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 тяжкое 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.
Причем женские клетки к моменту начала эксперимента прошли 10, а мужские 40 клеточных делений. В качестве отдельной «контрольной» группы использовались мужские клетки, также прошедшие 40 делений.
Экспериментаторы вели наблюдение за контрольной группой, и когда мужские клетки перестали делиться, Хейфлик и Мурхед проверили другие группы. Выяснилось, что и там мужские клетки делиться перестали и погибли, а женские продолжали активную жизнедеятельность.
Дальнейшие эксперименты позволили сделать вывод, что независимо от пола человеческие клетки способны к 50-52 делениям. И на этом все. Хоть время их жизни и можно продлить путем заморозки, но клетки «запоминают» сколько делений они уже прошли до воздействия холода и продолжают функционировать после активации с того момента, где остановились.
Чем определяется предел Хейфлика
Предел Хейфлика обусловлен сокращением размеров теломер — 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.
Раковые клетки выделяют особый фермент теломеразу, позволяющий наращивать теломеры. Также теломераза присутствует и в здоровых половых человеческих клетках, а также некоторых стволовых, делая их фактически «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 длина теломер от 150 до 300 нуклеотидов, то становится понятно, почему предел Хейфлика для человека составляет примерно 50 клеточных делений.
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
«Наука для всех» в Telegram: https://t.me/sci_popular