Informatie

Waarom hebben cellen een gemiddelde 'levensduur'


Ik heb gehoord van Henrietta Lacks. Als gevolg van een genetische mutatie zijn haar cellen nooit gestorven. Ik heb gehoord/gelezen dat overuren onze cellen niet meer zo veel vermenigvuldigen (als gevolg van veroudering). Waarom? Waarom worden we ouder? Waarom gaan cellen uiteindelijk dood? Wat zorgt ervoor dat ons lichaam degenereert? Het is gecodeerd in onze genen? Als we ons lichaam met het hoogste respect zouden behandelen, rekening houden met nauwkeurige voeding en slaap, met de introductie van genetische manipulatie, zou eeuwig leven dan mogelijk zijn?


We verwijzen naar het aantal keren dat de cellen van een organisme zich mogelijk kunnen delen als de Hayflick-limiet voor dat organisme. De Hayflick-limiet dient als theoretische levensduur, omdat telomeren (aan de uiteinden van chromosomen) bij elke deling iets korter worden, totdat ze helemaal verdwenen zijn. Telomeren worden op de uiteinden van chromosomen geplaatst door het enzym telomerase, dat overvloedig aanwezig is bij zuigelingen (die groeien en snelle mitotische delingen ondergaan), maar de lichamelijke overvloed van het enzym neemt snel af met de leeftijd. Zonder telomeren zouden onze eigenlijke chromosomen tijdens elke delingsronde korter worden - in wezen is dit wat er gebeurt nadat de telomeren in de latere levensjaren zijn weggeërodeerd. De Hayflick-limiet voor mensen is 120 jaar - met perfecte zelfzorg is 120 jaar leven mogelijk.


Celtransformatie en kenmerken van getransformeerde cellen

Celtransformatie als gevolg van veranderingen in het genetische materiaal en celklonen waarbij de productie van een enkele populatiecel betrokken is, worden hier beschreven.

Transformatie van cellen:

Transformatie verwijst in grote lijnen naar de verandering in het fenotype van een cel als gevolg van een nieuw genetisch materiaal. Wat de gekweekte cellen betreft, omvat transformatie spontane of geïnduceerde permanente fenotypische veranderingen als gevolg van erfelijke veranderingen in DNA, en bijgevolg genexpressie.

Transformatie van cellen kan optreden als gevolg van een van de volgende oorzaken die uiteindelijk resulteren in een veranderd genetisch materiaal:

ii. Infectie met transformerend virus.

iii. Van gentransfectie.

NS. Blootstelling aan chemische kankerverwekkende stoffen.

v. Blootstelling aan ioniserende straling.

Kenmerken van getransformeerde cellen:

De algemene kenmerken van getransformeerde cellen worden gegeven in Tabel 39.1. Ze zijn gegroepeerd als genetisch, structureel, groei en neoplastisch, en vermeld.

Transformatie wordt geassocieerd met genetische instabiliteit, onsterfelijkheid, afwijkende groeicontrole en maligniteit. Deze aspecten worden kort beschreven.

Genetische instabiliteit:

In het algemeen zijn de cellijnen in kweek gevoelig voor genetische instabiliteit. De meeste normale eindige cellijnen zijn gewoonlijk genetisch stabiel, terwijl cellijnen van andere soorten (bijv. muizen) genetisch onstabiel zijn en gemakkelijk kunnen worden getransformeerd. De continue cellijnen afgeleid van tumoren van alle soorten zijn onstabiel.

De normaal voorkomende genetische variaties in de gekweekte cellen zijn te wijten aan de volgende oorzaken:

1. Hoge mate van spontane mutaties in de in vitro omstandigheden, mogelijk als gevolg van hoge mate van celproliferatie.

2. De voortdurende aanwezigheid van mutante cellen in de kweek, aangezien deze normaal niet worden geëlimineerd.

Onsterfelijkheid:

Het verkrijgen van een oneindige levensduur door een cel wordt onsterfelijkheid genoemd. De meeste normale cellen (van verschillende soorten) hebben een beperkte levensduur van 20-100 generaties. Maar sommige cellen van muizen, de meeste tumorcellen, hebben een oneindige levensduur, omdat ze continue cellijnen blijven produceren.

Controle van de eindige levensduur van cellen:

De eindige levensduur van gekweekte cellen wordt gereguleerd door ongeveer 10 senescentiegenen. Deze dominant werkende genen synthetiseren producten die de voortgang van de celcyclus remmen. Er wordt sterk aangenomen dat onsterfelijkheid optreedt als gevolg van inactivering van enkele van de celcyclusregulerende genen, b.v. Rb, p 53 genen.

Immortalisatie van cellen door virale genen:

Verschillende virale genen kunnen worden gebruikt om cellen te vereeuwigen. Enkele van deze genen worden hieronder opgesomd.

Van de bovengenoemde virale genen wordt SV40LT het meest gebruikt om onsterfelijkheid te induceren. Het product van dit gen (T-antigeen) bindt aan senescentiegenen zoals Rb en ​​p53. Deze binding beperkt de bewakingsactiviteit van senescentiegenen. Het resultaat is een verhoogde genomische instabiliteit en activiteit, wat leidt tot verdere mutaties die onsterfelijkheid bevorderen.

Voor het proces van onsterfelijkheid worden de cellen geïnfecteerd met retrovirussen die een onsterfelijk makend gen bevatten voordat ze de senescentie ingaan. Op deze manier kan de levensduur van de cellen worden verlengd met 20-30 populatieverdubbelingen. Daarna stoppen de cellen met prolifereren en komen ze in een crisisfase die enkele maanden kan duren. Aan het einde van de crisisfase kan een klein deel van de cellen groeien en uiteindelijk onsterfelijk worden.

Immortalisatie van menselijke fibroblasten:

De menselijke fibroblasten worden het meest succesvol vereeuwigd door het virale gen, namelijk SV40LT. Het proces van vereeuwiging van fibroblasten is complex en indirect met een zeer lage waarschijnlijkheid, d.w.z. ongeveer 1 op 107 cellen.

Immortalisatie van cellen door telomerase-inductie:

De belangrijkste oorzaak van de eindige levensduur van cellen (d.w.z. veroudering) is het gevolg van telomere verkorting, gevolgd door celdood (apoptose). Als de cellen worden getransfecteerd met telomerase-gen htrt, kan de levensduur van de cellen worden verlengd. En een klein deel van deze cellen wordt onsterfelijk.

Afwijkende groeicontrole:

De getransformeerde cellen en de cellen van tumoren, gekweekt in kweek, vertonen veel afwijkingen met betrekking tot groei en de controle ervan. De groeikenmerken van deze cellen staan ​​vermeld in Tabel 39.1, en sommige ervan worden hieronder kort beschreven.

Onafhankelijkheid van ankerplaats:

Er treden verschillende veranderingen op de celoppervlakken van getransformeerde cellen op. Deze omvatten veranderingen in de glycoproteïnen en integrine's op het celoppervlak, en verlies van fibronectine. Sommige van de getransformeerde cellen kunnen totaal geen celadhesiemoleculen (CAM's) hebben.

De modificaties op het oppervlak van getransformeerde cellen leiden tot een afname van de cel-cel- en cel-substraatadhesie. Het netto resultaat is dat er een verminderde behoefte is aan aanhechting en verspreiding van de cellen om te prolifereren. Dit fenomeen wordt ankeronafhankelijkheid genoemd. Verankeringsonafhankelijke cellen groeien op een ongeorganiseerde manier. Deze cellen kunnen vergelijkbaar zijn met de tumorcellen die zijn losgemaakt van het natuurlijke weefsel dat kan groeien in vreemde weefsels, d.w.z. vorming van metastasen.

De getransformeerde cellen worden gekenmerkt door verlies van contactremming. Dit kan worden waargenomen door de morfologische veranderingen in de gedesoriënteerde en ongeorganiseerde monolaagcellen. Dit resulteert in een verminderde dichtheidsbeperking van de groei, wat leidt tot een hogere verzadigingsdichtheid in vergelijking met normale cellen.

Lage serumbehoefte:

In het algemeen hebben getransformeerde cellen of tumorcellen een lagere serumafhankelijkheid dan de normale cellen. Dit is voornamelijk te wijten aan de uitscheiding van autocriene groeifactoren door de getransformeerde cellen.

Enkele van de groeifactoren die door tumorcellen worden geproduceerd, worden gegeven:

l. Koloniestimulerende factor (CSF).

ii. Transformerende groeifactor (TGFa).

iii. Interleukinen 1, 2 en 3.

NS. Vasoactief intestinaal peptide (VIP).

v. Gastrine afgevend peptide.

Opgemerkt kan worden dat veel normale cellen (fibroblasten, endotheelcellen) ook autocriene factoren produceren tijdens het actieve stadium van celproliferatie. Daarom zullen deze factoren niet veel nut hebben om als markers van celtransformatie te dienen.

Tumorigeniteit:

Celtransformatie is een complex proces dat vaak resulteert in de vorming van neoplastische cellen. De cellijnen die worden verkregen uit kwaadaardige tumoren zijn al getransformeerd.

Dergelijke cellen kunnen verdere transformatie ondergaan in de in vitro kweek als gevolg van:

iii. Verminderde verankeringsafhankelijkheid.

Voor de kwaadaardige transformatie van cellen kunnen verschillende stappen nodig zijn.

De volgende twee benaderingen worden gebruikt om maligne-geassocieerde eigenschappen van gekweekte cellen te begrijpen:

1. De cellen kunnen worden gekweekt uit kwaadaardige tumoren en worden gekarakteriseerd.

2. Virale genen of chemische carcinogenen kunnen worden gebruikt om de niet-getransformeerde cellen te transformeren.


Meting van levensduur

De maximale levensduur is een theoretisch getal waarvan de exacte waarde niet kan worden bepaald op basis van bestaande kennis over een organisme. Het wordt vaak gegeven als een ruwe schatting op basis van het langstlevende organisme van zijn soort dat tot nu toe bekend is. Een meer betekenisvolle maatstaf is de gemiddelde levensduur. Dit is een statistisch concept dat wordt afgeleid door de analyse van sterftegegevens voor populaties van elke soort. Een verwante term is de levensverwachting, een hypothetisch getal dat voor mensen wordt berekend aan de hand van sterftetabellen die door verzekeringsmaatschappijen zijn opgesteld. De levensverwachting vertegenwoordigt het gemiddelde aantal jaren dat een groep personen, die allemaal op hetzelfde moment zijn geboren, naar verwachting zullen leven, en is gebaseerd op het veranderende sterftecijfer in de afgelopen jaren.

Het concept van de levensduur houdt in dat er een individu is wiens bestaan ​​een duidelijk begin en einde heeft. Wat het individu vormt, is in de meeste gevallen geen probleem: onder organismen die zich seksueel voortplanten, bevindt zich een bepaalde hoeveelheid levende substantie die in staat is zichzelf in leven te houden en die erfelijke eigenschappen bezit die tot op zekere hoogte uniek zijn. In sommige organismen vindt echter uitgebreide en schijnbaar onbepaalde groei plaats en reproductie kan plaatsvinden door deling van een eenouderorganisme, zoals bij veel protisten, waaronder bacteriën, algen en protozoën. Als deze delingen onvolledig zijn, ontstaat er een kolonie als de delen uit elkaar gaan, genetisch identieke organismen worden gevormd. Om de levensduur van dergelijke organismen te beoordelen, moet het individu willekeurig worden gedefinieerd, aangezien de organismen zich voortdurend delen. In strikte zin is de levensduur in dergelijke gevallen niet vergelijkbaar met de vormen die seksueel worden geproduceerd.

Het begin van een organisme kan worden bepaald door de vorming van de bevruchte eicel in seksuele vormen of door de fysieke scheiding van het nieuwe organisme in ongeslachtelijke vormen (veel ongewervelde dieren en veel planten). Bij dieren wordt in het algemeen geboorte beschouwd als het begin van de levensduur. De timing van de geboorte is echter zo verschillend bij verschillende dieren dat het slechts een slecht criterium is. Bij veel ongewervelde zeedieren bestaat de larve van de jongen uit relatief weinig cellen, lang niet zo ver in de richting van volwassenheid als een pasgeboren zoogdier. Want zelfs onder zoogdieren zijn de variaties aanzienlijk. Een kangoeroe is bij de geboorte ongeveer 2,5 cm lang en moet zich verder ontwikkelen in de buidel, nauwelijks te vergelijken met een pasgeboren hertje, dat binnen enkele minuten rondloopt. Als de levensduur van verschillende soorten organismen moet worden vergeleken, is het essentieel dat met deze variaties rekening wordt gehouden. Het einde van het bestaan ​​van een organisme ontstaat wanneer er onomkeerbare veranderingen hebben plaatsgevonden in een zodanige mate dat het individu zijn organisatie niet langer actief behoudt. Er is dus een korte periode waarin het onmogelijk is om te zeggen of het organisme nog in leven is, maar deze tijd is zo kort in verhouding tot de totale levensduur dat het geen groot probleem vormt bij het bepalen van de levensduur.

Sommige organismen lijken potentieel onsterfelijk te zijn. Tenzij een ongeval een einde maakt aan het leven, lijken ze volledig in staat om voor onbepaalde tijd te overleven. Dit vermogen is toegeschreven aan bepaalde vissen en reptielen, die in staat lijken te zijn tot onbeperkte groei. Zonder de verschillende doodsoorzaken in detail te onderzoeken (zien overlijden) kan een onderscheid worden gemaakt tussen overlijden als gevolg van interne veranderingen (d.w.z. veroudering) en overlijden als gevolg van een puur externe factor, zoals een ongeval. Opvallend is dat de afwezigheid van verouderingsprocessen gecorreleerd is met de afwezigheid van individualiteit. Met andere woorden, organismen waarin het individu moeilijk te definiëren is, zoals in koloniale vormen, lijken niet te verouderen.


De meeste cellen in je lichaam sterven vele malen in je leven - hier is hoe vaak ze regenereren

De kans is groot dat je denkt dat je min of meer dezelfde persoon bent als vorige week. Maar de binnenkant van je darmen is totaal anders en de haren op je hoofd zijn 2,5 millimeter langer.

Het vermogen van het menselijk lichaam om versleten cellen te vervangen door glanzende nieuwe is de sleutel tot de lange levensduur die we zo gewend zijn. Er zijn een paar dingen die we ons hele leven behouden, zoals de visuele cortex, maar bijna alles verslijt en wordt vervangen, althans voor een deel van ons leven. En sommige dingen, zoals ons haar en onze nagels, groeien en groeien en groeien.

We hebben de schattingen van wetenschappers verzameld over hoe snel we door verschillende soorten cellen gaan. Veel van deze leeftijden zijn vastgesteld met behulp van een techniek die bompulsdatering wordt genoemd, waarbij de sporen van atomaire straling die we allemaal dragen, worden gebruikt om te bepalen hoe oud cellen zijn.

Houd in gedachten: dit zijn allemaal gemiddelde cijfers.

Voor alles dat regelmatig wordt vervangen, heb je cellen bij je die iets ouder zijn - en veel die jonger zijn, omdat cellen niet allemaal tegelijk worden vervangen. En deze cijfers vertegenwoordigen de totale leeftijden, dus een individuele cel blijft bijvoorbeeld niet langer dan een maand op het oppervlak van uw huid - de levensduur omvat de tijd die nodig is om door alle huidlagen te stijgen.

Maar het is ongelooflijk om te denken dat een individuele hartcel tientallen jaren zal besteden aan het voeden van je hele lichaam.


Zeldzame patiënten met sikkelcelziekte leven bijna twee keer zo lang als gemiddeld

Met een nationale mediane levensverwachting van 42&ndash47 jaar, worden mensen met sikkelcelziekte (SCD) geconfronteerd met vele uitdagingen, waaronder ernstige pijnepisoden, beroertes en orgaanschade. De complicaties van deze complicaties zijn dat SCD & mdash een erfelijke, levenslange bloedziekte is die wordt gekenmerkt door stijve en sikkelvormige rode bloedcellen die aan de bloedvaten blijven kleven, waardoor de bloedstroom wordt geblokkeerd & mdash heeft slechts één door de FDA goedgekeurde behandeling, geen algemeen beschikbare remedie, en sommige mensen hebben mogelijk beperkte toegang tot passende zorg.

Echter, een nieuw rapport dat vandaag online is gepubliceerd in Bloed, het Journal of the American Society of Hematology (ASH), laat zien dat sommige mensen met licht symptomatische SCZ een lang leven kunnen leiden met een goed beheer van de ziekte, inclusief sterke familieondersteuning en strikte naleving van medicatie en afspraken. Deze analyse van vier casestudies beschrijft de uitkomsten van vier vrouwen met mildere vormen van SCZ die de Amerikaanse mediaan van 47 jaar oud voor vrouwen met de ziekte ver hebben overtroffen, in plaats daarvan leven ze wel 86 jaar.

Rapportauteur Samir K. Ballas, MD, emeritus hoogleraar in de afdeling geneeskunde aan het Sidney Kimmel Medical College aan de Thomas Jefferson University in Philadelphia, hoopt dat dit voorbeeld kan dienen als een blauwdruk voor anderen die met SCD leven. "Voor mensen met milde vormen van SCZ laten deze vrouwen zien dat aanpassingen in hun levensstijl de ziekteresultaten kunnen verbeteren", zei Dr. Ballas.

Van de vrouwen die in dit rapport worden beschreven, werden er drie behandeld in het Sickle Cell Center van de Thomas Jefferson University en één in het Braziliaanse Instituto de Hematologia Arthur de Siqueira Cavalcanti in Rio de Janeiro. Hoewel ze verschillende voorouders hadden (twee Afro-Amerikaanse, een Italiaanse Amerikaanse en een Afrikaanse Braziliaanse), leidden ze allemaal een gezond leven, ondersteund door langdurige gezinsondersteuning, waaraan Dr. Ballas hun lange leven en hoge kwaliteit van leven toeschrijft.

&ldquoHet is zeer waarschijnlijk dat hun gezonde levensstijl een belangrijke bijdrage heeft geleverd aan hun levensduur. Alle vrouwen waren niet-rokers die weinig tot geen alcohol consumeerden en een normale body mass index behielden. Dit ging gepaard met een sterke naleving van hun behandelingsregimes en uitstekende gezinsondersteuning thuis,' zei Dr. Ballas.

Voor dit rapport was de therapietrouw gebaseerd op observaties door zorgverleners, inclusief auteurs van de studie. Gezinsondersteuning werd gedefinieerd als het hebben van een echtgenoot of kind die attente, voortdurende zorg verleende.

Een andere gemeenschappelijke factor bij deze vier vrouwen is dat ze hadden wat Dr. Ballas 'wenselijke' ziektetoestanden noemde. &ldquo Deze vrouwen hebben nooit een beroerte gehad, hadden nooit een recidiverend acuut borstsyndroom, hadden een relatief hoog foetaal hemoglobinegehalte [wat helpt voorkomen dat cellen sikkelen] en hadden zelden pijnlijke crises. Dergelijke patiënten ervaren meestal &mdash, maar niet altijd &mdash &mdash ervaren relatief milde SCD, en ze leven langer met een betere kwaliteit van leven.&rdquo

Omdat ze relatief milde ziektetoestanden hadden, was geen van de vrouwen gekwalificeerd voor een behandeling met hydroxyurea (HU), de enige door de FDA goedgekeurde behandeling voor volwassenen met SCD. Dienovereenkomstig ontvingen deze patiënten standaardbehandeling, waaronder hydratatie, vaccinatie (inclusief jaarlijkse griepprikken) en bloedtransfusie en analgetica indien nodig. Patiënten werden aangemoedigd om regelmatig follow-upbezoeken bij te wonen, niet te roken, op hun gewicht te letten en indien nodig een ondersteuningssysteem te onderhouden.

Dr. Ballas wees er echter snel op dat dit niet betekent dat deze vrouwen een crisisvrij leven leidden. Elk kreeg ziektegerelateerde complicaties die medische aandacht vereisten, zoals incidenteel acuut borstsyndroom, een probleem dat koorts, hoesten, ondraaglijke pijn en kortademigheid kan veroorzaken.

Het is vermeldenswaard, zei Dr. Ballas, dat het rapport beperkingen heeft. Ten eerste waren er slechts vier deelnemers, allemaal vrouwen. &ldquoVolwassen vrouwen met SCZ leven over het algemeen langer dan mannen, maar we weten niet waarom. Een mogelijkheid is dat vrouwen doorgaans een relatief lagere bloedviscositeit hebben vanwege hun lagere hemoglobinegehalte in vergelijking met mannen.' Dat gezegd hebbende, wees Dr. Ballas er snel op dat dit niet betekent dat mannen niet kunnen profiteren van een gezonde levensstijl.

Daartoe hoopt Dr. Ballas dat patiënten die de verwachtingen hebben getrotseerd, zoals deze vier vrouwen, als positief voorbeeld kunnen dienen voor SCZ-patiënten van alle leeftijden: "Ik kwam vaak naar de wachtkamer en zag deze dames praten met andere SCZ-patiënten, en Ik kon zien dat ze anderen hoop gaven, dat alleen omdat ze SCZ hebben, niet betekent dat ze gedoemd zijn om tegen hun veertigste te sterven & mdash dat als ze voor zichzelf zorgen en nauw samenleven met degenen die kunnen helpen hen gezond te houden, dat er is de hoop voor hen om een ​​lang en vol leven te leiden.&rdquo

Bloed (www.bloodjournal.org), de meest geciteerde peer-reviewed publicatie op het gebied van hematologie, is wekelijks beschikbaar in print en online. Blood is het officiële tijdschrift van de American Society of Hematology (ASH) (www.hematology.org), 's werelds grootste beroepsvereniging die zich bezighoudt met de oorzaken en behandeling van bloedaandoeningen.

De missie van ASH is het bevorderen van het begrip, de diagnose, de behandeling en de preventie van aandoeningen die het bloed, het beenmerg en de immunologische, hemostatische en vasculaire systemen aantasten door onderzoek, klinische zorg, onderwijs, training en belangenbehartiging in hematologie te bevorderen.

blood®is een gedeponeerd handelsmerk van de American Society of Hematology.


Hartcellen groeien gedurende de hele levensduur

elektronenmicrofoto van de hartspier. Welkom afbeeldingen.

Onderzoekers hebben ontdekt dat het menselijk hart gedurende zijn hele leven nieuwe cellen blijft genereren. De bevinding kan leiden tot de creatie van nieuwe behandelingen om de regeneratie te stimuleren bij mensen met hartproblemen, zoals slachtoffers van een hartaanval.

Wetenschappers hebben lang gedacht dat organen zoals het hart, de hersenen en de pancreas na ontwikkeling geen nieuwe cellen kunnen aanmaken. Deze theorie is grotendeels gebaseerd op het beperkte vermogen van deze organen om te herstellen na beschadiging door ziekte of letsel. Bovendien zijn primaire harttumoren zeer zeldzaam, wat wijst op beperkte celgroei in het menselijk hart. De snelheid van celproliferatie in het hart was echter niet direct gemeten.

Wetenschappers van het Karolinska Institute in Zweden en Dr. Bruce Buchholz van het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) in Californië hebben een innovatieve manier ontwikkeld om dit probleem op te lossen. Hun methode is gebaseerd op de waarneming dat cellen in het lichaam een ​​koolstof-14 "tijdstempel" bevatten.

De atmosferische concentratie van koolstof-14 was relatief stabiel tot de Koude Oorlog, toen bovengrondse testen van kernwapens in de late jaren 1950 tot vroege jaren 1960 wereldwijd een piek veroorzaakten. Dit verhoogde de hoeveelheid koolstof-14 die werd opgenomen in het DNA van iedereen die op dat moment op aarde leefde. Sinds testen boven de grond is verboden, is de hoeveelheid koolstof-14 in de atmosfeer - en dus de hoeveelheid die in nieuwe cellen wordt opgenomen - geleidelijk afgenomen. Wetenschappers kunnen nu bepalen wanneer een cel is gemaakt door de concentratie van koolstof-14 te meten.

In de nieuwe studie voerden de onderzoekers koolstof-14-analyses uit van DNA uit hartspiercellen (cardiomyocyten) bij LLNL's National Resource for Biomedical Accelerator Mass Spectrometry, een onderzoekscentrum dat wordt ondersteund door NIH's National Center for Research Resources (NCRR). Weefselmonsters werden verkregen van mensen geboren tot 22 jaar voor het begin van de atoombomtests.

De onderzoekers rapporteerden in Wetenschap op 3 april 2009, dat de koolstof-14-niveaus van de monsters aantoonden dat cellen in het menselijk hart tot in de volwassenheid worden gemaakt. De wetenschappers bepaalden vervolgens de snelheid van de groei van hartcellen in de loop van de tijd door het koolstof-14-DNA-profiel te meten van mensen die zowel vóór als na de tests van de jaren vijftig waren geboren. Wiskundige modellering van de koolstof-14-gegevens onthulde dat een 50 jaar oud hart nog steeds meer dan de helft van de cellen bevat die het bij de geboorte had, maar dat de omzet met de tijd vertraagt. Een 25 jaar oud hart vervangt in de loop van een jaar ongeveer 1% van al zijn hartspiercellen, terwijl een 75 jaar oud hart ongeveer een half procent vervangt.

Deze bevindingen verhogen de mogelijkheid dat, als het hart meer cardiomyocyten produceert na een hartaanval, technieken kunnen worden ontwikkeld om dat proces te verbeteren en mogelijk hartschade om te keren.

"Het voordeel van regeneratie van hartspiercellen ten opzichte van de huidige klinische behandelingen is de mogelijkheid tot herstel", legt Buchholz uit. “Hartaanvallen produceren littekenweefsel dat nooit goed functioneert. Als het hart zou kunnen worden gestimuleerd om de schade met nieuwe cellen te herstellen, zou het herstel van een hartaanval veel beter kunnen zijn.”


Vervanging door reparatie

Skeletspieren bevatten enkele van de langstlevende cellen. Als ze volwassen zijn, kunnen ze zich niet meer delen, dus het is mogelijk voor een persoon van elke leeftijd om skeletspiercellen te hebben die zich vóór de geboorte hebben gevormd. Omdat spieren echter slijten en letsel oplopen, moet uw lichaam ze repareren en vervangen, wat het doet door middel van speciale satelliet- en stamcellen. Vervanging betekent dat gedurende een mensenleven de gemiddelde leeftijd van individuele skeletspiercellen daalt. Volgens koolstof-14-technieken die de leeftijd van individuele cellen meten, is de levensduur van skeletspiercellen bij een volwassen mens gemiddeld 10 tot 16 jaar.


Levensduur van menselijke cellen gedefinieerd: de meeste cellen zijn jonger dan het individu

Tot nu toe was het definiëren van de levensduur van specifieke menselijke celpopulaties beperkt door het onvermogen om het exacte tijdstip te markeren waarop cellen werden geboren op een manier die over vele jaren kan worden gedetecteerd. Een team van Zweedse onderzoekers van het Karolinska Instituut in Stockholm, onder leiding van Jonas Fris&eacuten, heeft echter aangekondigd dat cellen kunnen worden gedateerd door koolstof-14-technieken toe te passen op DNA, een methode die veel wordt gebruikt in de archeologie en paleontologie om de ouderdom van fossielen te bepalen.

Met deze methode heeft dr. Fris&eacuten aangetoond dat de meeste cellen in het lichaam minder dan 10 jaar oud zijn. Bovendien heeft het team ook ontdekt waarom mensen zich gedragen op hun geboorteleeftijd in plaats van op de fysieke leeftijd van hun cellen: dit komt omdat enkele celtypen van het lichaam van geboorte tot dood standhouden zonder vernieuwing, en deze speciale minderheid omvat enkele of alle de cellen van de hersenschors.

De nieuwe dateringsaanpak is gebaseerd op een piek in de atmosferische niveaus van C14 als gevolg van bovengrondse kernwapentests tijdens de Koude Oorlog. C14-datering kijkt naar de verhouding van radioactieve koolstof, van nature aanwezig in lage niveaus in de atmosfeer en voedsel, tot normale koolstof in een organisme. Terwijl een wezen leeft, eet en ademt, zal zijn verhouding van radioactieve tot normale koolstof gelijk zijn aan de verhouding in zijn omgeving. Maar wanneer het sterft, zal deze verhouding dalen, aangezien de koolstof-14 vervalt.

Tot nu toe was het belangrijkste obstakel voor het toepassen van deze techniek dat radioactieve koolstof langzaam vervalt, zodat een bepaalde hoeveelheid koolstof-14 elke 6000 jaar halveert. Het opsporen van de subtiele verandering in de verhouding van normale tot natuurlijk voorkomende radioactieve koolstof in slechts een paar jaar bleek te moeilijk. Maar Dr. Fris&eacuten houdt vol dat het kan worden gedaan als men voordeel haalt uit het signaal dat is achtergelaten door kernproeven, die de niveaus van koolstof-14 in de atmosfeer tijdens de Koude Oorlog enorm hebben verhoogd.

Volgens dr. Fris&eacuten waren de niveaus van atmosferisch C14 tegen de tijd dat de bovengrondse kernproeven eindigden in 1963 verdubbeld tot boven het natuurlijke achtergrondniveau. Sinds de stop is dit elke 11 jaar gehalveerd. Door hiermee rekening te houden, kan men waarneembare veranderingen in niveaus van C14 in modern DNA zien.

'De meeste moleculen van de cel zullen de hele tijd omdraaien. Maar DNA is een materiaal dat geen koolstof uitwisselt na celdeling, dus het dient als een tijdcapsule voor koolstof', zegt hij. Alle C14 in het DNA van een cel wordt verkregen op de geboortedatum van de cel, de dag waarop de oudercel zich splitst. Door C14-niveaus in hun DNA te meten, zou het mogelijk zijn om de geboortedatum van individuele cellen binnen twee jaar te lokaliseren.

In de praktijk moet de methode worden uitgevoerd op weefselmonsters, niet op individuele cellen, omdat er niet genoeg C14 in een enkele cel komt om de leeftijd te onthullen. Dr. Fris&eacuten werkte een schaal uit om koolstof 14-verrijking om te zetten in kalenderdatums door de koolstof 14 te meten die is verwerkt in individuele boomringen van Zweedse pijnbomen. Na de methode met verschillende tests te hebben gevalideerd, rapporteerde het team de resultaten van hun eerste tests met lichaamsweefsels in het nummer van 15 juli van het tijdschrift Cell.

Dr. Fris&eacuten en zijn team keken naar weefselmonsters van meer dan een dozijn overleden proefpersonen, van wie ongeveer de helft na het midden van de jaren zestig was geboren.

Elk soort weefsel heeft zijn eigen omzettijd, die op zijn minst gedeeltelijk gerelateerd is aan de werkbelasting die door zijn cellen wordt verdragen. Epidermische cellen, die de gemakkelijk beschadigde huid van het lichaam vormen, worden ongeveer elke twee weken gerecycled. Rode bloedcellen, die constant in beweging zijn op hun reis door de bloedsomloop, duren slechts 4 maanden. Wat betreft de lever, de ontgifter van het menselijk lichaam, de levensduur van de cellen is vrij kort - een volwassen menselijke levercel heeft een omzettijd van 300 tot 500 dagen.

Cellen die het oppervlak van de darm bekleden, waarvan bij andere methoden bekend is dat ze slechts vijf dagen meegaan, behoren tot de kortste in het hele lichaam. Als we ze negeren, is de gemiddelde leeftijd van darmcellen 15,9 jaar, ontdekte dr. Fris&eacuten. Skeletcellen zijn iets ouder dan een decennium en cellen uit de spieren van de ribben hebben een gemiddelde leeftijd van 15,1 jaar. Toen we in de hersencellen keken, waren alle monsters uit de visuele cortex, het gebied dat verantwoordelijk is voor het verwerken van het gezichtsvermogen, zo oud als de proefpersonen zelf, wat het idee ondersteunt dat deze cellen niet regenereren. 'De reden dat deze cellen zo lang leven, is waarschijnlijk dat ze heel stabiel moeten worden bedraad', speculeert Fris&eacuten. Andere hersencellen hebben een kortere levensduur. Dr. Fris&eacuten ontdekte dat het hart als geheel wel nieuwe cellen aanmaakt, maar de omloopsnelheid van de hartspiercellen heeft hij nog niet gemeten. En de gemiddelde leeftijd van alle cellen in het lichaam van een volwassene kan volgens hem 7 tot 10 jaar zijn.

Waarom gaat de regeneratie dan niet eeuwig door, als het lichaam zo bij uitstek in staat blijft om zijn weefsels te vernieuwen? Sommige wetenschappers denken dat dit wordt verklaard door de opeenhoping van mutaties in het DNA, waardoor de informatie geleidelijk afneemt. Een andere theorie geeft de schuld aan mitochondriaal DNA, dat de reparatiemechanismen mist die beschikbaar zijn voor de chromosomen, terwijl een derde theorie postuleert dat stamcellen, die de bron zijn van nieuwe cellen in elk weefsel, uiteindelijk zwak worden met de leeftijd.

'Het idee dat stamcellen zelf verouderen en minder goed in staat zijn om nageslacht voort te brengen, krijgt steeds meer steun', zegt dr. Fris&eacuten. Hij hoopt te zien of de regeneratiesnelheid van een weefsel vertraagt ​​naarmate een persoon ouder wordt, wat erop zou kunnen wijzen dat stamcellen een belemmering vormen voor onsterfelijkheid. Om de samenvatting van het Cell Journal paper te downloaden, alstublieft: klik hier Opmerkingen: Referentiedocument: Retrospective Birth Dating of Cells in Humans. Kirsty L. Spalding, Ratan D. Bhardwaj, Bruce A. Buchholz, Henrik Druid en Jonas Fris&eacuten. Cell, Vol 122, 133-143, 15 juli 2005.


Celveroudering - 'Een resultaat van verkorte telomeren'

Wat is celsenescentie?

Celveroudering is een fenomeen waarbij de cel helemaal niet meer deelt en bereikt wat bekend staat als “replicatieve senescentie” of de “Hayflick Limit”. Hayflick ontdekte dat cellen na een bepaald aantal celdelingen stoppen met delen, en dat alleen kankercellen blijven delen zonder waarneembare limiet. De anatoom Leonard Hayflick gelooft dat zijn Hayflick-limiet concept verklaart waarom mensen ouder worden en verklaart veroudering op cellulair niveau.

Dit is professor Leonard Hayflick, die ontdekte dat '8220normale' menselijke cellen een celdelingslimiet hebben.

Replicatieve veroudering kan worden geactiveerd wanneer de telomeren van een cel te kort zijn geworden. Een andere manier waarop replicatieve celveroudering wordt geactiveerd, is door DNA-schade. DNA kan worden beschadigd door de verhoogde kwetsbaarheid van genen door verkorte telomeren, blootstelling aan verhoogde niveaus van reactieve zuurstofsoorten, de activering van oncogenen (ook bekend als ''8220kankergenen'8221) en/of cel-tot-celfusie.

Doel van celveroudering

Men zou kunnen interpreteren dat het doel van het stoppen van celdeling een veiligheidsmaatregel is die senescente cellen nemen om te voorkomen dat ze meer mutatie-genetische defecten ophopen en daardoor kankerachtig worden. Specifiek produceren verouderde cellen cytokinen en andere signaalstoffen die de groei ervan stoppen [1]:

Hoewel er geen universele marker is geïdentificeerd die alleen in senescente cellen tot expressie wordt gebracht, lijken de meeste senescente cellen p16 Ink4a tot expressie te brengen, een cycline-afhankelijke kinaseremmer en tumorsuppressor die groeistilstand afdwingt door Rb [retinoblastoma-eiwit] te activeren. Bovendien is bekend dat de expressie van p16 Ink4a toeneemt met veroudering in verschillende knaagdier- en menselijke weefsels.

En hoewel verouderde cellen zich niet vermenigvuldigen, blijven ze metabolisch actief. Ze gaan niet meteen dood. Dus wat er normaal gesproken gebeurt, is dat het aantal verouderde cellen in onze lichaamsweefsels toeneemt met het ouder worden. Vooral omdat onze cellen meer delingen hebben ondergaan naarmate we ouder worden, wat betekent dat er een groot aantal cellen is met verkorte telomeren.

Celveroudering speelt een rol bij veroudering

Maar de ophoping van verouderde cellen begint uiteindelijk een probleem te worden. Deze niet-replicatieve cellen functioneren niet meer normaal en kunnen hun rol in het lichaam niet efficiënt spelen. Ze lijken een beetje op de roest die op een stalen constructie begint te verschijnen. Although the rust is still a part of the steel, they lose their functional strength and make the steel structure weaker than before. Likewise, senescent cells are the weak link in our body that puts the integrity of our health in danger.

Specifically, the accumulation of senescent cells in our body leads to many age-related diseases, such as type 2 diabetes & atherosclerosis. That’s because the senescent beta cells in the pancreas do not produce insulin, and senescent blood vessel cells are no longer as elastic as they used to be- deteriorating, growing bigger, and thickenings to cause atherosclerosis & atherosclerosis plaques.

Another consequence for the existence of senescent cells is that they secrete pro-inflammatory chemicals which adds up the level of chronic systemic inflammation present in the body. Chronic systemic inflammation is associated with further telomere deterioration.

The interesting thing is that the elimination of senescent cells leads to a delay and some reversal of age-related physiological disorders. For example, scientists have observed that killing off the senescent cells in a mouse progeroid model (progeroid refers to genetic disorders that mimic aging) in vivo can delay age-related tissue dysfunction, including cataract formation, lipodystrophy, and lordokyphosis. Other tissues, such as adipose tissue, skeletal muscle and eye, also show delays in age-related pathologies. [1]

By delaying age-related pathologies through the clearance of senescent cells, you can conclude that cell senescence has a significant role in aging. So by reducing the senescent cell presence, you may be able to achieve some level of life extension and reduced symptoms of aging. One method is to induce apoptosis to those senescent cells. Another method would have to be figuring out ways to lengthen a chromosome’s telomeres- or at least slow down the rate at which telomeres shorten.


Nerve

Nerve tissue is composed of nerve cells called neurons and glial cells. Neurons are specialized for the conduction of nerve impulses a typical neuron consists of a cellichaam which contains the nucleus a number of short fibers &mdash dendrieten &mdash extending from the cell body and a single long fiber, the axon. The nerve impulse is conducted along the axon. The tips of axons meet other neurons at junctions called synapses, muscles (called neuromuscular junctions) and glands.

Glial cells surround neurons. Once thought to be simply support for neurons (glia = glue), they turn out to serve several important functions. There are three types:

  • Schwann-cellen. These produce the myelin sheath that surrounds many axons in the peripheral nervous system.
  • Oligodendrocyten. These produce the myelin sheath that surrounds many axons in the central nervous system (brain and spinal cord).
  • Astrocyten. These, often star-shaped cells are clustered around synapses and the nodes of Ranvier where they perform a variety of functions such as:
    • modulating the activity of neurons
    • supplying neurons with materials (e.g. glucose and lactate) as well as some signaling molecules
    • regulating the flow of blood to their region of the brain. It is primarily the metabolic activity of astrocytes that is being measured in brain imaging by positron-emission tomography (PET) and functional magnetic resonance imaging (fMRI).
    • pruning away (by phagocytosis) weak synapses

    In addition, the central nervous system contains many microglia &mdash mobile cells (macrophages) that respond to damage (e.g., from an infection) by engulfing cell debris and secreting inflammatory cytokines like tumor necrosis factor (TNF-&alpha) and interleukin-1 (IL-1). Microglia are also active in the healthy brain, at least in young mice where, like astrocytes, they engulf synapses thus reducing the number of synapses in the developing brain.


    Bekijk de video: Why do rats have short lifespans? (December 2021).