Jak umiera komórka? Z każdą mijającą chwilą dnia i nocy stajemy się coraz starsi. Starzejący się układ sercowo-naczyniowy mniej wydolnie odpowiada na stres, spada elastyczność pęcherzyków płucnych, zmniejszeniu ulega masa mięśniowa, obniża się liczba nefronów, spada masa niektórych struktur mózgu, układ odpornościowy funkcjonuje gorzej. Starzeją się nawet nasze włosy – ich siwienie wynika ze spadku ilości melanocytów w cebulkach włosowych.
Nie żyjesz w próżni
Na proces nieuniknionego starzenia się wpływa szereg czynników zewnętrznych oraz wewnętrznych. Obie te składowe są ważne. Wśród czynników środowiskowych wymienia się: warunki klimatyczne, styl życia, rodzaj pracy, stosowana dietę i inne. Udowodniono, iż nie starzejemy się według jednego schematu, każdy z nas starzeje się w odmiennym tempie, może wpływać na to m.in. status społeczno – ekonomiczny oraz styl życia, gdzie nadmierne eksploatowanie organizmu przyspiesza proces starzenia w stopniu znacznym.
Tu nie ma przypadków
Z biologicznego punktu widzenia, proces starzenia się jest dokładnie zaplanowany. Każda komórka ma zaprogramowany plan życiowy – przekształcić się w wyspecjalizowany element budujący organ (np. fibroblast tworzący skórę właściwą) i po jakimś czasie, poddać się do „życiowej dymisji”, ulec śmierci. Ta samobójcza śmierć, zwana apoptozą, inaugurowana jest szeregiem zmian biochemicznych, których celem jest tylko jedno – doprowadzić do zniszczenia komórki, w sposób nieinwazyjny dla innych. Mowa tu o komórkach starych, niepełniących w sposób wydajny swoich zadań; dla organizmu są one tylko zbędnym energetycznym i metabolicznym wydatkiem.
Cena nieśmiertelności
Czy przyroda zna komórki, które są nieśmiertelne i nigdy nie wchodzą dobrowolnie na szlak apoptozy? Oczywiście – są to komórki macierzyste. Stanowią one niesamowity rezerwuar możliwości, są pluripotencjalne, mogą utworzyć w drodze odpowiedniej stymulacji, każdą komórkę organizmu i pełnić jej rolę całe życie. Nieśmiertelność komórkowa ma jednak dwa oblicza. W naturze niestety występują też nieśmiertelne komórki, które ominęły swój program życiowy…są to komórki nowotworowe.
Dziel się i umieraj
Co sprawia, że komórka „rozumie”, że jej czas życia dobiega końca? Zjawisko opisuje tzw. limit Hayflicka – czyli maksymalna ilość podziałów komórkowych w hodowli, zanim komórki ulegną śmierci. Im bliżej końca podziałów, tym komórki okazują coraz więcej zjawisk towarzyszących starzeniu się, np. zmienia się ich morfologia i ekspresja genów. Długość życia komórek jest różna – komórki nabłonka jelita żyją kilka dni, zaś białe krwinki pełniące rolę immunologiczną nawet do kilku lat. Wspomniany powyżej fibroblast, tworzący naszą skórę, jest w stanie podzielić się maksymalnie 50 razy, po czym zaczyna się starzeć i ponosi śmierć.
Strażnicy chromosomów
Liczba podziałów komórkowych koreluje również z długością telomerów, czyli ochronnych „czapeczek” znajdujących się na końcach chromosomów. Ulegają one skracaniu wraz z każdą rundą podziałową, jest to tzw. problem replikacji końca. Wraz z każdym podziałem komórki, telomery robią się coraz krótsze, aż w końcu komórka nie jest w stanie się już dzielić i umiera. Tym samym, telomerowy licznik podziałów wpływa na proces starzenia, pilnuje długości życia komórki i organizmu
Zatrzymać czas
Czy można zatrzymać ten telomerowy zegar i tym samym zapewnić sobie wieczną młodość? Teoretycznie tak – wystarczy tylko enzym telomeraza (obecny w komórkach ulegających licznym podziałom, jak limfocyty krwi czy keratynocyty skóry), który rekonstruuje telomery i sprawia, że komórki będą wiecznie sprawne i młode. Niestety, zastosowanie telomerazy nie jest remedium na starzenie się, gdyż komórki wytwarzające nadmiernie ten enzym stają się komórkami nowotworowymi.
