Jak wątroba nieustannie dostosowuje się do potrzeb organizmu

Większość komórek wątroby tak sprawnie się odnawia, że praktycznie organ przez całe życie ma niecałe trzy lata. Naukowcy z Niemiec dokonali tego odkrycia dzięki technice stosowanej w archeologii i nuklearnym testom z lat 50.

Wątrobę można nazwać głównym chemicznym laboratorium organizmu. Jedno z jej zadań to neutralizacja toksyn i dlatego, ze względu na narażenie na liczne trujące substancje, ma zdolność do intensywnej regeneracji.

Nie było jednak wiadomo, jak narząd radzi sobie z odnawianiem w różnym wieku organizmu, a badania na zwierzętach przynosiły sprzeczne wyniki.

– Niektóre wskazywały, że komórki wątroby żyją długo, a inne, że są nieustannie wymieniane. Było dla nas jasne, że jeśli chcemy dowiedzieć się, co dzieje się u ludzi, musimy znaleźć sposób na bezpośrednią ocenę wieku komórek wątroby człowieka – mówi dr Olaf Bergmann z Drezdeńskego Uniwersytetu Technicznego.

Jego zespół składający się z biologów, fizyków, matematyków i lekarzy przeanalizował wątroby osób, które zmarły w wieku od 20 do 84 lat.

Wynik może zaskakiwać – okazało się, że komórki wszystkich przebadanych organów były biologicznie mniej więcej w tym samym wieku.

– Nie ma znaczenia, czy ktoś ma 20 czy 84 lata. Jego wątroba jest cały czas w wieku nieco poniżej trzech lat – twierdzi dr Bergmann.

Jak wyjaśnia, wątroba nieustannie dostosowuje się do potrzeb organizmu dzięki ciągłej wymianie komórek. Dzieje się tak również u osób starszych.

Jednak zachodzą też pewne zmiany.

Otóż w wątrobie człowieka istnieje pewna populacja komórek, które działają inaczej. Podczas gdy typowa komórka wątroby odnawia się po roku, te komórki żyją ok. 10 lat. Zawierają przy tym więcej materiału genetycznego – zwykła komórka ma dwa komplety chromosomów, one mogą mieć ich 8 lub nawet więcej.

– Frakcja tych komórek stopniowo rośnie z wiekiem. Może to stanowić mechanizm obronny, który chroni nas przed akumulacją szkodliwych mutacji. Musimy dowiedzieć się więcej, czy podobne mechanizmy działają w chronicznych chorobach wątroby, które czasami prowadzą do raka – podkreśla dr Bergmann.

Do swojego odkrycia badacze doszli nietypowymi metodami. Posłużyli się analizą radiowęglową stosowaną np. w geologii czy archeologii do określania wieku znalezisk.
Ze względu jednak na powolny rozpad radioaktywnego izotopu węgla, który w niewielkich ilościach występuje w żywych organizmach, technika ta w pierwotnej formie nie nadaje się do analizy wieku komórek.

Jednak prowadzone w latach 50. naziemne testy broni nuklearnej uwolniły do atmosfery potężne ilości radioaktywnego węgla i w rezultacie komórki, które w tamtym czasie się narodziły, miały więcej tego izotopu w swoim DNA.

Po zakazie takich testów w 1963 roku ilość radioaktywnego węgla w materiale genetycznym komórek ponownie zaczęła spadać.

Choć, jak tłumaczą naukowcy, ilość radioaktywnego węgla w DNA mimo prób nuklearnych jest na tyle niska, że zupełnie nie szkodzi, to można wykrywać różnice w jego stężeniu i na tej podstawie określać wiek komórek.

Powstające po podziałach komórek ich nowe pokolenia mają coraz mniej tego izotopu.
Teraz niemiecka grupa przymierza się do podobnego przebadania innych narządów, w tym mózgu i serca, które według obecnej wiedzy mają niskie zdolności do odnowy.

Prowadzone przez ten zespół wcześniejsze badania wskazały już, że także w mózgu i w sercu przez całe życie mogą powstawać nowe komórki.

Nasze eksperymenty pokazują, że bezpośrednie badanie odnawiania się ludzkich komórek jest wyjątkowo wymagające technicznie, ale może dostarczyć niezrównanego wglądu w podstawowe komórkowe i molekularne mechanizmy regeneracji narządów człowieka – mówi dr Bergmann.

Tytuł pochodzi od redakcji