غشای باریکی که سلول‌های ما را احاطه می‌کند، تنها ۵ نانومتر ضخامت دارد که معادل یک بیستم عرض یک حباب صابون است. این غشا به علت فعالیت‌های فیزیولوژیکی روزانه، مانند حرکت‌های عضلانی و آسیب‌های وارده به بافت‌ها، در معرض خطرات مختلفی قرار دارد.
پاسخ به این آسیب‌پذیری، سلول‌ها دارای یک سیستم ترمیم‌کننده هستند که قادر به تعمیر آسیب‌های وارده به غشای سلولی است.
تا قبل از این، فکر می‌شد که آسیب مکانیکی به غشای سلول تنها دو نتیجه سلولی ساده دارد: مرگ یا بهبود. اما یک مطالعه جدید نشان داده است که ممکن است یک نتیجه سوم رخ دهد، و آن پیری سلولی است.
پروفسور کیکو کُنو، رئیس واحد غشا‌شناسی و نویسنده ارشد این مقاله، اظهار داشت: «هنگامی که این پروژه را آغاز کردم، هدفم فقط درک مکانیسم‌های تعمیر غشای سلولی آسیب‌دیده بود.»
مکانیسم‌های تعیین سرنوشت سلولی
کلید تعیین سرنوشت سلول تا حدی به آسیب و یون کلسیمی بستگی دارد که به وفور ترشح می‌شود. آسیب ظریف به غشای نازک سلولی به راحتی قابل ترمیم است و به سلول‌ها اجازه می‌دهد که بدون مشکلی عملیات تقسیم سلولی را انجام دهند.
اما اگر آسیب وارد شده به غشای سلولی سطح بالایی داشته باشد، منجر به مرگ سلول می‌شود. با این حال، اگر سطح آسیب وارده به غشای سلولی متوسط باشد، حتی اگر به نظر برسد که ترمیم سلولی موفقیت‌آمیز بوده، چند روز بعد سلول دچار سالخوردگی می‌شود.
سلول‌های سرطانی به طور نامحدود تقسیم می‌شوند. در مقابل، سلول‌های طبیعی غیرسرطانی ظرفیت محدودی برای تقسیم سلولی دارند – حدود ۵۰ برابر قبل از اینکه تقسیم به طور غیرقابل برگشت متوقف شود و سلول‌ها وارد حالتی به نام پیری سلولی شوند.
سلول‌های پیر هم‌چنان فعالیت متابولیکی دارند اما برخلاف سلول‌های جوان و سالم، پروتئین‌های ترشحی مختلفی تولید می‌کنند که واکنش‌های سیستم ایمنی به بافت‌های مجاور و اندام‌های دوردست را مختل می‌کند. این مکانیسم می‌تواند منجر به تغییرات مفید و خطرناک در بدن شود که از آن جمله می‌توان به افزایش طول مدت بهبود زخم، انتشار سرطان و پیری اشاره کرد.
در طی یک دهه گذشته، مطالعات متعددی گزارش داده بودند که پیری سلولی در بدن حیوانات از جمله انسان‌ها وجود دارد و اینکه حذف سلول‌های پیر در بدن حیوانات آزمایشگاهی توانسته عملکردهای بدنی آن‌ها را جوان‌سازی کند.
دستیابی به دید جدیدی درباره پیری سلولی
اما با وجود این، علت پیری سلولی در بدن انسان هنوز یکی از مباحث جالب بحث‌برانگیز است. پروفسور کُنو می‌گوید: “بیان ژنی و بیو‌انفورماتیک نشان می‌دهند که آسیب وارد شده به غشای سلولی می‌تواند منبع پیری سلولی در بدن، به خصوص در نزدیکی بافت آسیب‌دیده، را توضیح دهد.”
یکی از اثبات‌شده‌ترین عواملی که به پیری در سطح سلولی منجر می‌شود، افزایش تقسیم سلولی است. بسیاری از فشارهای دیگر در محیط آزمایشگاه، از جمله آسیب به دی.ان.ای، فعال‌شدن آنکوژن‌ها [ژن‌های تومورزا] و تغییرات اپی‌ژنتیک، نیز به پیری در سطح سلولی منجر شده‌اند.
یک تعصب بلندمدت نیز وجود دارد که اشاره می‌کند استرس‌های متعدد می‌توانند در نهایت از طریق فعال‌سازی واکنش‌های تخریبی دی.ان.ای به پیری سلولی منجر شوند. با این حال، نویسندگان کشف کردند که آسیب غشای سلولی از طریق مکانیسم متفاوتی که شامل یون‌های کلسیم و ژن p53 سرکوبگر تومور است، باعث پیری سلولی می‌شود. این یافته‌ها می‌تواند به توسعه استراتژی‌هایی برای افزایش طول عمر سالم در آینده کمک کند.
