Τα κύτταρά μας περιβάλλονται από μια εύθραυστη μεμβράνη που έχει πάχος μόνο 5 νανόμετρα, το 1/20 μιας σαπουνόφουσκας. Τα κύτταρα καταστρέφονται εύκολα από φυσιολογικές δραστηριότητες, συμπεριλαμβανομένης της μυϊκής συστολής και του τραυματισμού των ιστών. Για να αντιμετωπίσουν τέτοιες βλάβες, τα κύτταρα είναι εξοπλισμένα με μηχανισμούς που μπορούν να επιδιορθώσουν τη βλάβη της μεμβράνης σε κάποιο βαθμό.
Παλαιότερα πιστευόταν ότι η μηχανική βλάβη στην κυτταρική μεμβράνη πυροδοτούσε δύο απλά κυτταρικά αποτελέσματα: ανάρρωση ή θάνατο. Σε αυτή τη μελέτη, ωστόσο, οι ερευνητές αποκάλυψαν ένα τρίτο αποτέλεσμα -την κυτταρική γήρανση.
«Όταν ξεκίνησα αυτό το έργο, είχα απλώς στόχο να κατανοήσω τους μηχανισμούς επιδιόρθωσης της κατεστραμμένης κυτταρικής μεμβράνης», λέει ο καθηγητής Keiko Kono, επικεφαλής της μονάδας Μεμβρανολογίας και ανώτερος συγγραφέας της μελέτης. «Απροσδόκητα, καταλήξαμε να ανακαλύψουμε ότι η βλάβη της κυτταρικής μεμβράνης, κατά μία έννοια, αλλάζει τη μοίρα των κυττάρων».
Η βλάβη της λεπτής κυτταρικής μεμβράνης μπορεί εύκολα να επισκευαστεί, επιτρέποντας στα κύτταρα να συνεχίσουν την κυτταρική διαίρεση χωρίς κανένα πρόβλημα. Ένα υψηλότερο επίπεδο βλάβης της κυτταρικής μεμβράνης προκαλεί κυτταρικό θάνατο. Ωστόσο, ένα μεσαίο επίπεδο βλάβης της κυτταρικής μεμβράνης μετατρέπει τα κύτταρα σε γηρασμένα κύτταρα αρκετές ημέρες αργότερα, παρόλο που η επανασφράγιση της μεμβράνης φαίνεται επιτυχής.
Τα καρκινικά κύτταρα διαιρούνται απεριόριστα. Αντίθετα, τα μη καρκινικά φυσιολογικά κύτταρα έχουν περιορισμένη ικανότητα για κυτταρική διαίρεση -περίπου 50 φορές προτού η διαίρεση σταματήσει μη αναστρέψιμα και τα κύτταρα εισέλθουν σε μια κατάσταση γνωστή ως κυτταρική γήρανση (αποκαλούνται μερικές φορές ζόμπι κύτταρα).
Τα γηρασμένα κύτταρα εξακολουθούν να είναι μεταβολικά ενεργά, αλλά σε αντίθεση με τα νεαρά και υγιή κύτταρα, παράγουν διάφορες εκκριτικές πρωτεΐνες που ρυθμίζουν προς τα πάνω τις ανοσολογικές αποκρίσεις τόσο στους κοντινούς ιστούς όσο και στα απομακρυσμένα όργανα. Αυτός ο μηχανισμός μπορεί να προκαλέσει τόσο ευεργετικές όσο και επιζήμιες αλλαγές στο σώμα μας, συμπεριλαμβανομένης της επιτάχυνσης της επούλωσης των πληγών, της προώθησης του καρκίνου και της γήρανσης.
Κατά την τελευταία δεκαετία, πολυάριθμες μελέτες έχουν αναφέρει ότι υπάρχουν γηρασμένα κύτταρα σε σώματα ζώων, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, και ότι η απομάκρυνση των γηρασμένων κυττάρων μπορεί να αναζωογονήσει τις λειτουργίες του σώματος σε πειραματόζωα. Ωστόσο, η αιτία της γήρανσης των κυττάρων στο ανθρώπινο σώμα παραμένει ένα αμφιλεγόμενο θέμα.
«Το προφίλ γονιδιακής έκφρασης και η βιοπληροφορική πρότειναν ότι η βλάβη της κυτταρικής μεμβράνης εξηγεί την προέλευση των γηρασμένων κυττάρων στο σώμα μας, ειδικά εκείνων που βρίσκονται κοντά σε κατεστραμμένους ιστούς», εξηγεί ο καθηγητής Kono.
Το μακροχρόνιο δόγμα στο ερευνητικό πεδίο ήταν ότι διάφορες πιέσεις προκαλούν κυτταρική γήρανση τελικά μέσω της ενεργοποίησης της απόκρισης βλάβης του DNA. Ωστόσο, οι συγγραφείς αποκάλυψαν ότι η βλάβη της κυτταρικής μεμβράνης προκαλεί κυτταρική γήρανση μέσω ενός διαφορετικού μηχανισμού που περιλαμβάνει ιόντα ασβεστίου και το ογκοκατασταλτικό γονίδιο p53.
Tα ευρήματα μπορεί να συμβάλουν στην ανάπτυξη μιας στρατηγικής για την επίτευξη υγιούς μακροζωίας στο μέλλον.
