Hayflick limit eller limit ( eng. Hayflick limit ) - gränsen för antalet somatiska celldelningar , uppkallad efter dess upptäckare Leonard Hayflick . År 1961 [1] observerade Hayflick hur mänskliga celler som delar sig i cellkultur dör efter cirka 50 delningar och visar tecken på åldrande när de närmar sig denna gräns.
Denna gräns har hittats i kulturer av alla helt differentierade celler från både människor och andra flercelliga organismer . Det maximala antalet celldelningar skiljer sig beroende på dess typ och skiljer sig ännu mer beroende på vilken organism denna cell tillhör. För de flesta mänskliga celler är Hayflick-gränsen 52 divisioner.
Hayflick-gränsen är förknippad med en minskning av storleken på telomerer , DNA- sträckorna i ändarna av kromosomerna . Som ni vet kan DNA-molekylen replikeras före varje celldelning. Samtidigt förkortas telomererna i ändarna av den efter varje celldelning. Telomerer förkortas mycket långsamt - med några (3-6) nukleotider per cellcykel, det vill säga för antalet delningar som motsvarar Hayflick-gränsen, kommer de att förkortas med endast 150-300 nukleotider. Således, ju kortare "telomer svans" av DNA, desto fler delningar har den gått igenom, vilket betyder att desto äldre är cellen.
I cellen finns ett enzym telomeras , vars aktivitet kan ge förlängning av telomerer, samtidigt som cellens livslängd förlängs. Celler i vilka telomeras fungerar ( sexceller , cancerceller ) är odödliga. I vanliga (somatiska) celler, av vilka kroppen huvudsakligen består, "fungerar inte telomeraset", därför förkortas telomererna vid varje celldelning, vilket i slutändan leder till dess död inom Hayflick-gränsen, eftersom ett annat enzym är DNA-polymeras - oförmögen att replikera ändarna av DNA-molekylen.
För närvarande har en epigenetisk teori om åldrande föreslagits, som förklarar telomererosion främst genom aktiviteten av cellulära rekombinaser som aktiveras som svar på DNA-skador orsakade främst av åldersrelaterad depression av mobila genomelement [2] . När, efter ett visst antal delningar, telomerer försvinner helt, fryser cellen i ett visst skede av cellcykeln eller startar ett program för apoptos , ett fenomen med planerad cellförstöring som upptäcktes under andra hälften av 1900-talet och som visar sig i en minskning av cellstorlek och minimering av mängden ämne som kommer in i det intercellulära utrymmet efter dess förstörelse.
I princip var experimentet som utfördes av Leonard Hayflick i samarbete med Paul Moorehead ganska enkelt: de blandade lika delar av normala manliga och kvinnliga fibroblaster, som skilde sig i antalet celldelningar som passerade (man - 40 divisioner, hona - 10 divisioner) så att fibroblaster skulle kunna skiljas från varandra i framtiden. Parallellt placerades en kontroll med 40 dagar gamla manliga fibroblaster. När den oblandade kontrollpopulationen av manliga celler slutade dela sig innehöll den blandade experimentella kulturen endast honceller, eftersom alla manliga celler redan hade dött [3] . Baserat på detta drog Hayflick slutsatsen att normala celler har en begränsad förmåga att dela sig, till skillnad från cancerceller som är odödliga [4] . Så det föreslogs att den så kallade "mitotiska klockan" finns inuti varje cell, baserat på följande observationer:
För närvarande dominerar den synpunkt som kopplar Hayflick-gränsen med manifestationen av mekanismen för undertryckande av tumörbildning som har uppstått i flercelliga organismer. Med andra ord, tumörsuppressormekanismer, såsom replikativ åldrande och apoptos, är onekligen användbara i tidig ontogeni och mognad, men de orsakar åldrande förresten [5] [6] - de begränsar livslängden som ett resultat av ackumuleringen av dysfunktionell åldrande celler eller överdriven död av funktionella [7] .