Hayflick limit nebo limit ( angl. Hayflick limit ) - hranice počtu dělení somatických buněk , pojmenovaná po svém objeviteli Leonardu Hayflickovi . V roce 1961 [1] Hayflick pozoroval, jak lidské buňky dělící se v buněčné kultuře umírají asi po 50 děleních a vykazují známky stárnutí , když se blíží této hranici.
Tato hranice byla nalezena v kulturách všech plně diferencovaných buněk jak lidí , tak jiných mnohobuněčných organismů . Maximální počet buněčných dělení se liší v závislosti na jejím typu a ještě více se liší v závislosti na organismu, kterému tato buňka patří. Pro většinu lidských buněk je Hayflickův limit 52 dělení.
Hayflickova hranice je spojena se zmenšením velikosti telomer , úseků DNA na koncích chromozomů . Jak víte, molekula DNA je schopna replikace před každým buněčným dělením. Zároveň se po každém buněčném dělení zkracují telomery na jeho koncích. Telomery se zkracují velmi pomalu - o pár (3-6) nukleotidů na buněčný cyklus, tedy na počet dělení odpovídající Hayflickově limitu, se zkrátí pouze o 150-300 nukleotidů. Čím kratší je tedy „telomerický ohon“ DNA, tím více dělení prošla, což znamená, že čím je buňka starší.
V buňce se nachází enzym telomeráza , jehož aktivita může zajistit prodloužení telomer a zároveň prodloužit životnost buňky. Buňky, ve kterých funguje telomeráza ( pohlavní buňky , rakovinné buňky ), jsou nesmrtelné. V běžných (somatických) buňkách, ze kterých se tělo převážně skládá, telomeráza „nepracuje“, proto se telomery s každým dělením buňky zkracují, což nakonec vede k její smrti v Hayflickově limitu, protože dalším enzymem je DNA polymeráza – neschopná replikovat konce molekuly DNA.
V současné době byla navržena epigenetická teorie stárnutí, která vysvětluje erozi telomer především aktivitou buněčných rekombináz, které se aktivují v reakci na poškození DNA způsobené především věkem podmíněnou depresí mobilních prvků genomu [2] . Když po určitém počtu dělení telomery zcela vymizí, buňka v určité fázi buněčného cyklu zamrzne nebo spustí program apoptózy , fenomén plánované destrukce buněk objevený v druhé polovině 20. století, který se projevuje ve zmenšení velikosti buněk a minimalizaci množství látky vstupující do mezibuněčného prostoru po její destrukci.
V zásadě byl experiment, který provedl Leonard Hayflick ve spolupráci s Paulem Mooreheadem, celkem jednoduchý: smíchali stejné části normálních samčích a samičích fibroblastů, které se lišily počtem prodělaných buněčných dělení (muž - 40 dělení, samičí - 10 dělení), takže že fibroblasty by bylo možné v budoucnu od sebe odlišit. Paralelně byla umístěna kontrola se 40 dnů starými samčími fibroblasty. Když se kontrolní nesmíšená populace samčích buněk přestala dělit, smíšená experimentální kultura obsahovala pouze samičí buňky, protože všechny samčí buňky již zemřely [3] . Na základě toho Hayflick dospěl k závěru, že normální buňky mají omezenou schopnost dělení, na rozdíl od rakovinných buněk, které jsou nesmrtelné [4] . Bylo tedy navrženo, že takzvané „mitotické hodiny“ jsou uvnitř každé buňky, a to na základě následujících pozorování:
V současnosti dominuje hledisko, které spojuje Hayflickův limit s projevem mechanismu potlačení tvorby nádorů, který vznikl u mnohobuněčných organismů. Jinými slovy, nádorové supresorové mechanismy, jako je replikativní stárnutí a apoptóza, jsou nepopiratelně užitečné v rané ontogenezi a zralosti, ale mimochodem způsobují stárnutí [5] [6] — omezují délku života v důsledku akumulace dysfunkčního senescentu. buněk nebo nadměrné odumírání funkčních [7] .