De limiet van Hayflick

De Hayflick Limiet wat is dat? Wanneer we door een huidbioptie verkregen fibroblasten (bindweefselcellen) in een kweekschaaltje gaan kweken, uiteraard op een geschikte voedingsbodem die we regelmatig verversen, dan zullen deze cellen zich net zo lang delen tot ze als een aaneengesloten laagje cellen de hele bodem van het schaaltje bedekken.

Als de cellen elkaar overal raken, of de rand van het schaaltje bereiken, dan stoppen ze met groeien. Dit verschijnsel wordt “contactinhibitie” genoemd. Contactinhibitie is een hele prettige eigenschap van cellen die te maken heeft met het vervullen van hun natuurlijke taak in het lichaam. Want als een bepaald weefsel zijn juiste omvang bereikt heeft moeten de cellen ophouden met delen, anders zou er een gezwel ontstaan.

Het delingsvermogen van cellen blijkt door contactinhibitie niet verdwenen te zijn. Dat kunnen we vaststellen wanneer we uit het oorspronkelijke petrieschaaltje een groepje cellen wegsnijden en in een ander schaaltje leggen. Dan zullen die cellen weer hetzelfde proces uitvoeren uiteraard als we de juiste leef omstandigheden hebben. Dit overplanten van het ene naar het andere schaaltje kunnen we herhalen. Steeds met hetzelfde resultaat, maar niet eindeloos blijkt.

Want op een gegeven moment gaat het mis. Er blijkt dus een grens te zijn aan het vermogen van cellen om zich te delen.

Leonard Hayflick

In 1965 ontdekte de Amerikaanse onderzoeker Leonard Hayflick dat fibroblasten, die hij zoals beschreven een aantal keer had doorgekweekt, trager gingen groeien en delen. Op een gegeven moment lukte het doorkweken helemaal niet meer en stopten de cellen definitief met delen en gingen uiteindelijk zelfs dood.
Hayflick ontdekte dat de fibroblasten van baby’s zo’n 50 delingsrondes konden uitvoeren, maar die van volwassenen minder. Het leek erop dat zij hun vermogen tot delen al voor een deel verbruikt hadden.

Wat dit fenomeen voor gevolgen heeft voor onze huid en haar behandelingen bespreken we uitvoerig tijdens een cursusdag van onze A Fortio Basisspecialisatie Intelligent Skin Care ®.

De biologische klok

Het verschijnsel van de Hayflick-limiet wijst erop dat er in de cellen een soort ingebouwde klok bestaat, die de maximale levensduur bepaalt.

Alle cellen in ons lichaam, rode bloedcellen uitgezonderd, bevatten een celkern met 23 paar chromosomen.
Elk chromosoom bestaat uit één hele lange draad DNA die is geformeerd volgens de inmiddels algemeen bekend geworden dubbele helixstructuur.

Genen zijn de functionele gebieden op deze lange DNA-moleculen. Via een aantal stappen produceren genen twee types eiwitten:

Structurele eiwitten; deze bepalen de architectuur van de cel.
Functionele eiwitten; deze reguleren de chemische reacties in een cel.

Cellen worden dus bestuurd vanuit de kern van de cel.

Hayflick kwam er door een aantal simpele proeven achter dat het mechanisme dat verantwoordelijk is voor het aantal cellulaire delingsrondes met celdood als onverbiddelijk gevolg (onze biologische klok) zich in de celkern, dus in het DNA van de cel bevindt.

Conclusie: de grens aan het delingsvermogen van cellen en dus aan het biologisch functioneren van organismen wordt gereguleerd vanuit de celkern.
Maar hoe?
Met de ontdekking van het verschijnsel ’telomeren’ kwam hier meer duidelijkheid in.

Telomeren

De uiteinden van chromosomen, die telomeren worden genoemd hebben al meer dan twintig jaar de aandacht van onderzoekers. Telomeren worden na elke celdeling korter, ongeveer 100 tot 200 nucleotiden. Na veel celdelingen zijn de telomeren zo verkort dat de functie niet meer uitgevoerd kan worden. In deze cellen wordt er een DNA-damage response geactiveerd waarna de cel in replicative senescence terecht komt. Dit mechanisme beschermt de cel tegen ongecontroleerde celdeling.

Zijn de telomeren op, dan sterft de cel. Dit fenomeen is een afdoende verklaring voor de eindige levensduur van de mens en de meeste diersoorten.