Durata de viaţă a omului este legată de îmbătrânirea celulelor din organism care urmează o cascadă de modificări moleculare pe parcursul întregii lor durate de viaţă până când, în cele din urmă, degenerează şi mor. Oamenii de ştiinţă se străduiesc să încetinească procesul de îmbătrânire pentru o prelungire sănătoasă a vieţii. Acum, o echipă de cercetători din Japonia a descoperit că unul dintre factori care duce la îmbătrânirea celulelor este deteriorarea membranelor celulare.
Un nou studiu a descoperit că deteriorarea membranei celulare poate induce senescenţa celulară (îmbătrânirea) în celulele umane.
Cercetătorii de la Institutul de Ştiinţă şi Tehnologie din Okinawa (OIST), în colaborare cu cercetători de la Universitatea din Tokyo, Universitatea din Nagoya şi Universitatea din Nagoya City, au descoperit că deteriorarea membranei celulare promovează senescenţa celulară sau îmbătrânirea celulelor.
Studiul lor a fost publicat recent online în revista Nature Aging, iar articolul va fi prezentat pe coperta a ediţiei de print din martie a revistei.
Celulele umane sunt înconjurate de o membrană fragilă cu o grosime de numai 5 nanometri, 1/20 dintr-un balon de săpun.
Celulele sunt uşor de deteriorat de activităţile fiziologice, inclusiv contracţia musculară şi rănirea ţesuturilor.
Pentru a face faţă acestor daune, celulele sunt echipate cu mecanisme care pot repara într-o anumită măsură leziunile membranare.
Anterior, se credea că deteriorarea mecanică a membranei celulare declanşează două procese celulare simple: refacerea sau moartea.
În acest studiu, însă, cercetătorii au descoperit un al treilea rezultat - senescenţa celulară.
„Când am început acest proiect, am urmărit pur şi simplu să înţeleg mecanismele de reparare a membranei celulare deteriorate", spune prof. Keiko Kono, şefa Unităţii de Membranologie de la OIST şi autoarea principală a acestui studiu.
„În mod neaşteptat, am ajuns să descoperim că deteriorarea membranei celulare, într-un fel, schimbă soarta celulelor", precizează cercetătoarea japoneză.
Cheia în determinarea destinului celular este dată de amploarea deteriorării şi influxul ulterior de ioni de calciu.
Deteriorarea membranei subţiri celulare poate fi reparată cu uşurinţă, permiţând celulelor să continue diviziunea celulară fără probleme.
Cel mai înalt nivel de deteriorare a membranei celulare induce moartea celulară.
Cu toate acestea, un nivel mediu de deteriorare a membranei celulare transformă celulele în celule senescente câteva zile mai târziu, chiar dacă resigilarea membranei pare să aibă succes.
Celulele canceroase se divid în mod nelimitat. În schimb, celulele normale necanceroase au o capacitate limitată de diviziune celulară - de aproximativ 50 de ori înainte ca diviziunea să fie oprită ireversibil, iar celulele să intre într-o stare cunoscută sub numele de senescenţă celulară.
Celulele senescente sunt încă active din punct de vedere metabolic, dar, spre deosebire de celulele tinere şi sănătoase, ele produc diverse proteine secretorii care reglează răspunsurile imune atât în ţesuturile din apropiere, cât şi în organele îndepărtate.
Acest mecanism poate induce schimbări atât benefice, cât şi dăunătoare în organismul uman, inclusiv accelerarea vindecării rănilor, promovarea cancerului şi îmbătrânirea.
În ultimul deceniu, numeroase studii au raportat că celulele senescente există în organismul animalelor, inclusiv în cel al oamenilor, şi că îndepărtarea celulelor senescente poate întineri funcţiile organismului la animalele de laborator.
Cu toate acestea, cauza senescenţei celulare în corpul uman rămâne un subiect controversat.
„Profilul de expresie genetică şi bioinformatica au sugerat că deteriorarea membranei celulare explică originea celulelor senescente din corpul nostru, în special a celor din apropierea ţesuturilor deteriorate", explică prof. Kono.
Cel mai bine cunoscut factor care induce senescenţa celulară este diviziunea celulară repetată.
Multe alte stresuri induc, şi ele senescenţa celulară într-un cadru de laborator, cum ar fi deteriorarea ADN-ului, activarea oncogenei şi modificările epigenetice.
Teoria de lungă durată în domeniul cercetării a fost că diversele stresuri induc senescenţa celulară în cele din urmă prin activarea răspunsului la deteriorarea ADN-ului.
Cu toate acestea, autorii acestui studiu au descoperit că deteriorarea membranei celulare induce senescenţa celulară printr-un mecanism diferit, care implică ionii de calciu şi gena supresoare de tumori p53.
Aceste descoperiri pot contribui la dezvoltarea unei strategii pentru a obţine o longevitate sănătoasă în viitor.
