Клітини нашого тіла набагато молодші за нас самих

З однієї науково-популярної книги в іншу кочує твердження: наше тіло майже повністю оновлюється за сім років. Старі клітини поступово відмирають, їх місця займають нові. Клітини дійсно оновлюються, але звідки взялася міфічна цифра «сім», ніхто так і не знає.

Для деяких клітин термін оновлення встановлений більш-менш точно, а саме: 150 днів для клітин крові, за поступовим заміщенням яких можна прослідити після переливання крові, і два тижні для клітин  шкіри, які з'являються в її глибинних шарах, поступово мігрують на поверхню, відмирають і відлущуються.

Досліди по виміру тривалості життя клітин  ведуться вже приблизно півстоліття, але лише на щурах і мишах. Тваринам вводять внутрішньовенно або дають в їжі мічені (радіоактивні) нуклеотиди – будівельні блоки ДНК. Нові клітини вбудовують в свій генетичний матеріал ці мітки. Їх кількість в різних тканинах і органах можна виміряти і розрахувати долю клітин, які з'явилися на світ за час, що пройшов після введення радіоактивної ДНК.

Вік підрахують археологи

Шведський дослідник Йонас Фрісен вирішив скористатися методом археологів та істориків, які вміють визначати вік предметів, що містять органіку, по вуглецю-14 (14С). Цей рідкий і слабо радіоактивний ізотоп вуглецю постійно утворюється в стратосфері, де космічні промені вибивають з ядер атомів азоту по одному протону. Поступово (період напіврозпаду 5730 років) 14С знову перетворюється на азот.

Рослини в процесі фотосинтезу поглинають з атмосфери 14С і вбудовують його в молекули цукрів. Тварини поїдають рослини, і тому всі живі істоти містять трохи цього ізотопу. Приблизно один з трильйона атомів вуглецю у вашому тілі – це вуглець-14 на місці звичайного вуглецю-12. Коли організм гине, він перестає отримувати новий 14С, а той, що вже накопичений за час життя, поступово розпадається.

Цей розпад, що йде з відомою швидкістю, і дозволяє визначити, як давно жива матерія стала мертвою. Наприклад, коли зрубали дерево, з якого зроблений доісторичний човен, або коли забили теля, щоб з його шкури виготовити пергамент для рукопису.

Хто найстаріший в організмі?

При своїй появі клітина отримує набір хромосом, які залишаються з нею все її життя. Тому вміст 14С в ДНК прямо пропорціональний його вмісту в атмосфері в той час, коли дана клітина з'явилася, мінус та невелика кількість, що зникла в результаті природного розпаду.

У 2005 році Фрісен і його співробітники опублікували попередні результати аналізів клітин. Як і слід було чекати, найкоротший термін життя клітин, безпосередньо дотичних із зовнішнім середовищем – клітини епідермісу шкіри (два тижні, як ми про це згадували) і клітини епітелію кишечника, які постійно стираються  харчовими масами, що проходять (5 днів). Еритроцити, за Фрісеном, живуть 150 днів. М'язові клітини міжреберних м'язів у людей в середньому мають вік 15,1 року, а клітини кишечника (окрім епітелію) – 15,9 року.

Поки новим методом був виміряний вік лише небагатьох ділянок головного мозку. За даними Фрісена, клітини мозочка молодше за саму людину в середньому на 2,9 роки. Мозочок, як відомо, відповідає за координацію рухів, а вона поступово покращується з віком у дитини, тому можна передбачити, що приблизно до трьох років мозочок формується остаточно. Кора головного мозку має той же вік, що сама людина, тобто впродовж життя в ній не з'являються нові нейрони. Останні відділи мозку ще лише вивчаються.

Вимір віку окремих тканин і органів проводиться не з цікавості. Знання про те, як часто у людей виникають нові жирові клітини, допоможе лікувати ожиріння. Поки ніхто не знає, чи зв'язана ця хвороба із збільшенням числа або розмірів жирових клітин. Знання частоти появи нових клітин печінки і підшлункової залози дозволить створити нові методи діагностики і лікування раку печінки і діабету.

Вельми актуальне питання про вік м'язових клітин серця. Фахівці вважають, що відмираючі клітини замінюються фіброзною сполучною тканиною, тому сердечний м'яз з часом слабіє. Але точних даних немає. Фрісен і його група зараз працюють над визначенням віку серця.

Американці навчилися вимірювати вік кришталика ока. Його центральна частина формується з прозорих кліток на шостому тижні життя ембріона і залишається на все життя. Але по периферії кришталика постійно додаються нові клітини, що роблять кришталик товщим і менш гнучкішим, що й позначається на його здатності фокусувати зображення.

«Зміна шкури не міняє суті»

Але якщо багато «деталей» нашого організму постійно оновлюються і в результаті виявляються значно молодшими за самого їх володаря, то виникають деякі питання. Наприклад, якщо верхньому шару шкіри всього два тижні, чому вона не залишається на все життя гладкою і рожевою, як у двотижневого немовляти? Якщо м'язам приблизно 15 років, чому 60-річна жінка менш спритна і рухлива, чим 15-річна дівчинка?

Причина – в мітохондріальній ДНК. Вона накопичує пошкодження швидше, ніж ДНК клітинного ядра. Саме тому шкіра з часом старіє: мутації в мітохондріях приводять до погіршення якості її важливого складеного матеріалу, колагену.

Джерело: Комерційна біотехнологія