גבול הייפליק

תאי סיב (פיברובלסטים) של עכבר - השוואה בין תאים צעירים שעדיין מתחלקים (למעלה), לתאים זקנים ו"מקומטים" שהפסיקו להתחלק (למטה)

גבול הייפליק (באנגלית: Hayflick Limit) הוא מספר הפעמים המקסימלי בהן תא ביולוגי איקריוטי (בעל גרעין), בריא, רגיל כלשהו מסוגל להתחלק, בתנאים אופטימליים, בטרם ימות באופן "טבעי". מקובל לנקוב במספר של כחמישים חלוקות בתור מספר גבולי זה בתא אנושי, כאשר בתא שכזה מדובר בדרך כלל בפרק זמן של כמאה ועשרים שנים עד סיומן של כחמישים החלוקות הללו. אצל בעלי חיים אחרים, גבול הייפליק הוא בדרך כלל נמוך יותר, אך אצל צבים למשל, מגיע הגבול לכ-90 חלוקות. "גבול הייפליק" התגלה על ידי המדענים האמריקאים לאונרד הייפליק ופול מורהד ב-1961.

הגילוי

עד מחקרם התקדימי של הייפליק ומורהד מקובל היה כי כל תא ביולוגי מסוגל לחיות לנצח, אם רק יתנו לו תנאי חיים אופטימליים. דעות חורגות, כמו זו שהשמיעו ופרסמו הביולוג הגרמני אוגוסט וייסמן עוד בסוף המאה ה-19, אירל סווים באמצע שנות החמישים, ואחרים, נדחו. גם מאמרם הראשון של הייפליק ומורהד ב-1961 נדחה תחילה, אולם בסוף אותה שנה הוא התפרסם ושינה את הראיה המדעית המקובלת, אם כי עד היום לא ננטשה לחלוטין התאוריה הנוגדת וישנם חוקרים המחזיקים בה וטוענים כי בנסיבות הנכונות ובתנאים המתאימים ניתן להוכיח כי גבול הייפליק איננו קיים כלל או לפחות שניתן לחצותו.

הייפליק ומורהד מצאו כי אין זה משנה עד כמה טובים יהיו תנאי חייהם של התאים, הם יכולים להתחלק שוב ושוב רק עד מספר מסוים קבוע של פעמים ולא יותר. מצוי בתוכם "שעון מוות", שבאותה עת היו מהותו ודרך פעולתו בלתי ידועות לחלוטין, הסופר את החלוקות ומפסיק אותן, בתא אנושי לאחר החלוקה החמישים בערך. לעניין זה, מסתבר כי גם אם יוקפאו התאים אחרי מספר חלוקות, הפשרתם תחדש את הספירה בדיוק מהנקודה בה הופסקה, כלומר, הם "יזכרו" כמה חלוקות נותרו להם ולא יעברו את המספר הכולל הזה.

"שעון המוות" התאורטי של הייפליק ומורהד, הטלומר, התגלה על ידי אליזבת בלקברן וג'וזף גאל באמצע שנות השבעים. הם פרסמו את תגליתם ברבים במאמר מ-1978. בלקברן זכתה ב-2009 בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה בגין תגליתה זו. הסתבר שהטלומרים מתקצרים מדי חלוקה של התא, כך שבהגיעם לאורך מינימלי מסוים נעצרת חלוקתו. התאים שאינם מתחלקים עוד הם תאים זקנים, וביולוגים רבים טוענים שזהו מנגנון ההזדקנות של האורגניזם כולו, או לפחות אחד החשובים במנגנוני ההזדקנות הביולוגית.

פורצי הגבול

במשך השנים שעברו מאז תגלית זו התגלו לה גם יוצאים אחדים מהכלל: תאים ואורגניזמים הפורצים את גבול הייפליק. תאי הרבייה או המין, הזרע והביצית, כמו גם תאי סרטן למשל, הם בני אלמוות, ואינם כפופים לגבול הייפליק.

במישור אחר, אף כי עדיין ברמה התאית, התגלה ב-1984 כי תאי גזע שטרם התמיינו ולפניהם עדיין שורה ארוכה של חלוקות, כמו גם תאי סרטן, מכילים בתוכם אנזים בשם טלומראז, המונע את התקצרות הטלומרים. לפיכך, אין הם כפופים לגבול הייפליק. מגלי הטלומראז, ביניהם אליזבת בלקברן מגלת הטלומר, זכו בפרס נובל בגין תגליתם זו. אם גבול הייפליק נובע וקשור לאורך הטלומרים, אזי הארכת הטלומרים או מניעת התקצרותם מידי חלוקה אמורה לאפשר את חציית גבול הייפליק, הגדלת מספר החלוקות התאיות והארכת משך חיי התא לפני הזדקנותו, או אפילו מניעתה לחלוטין. במחקרים אחרים התגלה כי גם דיפפטיד (שתי חומצות אמינו, שהן אבני היסוד של החלבונים) בשם קרנוזין מסוגל להאט ואף לעצור את התקצרות הטלומרים מידי חלוקה ובכך להרחיק את גבול הייפליק.

ברמת האורגניזם השלם, התגלה כי המדוזה הזעירה Turritopsis nutricula היא אחד האורגניזמים היחידים שלכאורה אינם כפופים לגבול הייפליק. בעל חיים זה מתבגר מינית ומסוגל לחזור אחורה בהתפתחותו לשלב הפוליפ ולעשות זאת שוב ושוב, לכאורה לנצח. מסיבה זו הוא מכונה "המדוזה בת האלמוות". גם לגבי ההידרה, יצור מים מתוקים זעיר בגודל דומה, הועלתה טענה כי איננו כפוף לגבול הייפליק ואיננו מזדקן ביולוגית. יש לציין עם זאת, כי כעשור שנים לאחר פרסומו של המחקר ובו הטענה הזו, טען חוקר אחר כי המסקנה אינה נכונה וכי ההידרה כן מזדקנת ביולוגית.

גם לובסטר הוא בין בעלי החיים הבודדים שנמצא כי לכאורה אינם מזדקנים כלל, כלומר, גבול הייפליק איננו חל עליהם. דומים לו ככל הנראה גם סוגים מסוימים של צבים ואולי גם יסעורון אטלנטי. ישנם חוקרים המייחסים את העדר ההזדקנות והעדר גבול הייפליק אצל בעלי חיים אלה, לקיומו של טלומראז בכל תאיהם, בניגוד למצב אצל כמעט כל בעלי החיים האחרים ובהם האדם. לפי הטענה הזו, הטלומראז מונע מהטלומרים בתאיהם להתקצר ובכך מונע מהם להזדקן ופורץ את גבול הייפליק.

ראו גם

• אפופטוזה
• אנטי אייג'ינג
• סינתיה קניון

לקריאה נוספת

• West Michael, The Immortal Cell, One Scientist’s Quest to solve the Mystery of Human Aging, Doubleday, NY, 2003
• Gavrilov L.A., Gavrilova N.S., The Biology of Life Span, A Quantitative Approach, NY: Harwood Academic Publishers, 1991
• Leonard Hayflick, How and Why We Age, Ballantine Books, NYC, 1994
• לנארד הייפליק, "כיצד ומדוע אנו מזדקנים?", הוצאת מגנס, תרגום: עמנואל לוטם, 1999.

קישורים חיצוניים

• תמצית מאמרם של הייפליק ומורהד, Experimental Cell Research,‏ כרך 25, חוברת 3, דצמבר 1961
• "לעצור את מחוגי הזמן. האם נוכל להאריך את חיינו לנצח?", ד"ר רונית נחום, באתר Aticle
• איליה סטמבלר, "היסטוריה קצרה של המאבק לחיים ארוכים", 25 באוקטובר 2009, באתר סינגולריות
• "סנותרפיה - סילוק תאים זומביים", רשומה בבלוג "גם מעץ החיים"