte celule somatice) au încetat să se divizeze după 50-60 de subculturi. Numărul critic de diviziuni ale celulelor somatice se numește „limită Hayflick”. În mod interesant, pentru celulele somatice ale diferitelor specii de vertebrate, limita Hayflick s-a dovedit a fi diferită și corelată cu durata de viață a acestor organisme.