Предел лимит Хейфлика. Клетки способны делиться ог

             Предел (лимит) Хейфлика — это установленное Леонардом Хейфликом в 1961 году ограничение количества делений соматических клеток человека (в среднем \(50\pm 10\) раз), после которого наступает их старение и апоптоз (запрограммированная гибель). Этот механизм лежит в основе старения организма на клеточном уровне и связан с укорочением теломер при каждом делении

Основные положения закона Хейфлика:

    Ограничение делений: Клетки способны делиться ограниченное число раз. Для большинства человеческих клеток этот предел составляет около 50-60 делений, что названо «лимитом Хейфлика».
    Теломерная теория: При каждом делении клетки теломеры (концевые участки хромосом) укорачиваются, так как ДНК-полимераза не может полностью реплицировать концы молекулы ДНК. Когда теломеры исчезают совсем, клетка прекращает делиться и умирает.
    Исключения: Существуют клетки, способные делиться бесконечно (бессмертные клетки) — это половые клетки, стволовые клетки и раковые клетки. В них активен фермент теломераза, который удлиняет теломеры.
    Три фазы жизни клетки: В культуре клетки проходят фазу активного роста, затем фазу замедления делений и, наконец, старение (третья фаза), когда деление полностью прекращается.

Предел Хейфлика доказывает, что старение — это запрограммированный процесс, присущий клеткам многоклеточных организмов

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 депрессией мобильных элементов генома. Когда после определённого числа делений теломеры исчезают совсем, клетка замирает в определённой стадии клеточного цикла или запускает программу апоптоза — открытого во второй половине XX века явления планового разрушения клетки, проявляющегося в уменьшении размера клетки и минимизации количества вещества, попадающего в межклеточное пространство после её разрушения.


Принцип эксперимента

Принципиально эксперимент, проведённый Леонардом Хейфликом в сотрудничестве 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. На основании этого Хейфлик сделал вывод, что нормальные клетки имеют ограниченную способность к делению в отличие от раковых клеток, которые бессмертны.
 Так было выдвинуто предположение, что так называемые «митотические часы» находятся внутри каждой клетки, на основании следующих наблюдений:

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

Биологический смысл явления
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 — ограничивают продолжительность жизни в результате накопления дисфункциональных стареющих клеток или избыточной гибели функциональных