В средние века алхимики в поисках философского камня преследовали двойную цель. Они не только искали возможность превращать недрагоценные металлы в золото для материального обогащения, но также искали бессмертия. В то время как некоторые философы спорили о ценности бессмертия, считая его одновременно бесценным даром и тяжелым бременем, концепция человеческого бессмертия в последнее время перешла в теоретическую сферу из-за предела Хейфлика. Научные исследования установили, что максимальная продолжительность жизни человека составляет примерно 125 лет. Возникает вопрос: каков предел продолжительности жизни человека?
В 1961 году Леонард Хейфлик, профессор Калифорнийского университета, провел важный эксперимент в сотрудничестве с Полом Мурхедом. В эксперименте смешали равное количество женских и мужских фибробластов — клеток, отвечающих за функционирование и восстановление кожи. В начале эксперимента женские клетки претерпели 10 делений, а мужские — 40 делений. Были использованы отдельные контрольные группы, состоящие из мужских клеток, также претерпевших 40 делений. За контрольной группой наблюдали, и когда мужские клетки перестали делиться, Хейфлик и Мурхед переключили свое внимание на экспериментальную группу. Удивительно, но они обнаружили, что мужские клетки в экспериментальной группе также перестали делиться и в конечном итоге погибли, тогда как женские клетки продолжали активно делиться.
Последующие эксперименты привели к выводу, что независимо от пола клетки человека могут претерпеть примерно 50-52 деления, прежде чем достигнут своего предела. Достигнув этого предела, клетки запоминают количество делений, которым они подверглись, даже если продолжительность их жизни продлевается за счет замораживания. При активации клетки возобновляют функционирование с того места, где они ранее прекратили делиться.
Предел Хейфлика объясняется постепенным уменьшением размера теломер — особых участков ДНК, расположенных на концах хромосом. Теломеры укорачиваются с каждым клеточным делением, преимущественно в нормальных соматических клетках. Однако раковые клетки обладают почти бессмертными качествами благодаря секреции теломеразы, специального фермента, который позволяет им непрерывно выращивать теломеры. Теломераза также присутствует в здоровых половых клетках человека и некоторых стволовых клетках, что делает их практически бессмертными.
Теломеры играют решающую роль в защите хромосом, поскольку они исправляют ошибки и повреждения, которые накапливаются в течение жизни. Однако за этот механизм исправления ошибок приходится платить, поскольку сами теломеры во время репликации укорачиваются на 3–6 нуклеотидов. Учитывая, что длина теломер колеблется от 150 до 300 нуклеотидов, становится очевидным, почему предел Хейфлика для человека составляет примерно 50 делений. Хотя теломеры эффективны в подавлении процессов старения и образования опухолей, они не способны уловить все ошибки ДНК, что приводит к постепенному процессу старения у людей и увеличению риска развития рака с возрастом.
Леонард Хейфлик выделил три стадии клеточного старения. На первом этапе, когда теломеры еще не значительно изношены, клетки подвергаются быстрому и здоровому делению. На втором этапе деление замедляется, а на третьем деление клеток полностью останавливается. Однако клетки на третьей стадии остаются живыми в течение определенного периода времени, прежде чем подвергаются запрограммированному процессу самоуничтожения, называемому апоптозом.
Во время апоптоза ядро клетки распадается, высвобождая специфические химические вещества, которые действуют как сигналы для макрофагов и других фагоцитирующих клеток. Эти клетки поглощают умирающие клетки и их остатки, предотвращая выброс клеточного содержимого в окружающую среду и предотвращая воспалительную реакцию. Весь процесс самоуничтожения и очистки остатков клеток занимает всего 15-120 минут.
