Теория старения хейфлика кратко
Обновлено: 04.07.2024
Предел или лимит Хейфлика – теория, объясняющая природу механизма, стоящего за старением клеток. Согласно этой теории, нормальная человеческая клетка способна воспроизводить себя и делиться от сорока до шестидесяти раз, прежде чем она утратит эту способность и разрушится в результате запрограммированной смерти или апоптоза.
Теория, получившая название предела Хейфлика, подвигла учёных к пересмотру предшествовавшей ей теории Алексиса Карреля, согласно которой клетки способны бесконечно воспроизводить себя.
История создания теории Хейфлика
Хейфлик пришёл к заключению, согласно которому клетка способна завершить митоз, т. е. процесс воспроизводства посредством деления, лишь от сорока до шестидесяти раз, после чего наступает смерть. Данное заключение относилось ко всем разновидностям клеток, будь то взрослые или зародышевые клетки. Хейфлик выдвинул гипотезу, согласно которой минимальная репликативная способность клетки связана с её старением и, соответственно, с процессом старения человеческого организма.
В 1974 Хейфлик стал одним из основателей Национального института проблем старения в Вифезде, в Мэриленде.
Это заведение является отделением Национального института здоровья США. В 1982 Хейфлик также стал вице-председателем американского Общества геронтологии, основанного в 1945 в Нью-Йорке. В дальнейшем Хейфлик работал над популяризацией своей теории и опровержением теории клеточного бессмертия Карреля.
Опровержение теории Карреля
Критика теории Хейфлика
В 1990-ых годах некоторые учёные, такие как Гарри Рубин из Калифорнийского университета в Беркли, заявили, что предел Хейфлика относится исключительно к повреждённым клеткам. Рубин предположил, что повреждения клеток могут быть вызваны тем, что клетки находятся в среде, отличной от их изначальной среды в теле, или тем, что учёные подвергали клетки воздействию в лабораторных условиях.
Дальнейшие исследования феномена старения
Невзирая на критику, другие учёные использовали теорию Хейфлика как основу дальнейших исследований феномена клеточного старения, особенно теломеров, представляющих собой концевые участки хромосом. Теломеры защищают хромосомы и уменьшают мутации в ДНК. В 1973 российский учёный А. Оловников применил теорию клеточной смерти Хейфлика в своих исследованиях концов хромосом, не воспроизводящих себя во время митоза. По мнению Оловникова, процесс деления клеток завершается, как только клетка уже не может воспроизводить концы своих хромосом.
Элизабет Блэкбёрн из университета Сан-Франциско и её коллега Джек Шостак, сотрудник Гарвардской медицинской школы в Бостоне, в Массачусетсе, обратились к теории предела Хейфлика в своих исследованиях структуры теломеров в 1982, когда им удалось клонировать и изолировать теломеры.
В 1989 Грейдер и Блэкбёрн сделали следующий шаг в изучение феномена старения клеток, открыв фермент под названием теломераза (фермент группы трансфераз, контролирующий размер, количество и нуклеотидный состав теломер хромосом). Грейдер и Блэкбёрн установили, что присутствие теломераз помогает клеткам тела избежать программированной смерти.
Алхимики Средних веков искали философский камень не только ради обогащения путем трансмутации неблагородных металлов в золото, но и для обретения бессмертия. Правда, многие философы утверждали, что бессмертие не только бесценный дар, но и тяжелое проклятие.
Однако религиозно-философский вопрос бессмертия для человека не так давно ушел в чисто теоретическую плоскость и всему виной предел Хейфлика. Благодаря научным исследованиям доказано, что максимальная продолжительность жизни человека составляет примерно 125 лет. Чем ограничивается срок жизни?
Эксперимент Леонарда Хейфлика
В 1961 году профессор Калифорнийского университета Леонард Хейфлик в сотрудничестве с Полом Мурхедом поставили относительно несложный эксперимент, они смешали равное количество женских и мужских (для того чтобы их потом можно было отличить друг от друга) фибробластов — клеток, отвечающих за функционирование и восстановление кожи.
Экспериментаторы вели наблюдение за контрольной группой, и когда эти мужские клетки перестали делиться, Хейфлик и Мурхед обратились к опытной группе. Выяснилось, что и там мужские клетки делиться перестали и погибли, а женские (те которые) продолжали активную жизнедеятельность.
Чем задается предел Хейфлика
Предел Хейфлика обусловлен сокращением размеров теломеров — это специфические участки ДНК на окончаниях хромосом, которые укорачиваются с каждым делением клетки. Но это касается нормальных соматических клеток, в то время как раковые клетки оказываются практически бессмертными.
Сами теломеры, являясь концевыми участками хромосом, выполняют защитную функции, исправляя ошибки и повреждения накапливающиеся с течением жизни. Однако исправление ошибок дорого обходится для самих теломер — они укорачиваются при каждой репликации на 3-6 нуклеотидов.
Если учесть, что их длина теломер от 150 до 300 нуклеотидов, то становится понятно, почему предел Хейфлика составляет примерно 50 делений для человека.
Хотя теломеры и подавляют процессы старения и опухолеобразования, отловить все возникшие ошибки ДНК и они не в состоянии, так что человек довольно медленно, но стареет, а также с возрастом увеличивается вероятность раковых заболеваний.
Еще Леонарду Хейфлику удалось выделить три стадии старения, которые проходят клетки:
- На первой стадии, когда теломеры еще не изношены, происходит довольно быстрое и здоровое деление;
- На второй стадии деление замедляется;
- На третьей стадии, когда деление клеток уже полностью прекращается, они еще некоторое время остаются живыми, после чего с клетками происходит совершенно неожиданная вещь — в них срабатывает программа самоуничтожения, заложенная в наш генетический код, которую называют апоптозом .
В процессе апоптоза ядро клетки начинает буквально разваливаться на части, выделяя особые химические вещества. Они служат сигналом для макрофагов и других фагоцитирующих клеток, которые поглощают умирающие клетки и тельца, не позволяя их содержимому попасть в окружающую среду и вызвать воспалительную реакцию. При этом весь процесс самоуничтожения и удаления остатков погибшей клетки занимает всего 15-120 минут
Кратко и по простому это звучит так: Даже если человека минуют болезни и несчастные случаи, его клетки со временем перестанут делиться, будут разрушаться и в конце концов умрут. Это явление известно как предел Хейфлика. Исследования показывают, что в настоящее время максимальная продолжительность жизни составляет около 125 лет.
А вот более подробно на эту тему…
Леонард Хейфлик обнаружил границу числа делений соматических клеток, которая составляет примерно 50-52 деления.
«Есть два типа человеческих клеток: половые, то есть женская яйцеклетка и сперма мужчин, и соматические, включающие порядка сотни триллионов других клеток, составляющих остальное тело. Все клетки размножаются делением.
В 1961 году Леонард Хейфлик открыл, что у соматических клеток есть верхний предел общего числа делений, и число возможных делений уменьшается с возрастом клетки. Существует не одна теория, объясняющая, почему существует этот так называемый предел Хейфлика.
В основе главной из них лежит накопление случайных повреждений гена при репликации клетки. При каждом клеточном делении действуют факторы среды, например, дым, радиация, химикаты, известные под названием свободных гидроксильных радикалов, и продукты распада клеток, которые мешают точному воспроизведению ДНК в следующем поколении клетки. В организме существует много ферментов восстановления ДНК, которые следят за процессом копирования и устраняют неполадки транскрипции по мере их возникновения, но все ошибки они отловить не в состоянии. При неоднократной репликации клетки повреждения ДНК накапливаются, приводя к неверному синтезу белков и неправильному функционированию. Эти ошибки функционирования являются, в свою очередь, причиной болезней, характерных для старения, например, артериосклероза, заболеваний сердца и злокачественных опухолей.
Ещё одна теория утверждает, что барьер Хейфлика связан с теломерами, то есть некодирующими участками ДНК, присоединенными к концу каждой хромосомы. Теломеры действуют как лидеры кинопленки, обеспечивая точную репликацию ДНК. В процессе деления клетки происходит расплетание двух нитей ДНК и создание новых полных копий этой молекулы в дочерних клетках. Но при каждом делении клетки теломеры становятся чуть короче, и в итоге они уже не в состоянии защитить концы нитей ДНК; тогда клетка, сочтя короткие теломеры за поврежденные ДНК, прекращает рост. У овечки Долли, клонированной из соматической клетки взрослого животного, оказались укороченные теломеры взрослого организма, а не теломеры новорождённого ягнёнка, и, возможно, она не проживёт столь же долго, сколь её нормально рожденные братья и сестры.
Есть три основных типа клеток, для которых не существует лимита Хейфлика: половые клетки, раковые клетки и некоторые типы стволовых клеток.
Оскар Уайльд когда-то сказал, что красота – подарок на несколько лет. А через какое-то время, хотим мы того или нет, но наша красота начинает увядать. И первыми признаками её увядания являются внешние изменения, которые спрятать невозможно. Внешними показателями нашего возраста являются морщины. Именно поэтому женщины так старательно пытаются с ними бороться, чтобы как можно дольше выглядеть молодо. Ведь для женщины её возраст – тема весьма деликатная и с годами она только усугубляется. Самым ужасным, наверное, является то, что в первую очередь начинает стареть лицо. Что же является причиной возрастных изменений, какие факторы приводят нас к старости?
Теории старения
Человечество всегда пыталось понять, что происходит в организме его индивидуумов, что вызывает старение? Научные исследования ученых, их гипотезы очень разнообразны. На сегодняшний день можно говорить о нескольких наиболее популярных в современном понимании теорий старения организма:
Теломерная теория старения Хейфлика
Теория свободно-радикального окисления
Свободные радикалы можно подразделить на:
Теория гликации Мэйларда
Существуют также теории старения, основанные на управляющей функции гипоталамуса в нейрогоморальной регуляции всех жизненных процессов, генорегулятроная теория, объясняющая старение с позиции нарушений регуляторных и как следствие структурных генов, ответственных за синтез белка, теория накопления мутаций ДНК в результате неблагоприятных факторов, воздействие которых суммируется в течение жизни.
А о том, как происходит старение лица, какие можно выделить типы и методы борьбы с возрастными изменениями, Вы можете прочитать здесь.
Запись опубликована автором master в рубрике кожная патология с метками старение, старение кожи. Добавьте в закладки постоянную ссылку.
Читайте также: