В основе всего развития, роста и обновления организма лежит способность клеток нашего тела к равноценному делению надвое — митозу. В определённый момент хромосомы удваиваются, копируя генетическую информацию в свои дубликаты, клетку перетягивают своего рода жгутики, растаскивающие два набора хромосом в разные стороны, и в определённый момент две половинки разъединяются, превращаясь в отдельные биологические единицы.
Однако в ходе копирования информации неизбежно происходят ошибки, приводящие к нарушению работы клеток и, например, появлению опухолей. Несмотря на то, что перед каждым делением геном клетки проходит тщательную проверку противоопухолевыми белками, мутации постепенно накапливаются, и их количество после 40–50 делений ставит под угрозу нормальное функционирование клеток-потомков.
Для борьбы с этим явлением природа придумала простую, но универсальную систему защиты. Это ограничение общего числа делений клетки, называемое барьером, или пределом Хейфлика.
Кроме того, что малоподвижный образ жизни связан с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета II типа, рака, тучности и остеопороза, он еще может «самостоятельно» влиять на процесс старения.
Геронтологи из Королевского колледжа Лондона провели исследование среди 2400 близнецов. Анкета состояла из вопросов о социально-экономическом статусе, подвижности и вредных привычках. Кроме этого, все добровольцы сдали образец крови для анализа ДНК, а точнее – длины теломеры.
Разница в длине «часов смерти» между самыми активными и самыми малоактивными составила 200 нуклеотидов, в пересчете – около 10 лет. Тест можно считать достаточно точным, ведь при рождении у однояйцевых близнецов геном абсолютно идентичен.
Ученые объясняют найденные различия положительным действием физической нагрузки на устойчивость к различного рода стрессам, обычно укорачивающим теломеры, хотя механизм остается неуточненным.
Максимальное количество делений и называют пределом Хейфлика. Его значение зависит от конкретного организма, а также от специализации клетки. Для большинства клеток человеческого организма волшебным числом является 52.
Существует и способ «обмануть» барьер Хейфлика, сделав клетку «бессмертной».
В половых и некоторых стволовых клетках присутствует особый фермент — теломераза, достраивающий укоротившуюся при делении цепочку ДНК. Если бы не теломераза, мы бы не смогли прожить и года, так как некоторые клетки организма делятся так часто, что 50 циклов деления занимают всего несколько месяцев. К счастью, на стволовые клетки, благодаря теломеразе, предел Хейфлика не распространяется.
На заре клеточной биологии, один из её основателей нобелевский лауреат Алексис Каррель, заявлял, что клетки куриного эмбриона без изменений можно вести в культуре больше десяти лет. Позже выяснилось, что его «феноменальные» результаты объяснялись составом используемой питательной среды, в которую входил экстракт куриного желтка. Вместе с этим экстрактом в его культуру in vitro постоянно попадали новые клетки, поддерживая популяцию.
Сегодня бессмертные линии получают с помощью теломеризации или инфицирования вирусами, подобными по действию вирусу Эпштейна-Барр — например, вирус папилломы человека. Подобные теломеризованные культуры ввиду их «стандартности» используются для тестирования новых препаратов.
Специалисты из Мюнхенского университета Людвига-Максимилиана отыскали на клетках иммунной системы — В-лимфоцитах — «рецептор бессмертия».
Его стимуляция позволила клетке без потерь пройти через 370 циклов деления. Полное время наблюдений за делящейся клеткой на момент публикации работы составило 1650 дней!
В нашем организме В-лимфоциты выполняют две функции. Во-первых, они поглощают чужеродные белки и выставляют их на своей поверхности, чтобы другие клетки системы не забывали, с кем надо бороться; такие B-лимфоциты называют клетками памяти. Во-вторых, В-лимфоциты могут превращаться в плазматические клетки и, собственно, производить антитела к тому или иному антигену.
Работать в одиночку в иммунной системе B-лимфоциты не могут. Для выполнения своих функций они взаимодействуют с остальными клетками с помощью многочисленных рецепторов, расположенных на поверхности. Одним из таких рецепторов является CD40, необходимый для активации клеток при контакте T- и B-лимфоцитов. Именно при воздействии на этот рецептор B-лимфоциты превращаются либо в клетку памяти, либо в плазматическую клетку. При таких превращениях работа клетки существенно меняется, что требует соответствующей перестройки генома.
Именно CD40 помог «обессмертить» клетку. Учёные сымитировали взаимодействие B- и T-лимфоцитов, воздействуя на этот рецептор. B-лимфоцит, который такое воздействие обычно чувствует перед перерождением в клетку другого типа, ответил повышением активности теломеразы. А этот фермент уже не только восстановил «укоротившиеся» ДНК, но даже создал небольшой запас «на будущее».
Кстати говоря, клетки большинства из нас и так «бессмертны».
Относится к семейству герпесвирусов – гамма-герпесвирус, вирус герпеса человека 4 типа.
Первичная инфекция, вызванная вирусом Эпштейна—Барр, может отмечаться в детском, подростковом или взрослом возрасте; примерно 50% детей переболевают до 5 лет, у большинства из них инфекция протекает субклинически. У взрослых и подростков, в зависимости от различных факторов, она может протекать как субклинически, так и в виде явного клинического синдрома (инфекционный мононуклеоз, синдром хронической усталости); с вирусом Эпштейна—Барр связаны некоторые В-клеточные новообразования. В 90% случаев инфекция протекает бессимптомно. Большинство людей к началу взрослого возраста уже инфицированы. После первичного инфицирования вирус Эпштейна—Барр остается в организме пожизненно. 15-25% здоровых ВЭБ-позитивных взрослых выделяют вирус из ротоглотки.
Передача вируса может осуществляться при переливании препаратов крови, но наиболее часто она происходит при непосредственных контактах слизистой рта (поцелуях) между неинфицированными и ВЭБ-позитивными лицами. Инкубационный период составляет 30-50 дней. Основной клинической формой инфекции является инфекционный мононуклеоз. При хроническом течении инфекции может развиться так называемый синдром хронической усталости.
Обычно заражение протекает без каких-либо внешних проявлений, и среди взрослого населения планеты заражённых около 95%. По словам исследователей, самым сложным в работе было как раз найти доноров, не заражённых этим вирусом.
Сейчас работы по изучению теломеразы непрерывно ведутся в двух областях медицины — геронтологии и онкологии. В первом случае усилия исследователей направлены на стимуляцию работы фермента, дабы продлить способность организма к регенерации. Во втором учёные, напротив, пытаются добиться остановки процесса деления бесконтрольно размножающихся раковых клеток. Пока добиться значимых успехов на этом направлении не удалось: все предложенные за тридцать лет исследований методы лечения опухолей воздействием на работу теломеразы оказывались малоэффективными.
