Старение организма и старение клеток

В 1950;е годы считалось, что человеческие клетки, способные к пролиферации в организме, могут бесконечно долго воспроизводиться в культуре. Если бы это было так, то, значит, люди стареют и умирают не в соответствии с присущей им программой клеточной деградации, а в силу внеклеточных процессов, происходящих на некотором более высоком уровне физиологической организации.

Это представление рухнуло в 1961 г., когда Л. [ Хайфлик и П. Мурхед, 1961 ] работавшие в то время в Вистаровском институте, сообщили, что нормальные фибробласты человека размножаются ограниченное число раз, и этот предел запрограммирован. А именно, популяция фибробластов, взятых из раннего эмбриона, может удваиваться фиксированное число раз — приблизительно 50.

Существование этого предела с тех пор неоднократно подтверждалось. Можно ожидать, что изучение причин прекращения пролиферации человеческих клеток в культуре станет ключом к разгадке причин угасания организма в целом.

Ряд открытий создал поддержку тому утверждению, что старение клеток in vitro имеет прямое отношение к старению целого организма. Оказалось, что число удвоения культуры уменьшается с возрастом донора клеток. Аналогично, фибробласты больных синдромом Вернера не могут размножаться столько раз, сколько клетки здоровых людей такого же возраста. Таким образом, все изученные типы человеческих клеток в культуре имеют характерные пределы пролиферации.

За последние несколько лет идентифицированы гены, экспрессия которых систематически изменяется по мере того, как фибробласты в культуре утрачивают способность удваиваться — как раз так должно быть при наличии генетической программы старения.

Есть данные, свидетельствующие, что гены в 1-й и 4-й хромосомах имеют отношение к этой потере активности. Как установила Дж. Камписи, «выключение» гена c-fos предшествует ряду других идентифицированных изменений и, вероятно, влияет на них. Когда ген c-fos неактивен, фибробласты не способны к удвоению своей ДНК и, следовательно, к клеточному делению. Предполагаеся, что сам ген c-fos может выключаться под действием какого-то еще более первичного процесса.

Еще одной важной причиной клеточного старения может быть укорачивание теломер — специфических длинных последовательностей ДНК на концах хромосом;