В течение всей жизни происходит обновление большинства клеток и тканей организма человека. Данный процесс обеспечивается клеточным делением и образованием того или иного типа клеток из стволовых клеток. Жизненный цикл, как и сама возможность обновления клеток, зависят от их вида. В то время как одни клетки живут только несколько дней, другие не меняются годами, а некоторые не обновляются вовсе.
Исследование продолжительности жизни клеток
Продолжительность существования клеток с малым сроком жизни была определена внедрением веществ, испускающих свечение - таким способом клетки становятся мечеными и удобными для наблюдения. Для определения жизненного цикла клеток с большим сроком существования использовалось измерение уровня изотопа углерод-14. Данное вещество содержится в атмосфере и поглощается растениями, далее попадает в организм человекам (в процессе пищеварения), и углерод-14 встраивается в ДНК каждой новой клетки. Когда клетка делится, ДНК, которая передается в новую клетку, содержит определенный уровень изотопа, соответствующий концентрации вещества в атмосфере на тот момент.
Таким образом, углерод-14 играет роль временной метки, по которой ученые определяли время появления клетки, так как процентное содержание изотопа в воздухе постоянно регистрируется.
Продолжительность жизни клеток и тканей
По результатам исследований, средний возраст всех клеток в организме взрослого человека может составлять от 7 до 10 лет. Такой усредненный результат породил утверждение, что организм полностью обновляется каждые 7 лет. На самом деле, каждый тип клеток имеет свою продолжительность жизни.
Клетки и ткани желудочно-кишечного тракта и печени
Самое короткое существование у клеток эпителия желудка и кишечника - до 5 дней. Быстрый цикл обновления связан с воздействием желудочного сока, желчи и пищеварительных ферментов. Если рассмотреть ткани кишечника без учёта эпителия, то средний их возраст составит 15-16 лет. Обновление гепатоцитов занимает от 300 до 500 дней.
Ткани кожи
Эпидермис, поверхностный защитный слой кожи, обновляется каждые 2 недели. Новые клетки растут в нижнем слое кожного покрова и постепенно вытесняют старые.
Клетки крови
Эритроциты крови существуют 4 месяца, а лейкоциты и тромбоциты - около 10 дней. Полное обновление элементов крови занимает до 150 дней. При этом новые клетки, постепенно развиваясь, сосуществуют со старыми.
Клетки сердца
Долгое время считалось, что ткани сердечной мышцы не обновляются и не восстанавливаются. Но, по современным исследованиям, мышцы сердца полностью обновляются за 20 лет.
Кости и мышцы
Клетки костей развиваются и восстанавливаются постоянно, но весь процесс занимает до 10 лет. Клетки и ткани скелетных мышц живут до 15 лет.
Органы зрения
Ткани хрусталика не могут восстанавливаться. Клетки, составляющие её, живут столько же, сколько и человек, постепенно истончаясь и старея. Этим объясняется возрастное ухудшение зрения, связанное с искривлением и помутнением хрусталика, и развитие катаракты. К восстановлению способна другая ткань глаза - роговица, клетки которой живут 7-10 дней.
Головной мозг
При изучении клеток зрительной коры мозга, их возраст соответствовал возрасту человека. Но при этом новые нейроны могут образовываться в других участках мозга - гиппокампе и обонятельной луковице. Клетки нервной системы не имеют определенного срока жизни, и появление новых нейронов не связано с клеточным циклом. Продолжительность работы нейронов и продукция новых клеток зависит от состояния нервной системы, физической и умственной активности.
Несмотря на то, что большинство клеток и тканей постоянно обновляется, с возрастом происходит замедление процессов восстановления. Это связано с накоплением мутаций в ДНК и ослаблением трансформации стволовых клеток.
Литература.
-
Ю.Фролов. Сколько вам лет?// Наука и техника. - 2010. - №10. - С.28.
-
Акашева Д. У. и др. Сердце и возраст (часть I): теории старения, морфологические изменения //Кардиоваскулярная терапия и профилактика. – 2013. – Т. 12. – №. 1.
-
Чумакова С. П. и др. Особенности физиологии эритроцитов. Гемолиз и эриптоз //Гематология и трансфузиология. – 2018. – Т. 63. – №. 4.