Предел Хейфлика

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Предел или лимит Хейфлика (англ. Hayflick limit) — граница количества делений соматических клеток, названа в честь её открывателя Леонарда Хейфлика. В 1961[1] году Хейфлик наблюдал, как клетки человека, делящиеся в клеточной культуре, умирают приблизительно после 50 делений и проявляют признаки старения при приближении к этой границе.

Эта граница была найдена в культурах всех полностью дифференцированных клеток как человека, так и других многоклеточных организмов. Максимальное число делений различно в зависимости от типа клеток и ещё сильнее различается в зависимости от организма. Для большинства человеческих клеток предел Хейфлика составляет 52 деления.

Граница Хейфлика связана с сокращением размера теломер, участков ДНК на концах хромосом. Если клетка не имеет активной теломеразы, как преимущественное большинство соматических клеток, при каждом делении клетки размер теломер сокращается, потому что ДНК-полимераза не способна реплицировать концы молекулы ДНК. Тем не менее, вследствие данного явления теломеры должны укорачиваться весьма медленно — по несколько (3-6) нуклеотидов за клеточный цикл, то есть за количество делений, соответствующее лимиту Хейфлика, они укоротятся всего на 150—300 нуклеотидов. В настоящее время предложена эпигенетическая теория старения, которая объясняет эрозию теломер прежде всего активностью клеточных рекомбиназ, активизирующихся в ответ на повреждения ДНК, вызванные, главным образом, возрастной дерепрессией мобильных элементов генома[2]. Когда после определённого числа делений теломеры исчезают совсем, клетка замирает в определённой стадии клеточного цикла или запускает программу апоптоза — открытого во второй половине 20 века явления плавного разрушения клетки, проявляющегося в уменьшении размера клетки и минимизации количества вещества, попадающего в межклеточное пространство после её разрушения.

Принцип эксперимента[править | править вики-текст]

Принципиально, эксперимент проведенный Леонардом Хейфликом в коллаборации с Полом Мурхедом, был довольно простым: смешивали равные части нормальных мужских и женских фибробластов, различавшихся по количеству пройденных клеточных делений (мужские - 40 делений, женские - 10 делений) для того, чтобы фибробласты можно было отличить друг от друга в дальнейшем. Параллельно был поставлен контроль с мужскими 40-дневными фибробластами. Когда же контрольная несмешанная популяция мужских клеток перестала делиться, то смешанная опытная культура содержала только женские клетки, ведь все мужские клетки уже погибли[3]. На основании этого, Хейфлик сделал вывод, что нормальные клетки имеют ограниченную способность к делению в отличие от раковых клеток, которые иммортальны[4]. Так, было выдвинуто предположение, что так называемые "митотические часы" находятся внутри каждой клетки, на основании следующих наблюдений:

  1. Нормальные фетальные фибробласты человека в культуре способны удваивать популяцию только ограниченное количество раз;
  2. Клетки, которые подверглись криогенной обработке "помнят" сколько раз они делились до заморозки.

Биологический смысл явления[править | править вики-текст]

В настоящее время главенствует точка зрения, связывающая лимит Хейфлика с проявлением механизма подавления опухолеобразования, возникшего у многоклеточных организмов. Другими словами, опухолесупрессорные механизмы, такие как репликативное старение и апоптоз, бесспорно полезны в раннем онтогенезе и зрелости, но побочно являются причиной старения[5][6] - ограничивают продолжительность жизни в результате накопления дисфункциональных стареющих клеток или избыточной гибели функциональных[7].

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Hayflick L., Moorhead P.S. The serial cultivation of human diploid cell strains // Exp. Cell Res., 1961, v. 253, p. 585-621.
  2. Галицкий В.А. (2009). «Эпигенетическая природа старения» (русский). Цитология 51: 388–397.
  3. L. Hayflick, P. S. Moorhead The serial cultivation of human diploid cell strains // Experimental Cell Research. — 1961-12-01. — Т. 25. — С. 585–621. — ISSN 0014-4827.
  4. J. W. Shay, W. E. Wright Hayflick, his limit, and cellular ageing // Nature Reviews. Molecular Cell Biology. — 2000-10-01. — Т. 1, вып. 1. — С. 72–76. — ISSN 1471-0072. — DOI:10.1038/35036093.
  5. Judith Campisi, Fabrizio d'Adda di Fagagna Cellular senescence: when bad things happen to good cells // Nature Reviews. Molecular Cell Biology. — 2007-09-01. — Т. 8, вып. 9. — С. 729–740. — ISSN 1471-0080. — DOI:10.1038/nrm2233.
  6. Margaret A. Keyes, Eduardo Ortiz, Deborah Queenan, Ronda Hughes, Francis Chesley A Strategic Approach for Funding Research: The Agency for Healthcare Research and Quality's Patient Safety Initiative 2000-2004 // Advances in Patient Safety: From Research to Implementation (Volume 4: Programs, Tools, and Products) / Kerm Henriksen, James B. Battles, Eric S. Marks, David I. Lewin. — Rockville (MD): Agency for Healthcare Research and Quality (US), 2005-01-01.
  7. Marlys Hearst Witte, Moriya Ohkuma, Mauro Andrade, Corradino Campisi, Franccesco Boccardo Nature's historic gap: the 20th century of lymphology // Lymphology. — 2005-12-01. — Т. 38, вып. 4. — С. 157–158. — ISSN 0024-7766.

Литература[править | править вики-текст]

Ссылки[править | править вики-текст]