Все происходящее внутри клетки, начинается на молекулярном уровне. Поэтому провести четкую границу между молекулярными и клеточными механизмами старения очень сложно. Например, если речь идет о действии свободных радикалов и других неблагоприятных факторов среды. С одной стороны, они напрямую повреждают важные молекулы, а с другой, инициируют образование нетипичных для клетки соединений. К тому же, мы говорили о мутациях в клеточной ДНК, которые чаще всего изменяют жизнедеятельность клетки не в лучшую сторону. Из-за неправильного метаболизма получается самый настоящий мусор, причем, путей для его утилизации природой не предусмотрено. По мере накопления шлаков клетка превращается в свалку. Сами понимаете, нормально жить, функционировать и делиться в таких условиях просто невозможно.
Что мешает бессмертию
Но это лишь одна сторона медали. Некоторые ученые утверждают, что древним одноклеточным прародителям всех живых существ не был страшен никакой внутриклеточный мусор, они не были подвластны времени и не умирали от старости. Согласно этой теории, старение и гибель клеток — эволюционное приобретение. Пройдя сквозь века и тысячелетия, жизнь поняла, что не может быть вечной. Представьте хоть на минуточку, сколько понадобилось бы еды, чтобы прокормить нас с вами, наших пра-, прапра-, прапрапрабабушек и дедушек, и не забудьте о динозаврах и прочей современной и давно канувшей в Лету живности!
Бессмертию клетки мешают три момента. Первый — так называемая запрограммированная клеточная гибель, или, говоря языком науки, апоптоз. В ДНК закодирован специальный механизм, он работает как бомба замедленного действия. Запускается в день рождения клетки, работает на протяжении всей клеточной жизни и достигает апогея в «момент икс». Когда он наступает, дни клетки сочтены, она уничтожает сама себя. Это правило не распространяется только на раковые клетки. У них апоптоз отключен, поэтому клетки раковых опухолей считаются бессмертными.
Второй механизм называется барьером Хейфлика в честь ученого, который заметил, что в течение жизни каждая клетка может разделиться ограниченное количество раз. Конечно, точное число зависит от данного вида клеток, скажем, стволовые клетки делятся очень много и быстро, а нейроны практически не воспроизводятся. Тем не менее, средней считается цифра 60 — именно столько раз клетка может дать потомство.
Курс на ликвидацию
И, наконец, существует еще один механизм старения клетки, называемый теломеразным. Дело в том, что хромосомы на свободных концах защищены от ненужного связывания с разными веществами и просто от разрушения многократными тепломерными повторами ТТАGGG, как шнурки от ботинок колпачками. Но синтез ДНК устроен так, что с каждым делением теломеры укорачиваются. Чем короче теломеры, тем уязвимее концы хромосом. Существует гипотеза, что именно теломеры определяют число Хейфлика — их длины хватает ровно на 50—70 делений.
Обобщая все сказанное, давайте, определим последовательность событий в процессе клеточного старения. К определенному моменту в клетке накапливается много мусора, что значительно усложняет ей жизнь. Тут укорочение теломер дает свои результаты: достигается число Хейфлика, за которым следует «клеточный климакс». Клетка становится по сути ненужной, и ей ничего не остается, как самоликвидироваться, чтобы не быть обузой для своих более молодых соседей.