Celule adormite

Stările de dormancy sînt un fel de „adormire” a unor organisme sau doar a unor celule, din care acestea își revin după o anumită perioadă de timp.

Există momente în care viața ia o pauză. Stările de dormancy sînt un fel de „adormire” a unor organisme sau doar a unor celule, din care acestea își revin după o anumită perioadă de timp. Pentru cercetătorii din domeniul longevității, care caută să înțeleagă mecanismele biologice asociate cu îmbătrînirea, diferitele forme de dormancy sînt studiate, printre altele, și pentru a înțelege cum celulele sau țesuturile pot fi menținute intacte, fără a se deteriora în timpul acestor lungi perioade de inactivitate. Dacă în Frumoasa din pădurea adormită prințesa rămîne adormită timp de o sută de ani fără să îmbătrînească, în literatura și filmele science-fiction se vorbește uneori de starea de suspended animation, în care oamenii sînt menținuți pe perioade îndelungate de timp într-o stare de adormire care le permite să supraviețuiască mult peste speranța de viață normală, tot fără a îmbătrîni, pentru a realiza călătorii interplanetare sau a supraviețui unei apocalipse. Diversitatea tipurilor de dormancy din lumea vie sugerează că, dincolo de unele principii comune, nu există doar o singură astfel de stare de suspended animation, ci fiecare „adormire” are și unele particularități proprii.

La nivelul organismelor, cea mai cunoscută formă de „adormire” e hibernarea, mecanism prin care unele animale rezistă o perioadă unor condiții externe neprielnice. Dacă unele specii de urși hibernează iarna, există unele specii de lemuri din Madagascar care hibernează în timpul sezonului secetos. Deși hibernarea e percepută ca o stare de inactivitate, nu toate activitățile celulare sînt reduse. Deslușirea mecanismelor prin care organismele își protejează în mod activ ADN-ul și își folosesc resursele metabolice în timpul hibernării pe perioade îndelungate de timp este printre motivele pentru care aceste specii sînt studiate.

Un alt tip de adormire este diapauza, care are loc de obicei în timpul dezvoltării embrionare a unor organisme. În cazul anumitor specii, embrionii intră în diapauză, adică se opresc din a se dezvolta sau se dezvoltă extrem de lent, „înghețînd” la un stadiu incipient, și își reîncep creșterea la cîteva zile sau chiar la cîteva luni mai tîrziu. Diapauza a fost descoperită prima oară la căprioare, fiind intuită de vînători și apoi studiată de biologi la începutul secolului al XIX-lea. Printre cele mai studiate organisme care intră în diapauză sînt unele specii de pești africani killi. Trăind în ape care dispar în sezonul secetos, diapauza le permite embrionilor acestor pești să rămînă în viață pînă cînd se schimbă condițiile externe, reluîndu-și apoi dezvoltarea pentru a deveni pești adulți. Menținerea unei astfel de pauze e cu atît mai impresionantă cu cît avem în vedere că perioada de pînă la șase luni pe care acești pești o petrec în diapauză e aproape la fel de lungă ca speranța lor medie de viață, realizînd astfel o adevărată performanță din perspectiva longevității. Pe lîngă climă, există și alte semnale externe care determină intrarea și ieșirea embrionilor din diapauză. De exemplu, la șoareci, embrionii pot intra în diapauză pînă cînd mama termină de alăptat puii din generația anterioară.

Nu doar organismele, ci și unele celule pot fi adormite, intrînd într-o stare numită quiescence. O mare parte din celulele stem din mamiferele adulte sînt adormite, ținute în rezervă, deși, în mod neașteptat, asta nu înseamnă că ele sînt complet pasive în țesut. Studiate mai ales la șoareci, celulele adormite există în diferite țesuturi, cum ar fi în măduva osoasă sau în mușchi. Ele sînt importante mai ales pentru regenerarea țesuturilor, celulele stem producînd celule mai specializate după ce sînt reactivate. De exemplu, celulele stem din mușchi sînt activate pentru a contribui la refacerea țesutului în urma efortului fizic. Acest „somn celular” poate diferi în profunzime, existînd deep și shallow quiescence, celulele aflate în starea din urmă activîndu-se mai rapid în urma unor semnale fiziologice. Un aspect-cheie al celulelor adormite este tocmai această reversibilitate, astfel încît celulele sînt considerate adormite doar dacă se pot trezi. În anii 1960, cercetătorul american Leonard Hayflick a arătat că celulele umane menținute în laborator se pot divide doar de 40-60 de ori, iar, odată ce trec de această limită (numită limita lui Hayflick), ajung la senescență, o stare din care în principiu nu își mai pot reveni pentru a se divide din nou. Spre deosebire de celulele adormite, celulele intrate în senescență încep să acumuleze diverse defecte celulare, precum mutațiile genetice, ajungînd în final să fie eliminate din țesut.

Diferite stări de adormire, precum diapauza sau somnul celular (quiescence), au fost descoperite la o mulțime de organisme, de la bacterii și drojdii pînă la fluturi, lilieci și căprioare. Avînd în vedere diversele ei forme din lumea vie, noțiunea de suspended animation nu e chiar science-fiction.

 

Laura-Yvonne Gherghina este doctorandă la Departamentul de Fiziologie, Dezvoltare și Neuroștiințe al Universității din Cambridge.

Share