Hücrelerimiz, sadece 5 nanometre kalınlığında, bir sabun kabarcığının 1/20’si kadar ince bir zarla çevrilidir. Kas kasılmaları ve doku hasarı da dahil olmak üzere fizyolojik faaliyetler hücrelere kolayca zarar verebilir. Bu tür hasarlarla başa çıkmak için hücreler, zar hasarını belirli bir derecede onarabilen mekanizmalara sahiptir.
Hücre zarının mekanik hasarı daha önce hücrenin iki basit sonucunu tetiklediği düşünülüyordu: iyileşme veya ölüm. Ancak bu çalışmada, araştırmacılar hücresel yaşlanma olarak adlandırılan üçüncü bir sonucu ortaya çıkardılar.
Bu çalışmanın kıdemli yazarı olan Membranoloji biriminin başkanı Profesör Keiko Kono, bu projeye başladığımda sadece hasarlı hücre zarının onarım mekanizmalarını anlamayı hedeflediğini söylüyor. Bir şekilde, hücre zarı hasarının hücre kaderini değiştirdiğini keşfetmekle sonuçlandık, diye ekliyor.
Hücre kaderini belirlemede anahtar, hasarın derecesi ve ardından gelen kalsiyum iyonu akışıdır. İnce hücre zarı hasarı kolayca onarılabilir, böylece hücreler sorunsuz bir şekilde hücre bölünmesine devam eder. Hücre zarının en yüksek düzeyde hasarı hücre ölümüne neden olur. Ancak orta düzeyde hücre zarı hasarı, zarın yeniden kapanmasının başarılı görünmesine rağmen, hücreleri birkaç gün sonra yaşlanmış hücrelere dönüştürür.
Kanser hücreleri sınırsızca bölünür. Bununla birlikte, kanser olmayan normal hücrelerin hücre bölünmesi için sınırlı bir kapasitesi vardır – bölünme geri dönüşü olmaz şekilde durdurulmadan önce yaklaşık 50 kez bölünme yapar ve hücreler hücresel yaşlanma olarak adlandırılan bir duruma girer. Yaşlanmış hücreler hala metabolik olarak aktiftir, ancak genç ve sağlıklı hücreler gibi çeşitli salgılayıcı proteinler üretirler ve hem yakındaki dokularda hem de uzak organlarda immün yanıtları artırırlar. Bu mekanizma, yara iyileşmesinin hızlanması, kanserin teşvik edilmesi ve yaşlanma dahil vücudumuzda hem faydalı hem de zararlı değişikliklere neden olabilir. Son on yılda, birçok çalışma, insanlar dahil olmak üzere hayvan vücutlarında yaşlanmış hücrelerin var olduğunu ve yaşlanmış hücrelerin uzaklaştırılmasının deneysel hayvanlarda vücut fonksiyonlarının gençleşmesine yol açabileceğini bildirmiştir. Bununla birlikte, insan vücudundaki hücresel yaşlanmanın nedeni hala tartışmalı bir konudur. Profesör Kono, gen ifade profili ve biyoinformatik, hücre zarı hasarının, özellikle hasarlı dokulara yakın olan hücrelerin vücudumuzdaki yaşlanmış hücrelerin kaynağını açıkladığını belirtiyor.
Hücresel yaşlanmanın en iyi tanımlanan tetikleyicisi tekrarlayan hücre bölünmesidir. Bir laboratuvar ortamında DNA hasarı, onkogen aktivasyonu ve epigenetik değişiklikler gibi birçok stres de hücresel yaşlanmaya neden olur. Araştırmacılar, farklı bir mekanizma kullanarak hücre zarı hasarının kalsiyum iyonları ve tümör baskılayıcı gen p53 ile birlikte hücresel yaşlanmaya neden olduğunu ortaya çıkardılar. Bu bulgular gelecekte sağlıklı bir uzun ömür stratejisi geliştirmeye katkıda bulunabilir.