сколько дней живут клетки кожи
Как часто обновляются клетки в наших органах и тканях?
Клетки кожи
Полное замещение клеток эпителия происходит за 14 дней. Клетки кожи формируются в глубоких слоях дермы, постепенно выходят на поверхность и заменяют старые клетки, которые отмирают и отшелушиваются. На этом принципе строятся многие косметологические программы.
Клетки мускулатуры
Скелетная мышечная ткань полностью обновляется с периодичностью 15-16 лет. На скорость обновления клеток влияет возраст – чем старше мы становимся, тем медленнее происходит этот процесс. Физическая активность может положительно сказаться на процессах обновления.
Скелет
7-10 лет – вот время, за которое происходит полное клеточное обновление костной ткани. В структуре скелета одновременно функционируют и старые и молодые клетки. Ежедневно костная ткань вырабатывает сотни миллионов новых клеток.
На правильное формирование костной ткани главным образом влияет режим питания.
Клетки крови
Полное обновление клеток крови занимает от 120 до 150 дней. Организм здорового человека ежедневно продуцирует столько же клеток крови, сколько их погибает.
Желудок
Клетки эпителия желудка заменяются очень быстро – всего в течение 3-5 дней. Это необходимо, так как эти клетки подвержены воздействию крайне агрессивной среды.
Кишечник
Если не заострять внимание на клетках эпителия кишечника, которые заменяются каждые 5 дней, средний возраст кишечника будет равняться примерно 15-16 годам.
Печень
Ее клетки полностью обновляются всего за 300-500 дней. Удивительно, что при потере 75% клеток печени, она способна регенерировать полный своем объем всего за 3-4 месяца. Именно поэтому при пересадке печени можно использовать часть органа здорового человека. При этом донор может не опасаться за свое здоровье. Вскоре его печень примет прежние объемы.
Сердце
В течение долгого времени предполагалось, что клетки миокарда (сердечной мышечной ткани) вообще не обновляются. Однако недавние исследования показали, что полное обновление сердечной мускулатуры происходит примерно раз в 20 лет.
Зрение
Сам хрусталик и клетки мозга, ответственные за обработку зрительной информации, имеют тот же возраст, что и человек. Регенерируются и обновляются лишь клетки роговицы глаза. При этом полное обновление роговицы происходит довольно-таки быстро – весь цикл занимает 7-10 дней.
Мозг
Гиппокамп – участок мозга, который отвечает за обучение и память, и обонятельная луковица регулярно обновляют свои клетки. Причем, чем выше физическая и мозговая активность, тем чаще образуются новые нейроны в этих участках.
Между жизнью и смертью: как клетки продолжают делиться в умершем теле
МОСКВА, 9 ноя — РИА Новости, Анна Урманцева. В 1901 году русский физиолог, ученик Сеченова Николай Евгеньевич Введенский ввел в употребление новый термин — парабиоз. Так он обозначил состояние, пограничное между жизнью и смертью клетки. Ученый обнаружил, что под влиянием разнообразных раздражителей в тканях тела меняются физиологические реакции клеток.
Он изучал явление парабиоза на нервах, мышцах, железах, спинном мозге и пришел к выводу, что это общая, универсальная реакция возбудимых тканей на сильное или длительное воздействие раздражителей. Однако клетки не погибают, их еще вполне можно вернуть к жизни.
Если разобрать, как клетки в разных частях организма реагируют на один из раздражителей — резкое снижение поступления в ткани кислорода, — можно во всех подробностях изучить таинственный процесс смерти, который представляет собой картину неравномерного отказа различных структур тела.
Время жизни клеток определяется порогом чувствительности тех или иных тканей к гипоксии, то есть к пониженному содержанию кислорода. Например, клетки кожи, имея особый механизм получения питания, продолжают делиться еще 12 часов. Дело в том, что молодые клетки кожи формируются в зародышевом слое эпидермиса.
Тело человека полностью обновляется каждые семь лет
Познай себя; люби себя; будь честен с собой. Эти старые истины много лет воспевали художники, музыканты и философы, от Жан-Поль Сартра до Боба Дилана. Но как познать себя, если ты постоянно меняешься? Человеческое тело пребывает в постоянном движении: теряет и наращивает кожу, обновляет легкие, выращивает новые волосы.
По мнению ученых, тело заменяет себя полностью новым набором клеток каждые семь-десять лет, а некоторые наши важнейшие части организма обновляются еще быстрее.
Некоторые из вас могут подумать: «Что ж, это объясняет, почему мои жена/брат/отец ведут себя как маленькие дети». Другие могут подумать, что новые клетки могу быть ключом к долгой жизни. К сожалению, все намного сложнее.
Омоложение тела
В начале 50-х годов ученые обнаружили силу омоложения организма за счет — серьезно — внедрения в объекты радиоактивных атомов и наблюдения за их движений. Они выяснили, что в среднем 98% атомов в теле — небольших частиц материи, которые образуют молекулы и клетки тела — заменяются каждый год. Большинство новых атомов принимаются вместе с воздухом, которым мы дышим, едой, которую едим, и жидкостью, которую пьем.
Фрисен обнаружил, что клетки тела по большей части заменяют себя каждые 7-10 лет. Другими словами, старые клетки умирают и заменяются новыми в течение этого промежутка времени. Процесс обновления клеток происходит быстрее в некоторых частях тела, но полное омоложение от пальцев ног до головы занимает порядка десяти лет.
Это объясняет, почему чешуйки нашей кожи отваливаются, ногти растут, а волосы выпадают. Но если мы постоянно наполняемся новыми клетками, почему тело стареет? Разве новые клетки не должны действовать как укол ботокса? Когда речь заходит о старении, оказывается, что секрет его заключается не в наших клетках, а в клеточной ДНК.
Продолжительность жизни клеток
Тело обновляется разными методами. Время работы клеток в определенных участках тела зависит от того, что от них требуется. Красные кровяные клетки, например, живут в течение четырех месяцев, поскольку от них требуется прохождение трудного пути через кровеносную систему и доставка кислорода к тканям всего тела.
А вот сколько живут другие клетки.
Несмотря на всю эту постоянную регенерацию, люди, которые хотят жить вечно, не должны прекращать поисков источника молодости. Дело в том, что мы продолжаем стареть и постепенно умираем. Фрисен и другие считают, что это может быть из-за мутаций ДНК, которые ухудшаются, переходя к новым клеткам с течением времени.
Есть также ряд клеток, которые никогда не оставляют нас и могут способствовать процессу старения, или по крайней мере распаду организма с течением времени. Хотя роговица глаза может восстанавливаться всего за один день, линза и другие области глаза не меняются. То же самое с нейронами в коре головного мозга — наружного слоя мозга, который отвечает за память, мышление, язык, внимание и сознание — они остаются с нами от рождения до смерти. Поскольку они не заменяются, потеря этих клеток приводит к серьезным недугам. Есть и хорошая новость: другие области мозга, обонятельная луковица, которая отвечает за запах, и гиппокамп, отвечающий за обучение, могут и обновляются.
Берегите себя. Уже родился первый человек, который будет жить вечно.
Как проходит обновление кожи
Действительно ли верхний слой кожи мертвый
Внешний слой эпидермиса, называющийся роговым слоем, состоит из корнеоцитов – мертвых клеток, которые не имеют ядер.
Если говорить более подробно, то человеческая кожа состоит из трех слоев:
Верхнего слоя – эпидермиса;
Среднего слоя – дермы;
Нижнего слоя – гиподермы.
Эпидермис интересует людей в повседневной жизни более всего, ведь именно он является главным фактором защиты кожи от обезвоживания, развития бактериального фона и прочих неприятных факторов. Именно этот слой кожи способен изменяться в зависимости от влияния на него определенных косметических процедур. Эпидермис подразделяется на несколько слоев:
Роговой слой – самый верхний из слоев эпидермиса.
Клетки эпидермиса проходят через огромное число биохимических изменений, при этом они выполняют различные функции, хотя большая их часть технически является мертвыми клетками.
Типы активных клеток эпидермиса
Существуют четыре типа активных клеток эпидермиса:
Меланоциты. Они являются пигментными клетками, находящимися на стыке дермы и эпидермиса. Меланоциты придают коже оттенок и отвечают за проявление загара;
Клетки Лангерганса. Они являются функциональными клетками иммунной системы, способными выявлять инородные агенты и патогенную флору, попавшие в эпидермис;
Клетки Меркеля. Они являются осязательными клетками и отвечают за чувствительность;
Базальные клетки. Они производят новые клетки эпидермиса. Базальные клетки располагаются на стыке дермы и эпидермиса.
Процесс обновления кожи
Клетки эпидермиса начинают свое существование в качестве живых клеток базального слоя. Базальный слой еще называется зародышевым слоем.
Данный слой состоит из небольших клеток, выстроенных в ряд и напоминающих по форме цилиндр. В ходе биологического процесса деления базальных клеток, который носит название митотического деления, происходит образование новых клеток, идентичных базальным клеткам.
Свежие клетки выталкиваются наверх за счет происходящего митотического деления, после чего они начинают продвижение к наружной кожной поверхности. Чем ближе становятся клетки к наружной поверхности кожи, тем больше кератина они накапливают. Таким образом, к концу пути к наружной поверхности кожи клетка теряет основные органеллы и ядро, но накапливает большое количество кератина. Данный процесс называется ороговением или кератинизацией.
Типы кератина
Кератин в клетках бывает двух разновидностей:
Первый тип кератина. Он находится в волосах и клетках кожи эпидермиса и является мягким кератином. Такой кератин имеет достаточно гибкую и мягкую структуру;
Второй тип кератина. Это жесткий кератин, присутствующий в ногтях на руках и ногах. Такой кератин имеет твердую структуру.
Главными задачами процесса ороговения кожи являются такие пункты:
Усиление устойчивости поверхности кожи к воздействию воды;
Противостояние появлению на коже бактериальной микрофлоры и чужеродных веществ;
Оберегание кожи от обезвоживания и сухости.
Структура эпидермиса
За время продвижения клеток к наружной поверхности кожи они проходят через несколько слоев внутри эпидермиса, претерпевая ряд биохимических изменений. При движении от базального слоя к кожной поверхности клетки увеличиваются в размере и начинают процесс выравнивания, за счет чего образуется шиповатый клеточный слой. Далее из данного слоя клетки продолжают продвижение вверх, затем образуют зернистый клеточный слой, где клетки по форме кажутся зернистыми по причине заполнения их кератином. После зернистого слоя клетки формируют блестящий слой, в котором они теряют собственные ядра и некоторые органеллы. Последний и самый наружный – роговой – слой эпидермиса называется так по той причине, что его клетки, если их рассматривать под микроскопом, напоминают черепичное покрытие крыши дома.
Все клетки, проходящие через процесс ороговения, называются кератиноцитами – то есть, клетками, перенесшими кератинизацию. Данный термин является общим для описания клеток эпидермиса любого слоя и стадии процесса ороговения. Кератиноциты, дошедшие до самого наружного, рогового слоя кожи, называются корнеоцитами, или мертвыми клетками.
Неплохой аналогией процесса ороговения клеток кожи является преобразование винограда в изюм. Базальные клетки ассоциируются здесь со спелыми виноградинами, они такие же круглые, плотные и свежие. Далее виноград начинает высыхать, а его структура активно теряет влагу и становится жесткой. Изюм ассоциируется с корнеоцитами, высохшими и более плоскими клетками, которые сложены как черепица на поверхности крыши жилого дома.
Толщина кожи у человека
Толщина кожи человека зависит от конкретной телесной области, а также от индивидуальных и возрастных особенностей. Средняя толщина человеческой кожи колеблется от 0,5 до 5 миллиметров без учета подкожной жировой клетчатки. Наиболее толстая кожа имеется у человека на подошвах ног, а наиболее тонкая кожа расположена на человеческих веках. Кожа является наиболее тонкой в детском и пожилом возрасте, у взрослых же кожа более плотная.
Слои кожи
Кожа человека состоит из трех слоев:
Эпидермис. Его толщина на разных участках тела может колебаться от 0,05 до 1,5 миллиметров. В эпидермисе нет крови, поэтому после травмы кожи кровь может идти лишь при повреждении эпидермиса и дермы и прохождении сквозь них. Максимально плотная кожа на стопах и ладонях, минимально плотная – на веках;
Дерма. Ее толщина колеблется от 0, 3 до 3 миллиметров. Толщина дермы может заметно отличаться у разных людей на одних и тех же телесных участках. Эту информацию необходимо учитывать перед проведением шлифовок кожи и срединных пилингов;
Гиподерма, или подкожно-жировая клетчатка. Ее толщина колеблется от 2 миллиметров в области черепа до 10 сантиметров и более в области ягодиц. Гиподерма наиболее толстая на задних и разгибательных поверхностях конечностей. Гиподерма отсутствует у человека под ногтевыми пластинами, на веках и в некоторых областях половых органов.
Сколько вам лет?
Юрий Фролов
По материалам журнала «New Scientist» (Великобритания)
«Наука и жизнь» №7, 2007
Не торопитесь отвечать на этот простой, как кажется, вопрос, потому что за вас на него ответил шведский невролог Йонас Фрисен: каждому взрослому человеку в среднем пятнадцать с половиной лет. Если по паспорту вам, например, шестьдесят, то хрусталики ваших глаз в среднем на 22 недели старше, мозг примерно ваш ровесник, а вот вашей коже всего две недели от роду.
Из одной научно-популярной книги в другую кочует утверждение: наше тело почти полностью обновляется за семь лет. Старые клетки постепенно отмирают, их места занимают новые.
Клетки действительно обновляются, но откуда взялась мифическая цифра «семь», никто толком не знает. Для некоторых клеток срок обновления установлен более или менее точно, а именно: 150 дней для клеток крови, за постепенным замещением которых можно проследить после переливания крови, и две недели для клеток кожи, которые появляются в ее глубинных слоях, постепенно мигрируют на поверхность, отмирают и отшелушиваются.
Опыты по измерению продолжительности жизни клеток ведутся уже около полувека, но только на крысах и мышах. Животным вводят через шприц или дают в пище меченые (радиоактивные) нуклеотиды — строительные блоки ДНК. Новые клетки встраивают в свой генетический материал эти метки. Их количество в разных тканях и органах можно измерить и рассчитать долю клеток, которые появились на свет за время, прошедшее после введения радиоактивной ДНК.
Разумеется, к человеку такой метод неприменим. Пытались определять возраст клеток человека по длине теломер — конечных участков хромосом. Теломеры (см. «Наука и жизнь» № 12, 2001 г.) укорачиваются при каждом делении клетки. Но выработать на этой основе надежный способ определения возраста клетки не удалось, тем более что некоторые клетки, как выяснилось, способны «отращивать» теломеры после деления.
Шведский исследователь Йонас Фрисен решил воспользоваться методом археологов и историков, умеющих определять возраст предметов, содержащих органику, по углероду-14 ( 14 С). Этот редкий и слабо радиоактивный изотоп углерода постоянно образуется в стратосфере, где космические лучи выбивают из ядер атомов азота по одному протону. Постепенно (период полураспада 5730 лет) 14 С снова превращается в азот. Растения в процессе фотосинтеза поглощают из атмосферы 14 С и встраивают его в молекулы сахаров. Животные поедают растения, и потому все живые существа содержат немного этого изотопа. Примерно один из триллиона атомов углерода в вашем теле — это углерод-14 на месте обычного углерода-12. Когда организм гибнет, он перестает получать новый 14 С, а тот, что уже накоплен за время жизни, постепенно распадается. Этот распад, идущий с известной скоростью, и позволяет определить, как давно живая материя стала мертвой. Например, когда срубили дерево, из которого сделана доисторическая лодка, или когда забили теленка, чтобы из его шкуры изготовить пергамент для рукописи. Однако из-за крайне малых количеств изотопа и медленности его распада метод годится только для больших промежутков времени.
Насколько опасен распад радиоактивного углерода в организме? В теле человека весом 75 килограммов около 300 триллионов триллионов (3•10 26 ) атомов углерода, из них всего 350 триллионов (3,5•10 14 ) — углерода 14 С. Если не считать минеральную составляющую (в основном это кости) и принять, что по остальным тканям тела 14 С распределен равномерно, то в каждой клетке в среднем всего 11 атомов 14 С. ДНК по весу составляет около 1% клеток. Изотоп 14 С распадается так редко, что если взять отдельную выбранную наугад клетку, то в составе ее ДНК один атом 14 С распадется раз в 18 000 лет (мы берем именно тот 14 С, который входит в ДНК, так как изменения в составе этой молекулы могут быть важными для здоровья организма и его потомства). Если считать, что вы проживете 70 лет, то шансы на то, что какая-то конкретная отдельная клетка вашего тела когда-либо испытает «атомный взрыв» одного атома углерода в своей ДНК, составляют 1 против 260.
При своем появлении клетка получает набор хромосом, которые остаются с ней всю ее жизнь. Поэтому содержание 14 С в ДНК прямо пропорционально его содержанию в атмосфере в то время, когда данная клетка появилась, минус небольшое количество, исчезнувшее в результате естественного распада. Анализы проводятся методом атомной масс-спектрометрии.
В 2005 году Фрисен и его сотрудники опубликовали предварительные результаты анализов клеток людей, живших во времена пика 14 С. Как и следовало ожидать, короче всего срок жизни клеток, непосредственно соприкасающихся с внешней средой, — клеток эпидермиса кожи (две недели, как мы об этом упоминали) и клеток эпителия кишечника, постоянно истираемых проходящими пищевыми массами (5 дней). Красные кровяные тельца, по Фрисену, живут 150 дней. Мышечные клетки межреберных мышц у людей 37–40 лет, как оказалось, в среднем имеют возраст 15,1 года, а клетки кишечника (кроме эпителия) — 15,9 года.
Фрисена как невролога больше всего, разумеется, интересует головной мозг. Из исследований, проведенных на животных, а также на одном пациенте, умиравшем от рака и согласившемся на введение ему в мозг слабо радиоактивного изотопа, известно, что после рождения новые нейроны возникают только в двух областях — в гиппокампе и вокруг желудочков мозга.
Пока новым методом измерен возраст лишь немногих участков головного мозга. По данным Фрисена, клетки мозжечка моложе самого человека в среднем на 2,9 года. Мозжечок, как известно, отвечает за координацию движений, а она постепенно улучшается с возрастом у ребенка, поэтому можно предположить, что примерно к трем годам мозжечок формируется окончательно. Кора головного мозга имеет тот же возраст, что сам человек, то есть на протяжении жизни в ней не появляются новые нейроны. Остальные отделы мозга еще только изучаются.
Измерение возраста отдельных тканей и органов проводится не из любопытства. Зная скорость оборота клеток, мы, возможно, научимся лечить катаракту, ожирение и некоторые нервные болезни. В 2004 году исследователи из Колумбийского университета (США) обнаружили, что при депрессии в гиппокампе возникает слишком мало новых нейронов, а некоторые лекарства от депрессии стимулируют этот процесс. Болезнь Альцгеймера также связывают с недостаточным нейрогенезом в гиппокампе. При болезни Паркинсона, насколько известно, отмирание старых клеток не уравновешивается появлением новых.
Знание о том, как часто у людей возникают новые жировые клетки, поможет лечить ожирение. Пока никто не знает, связана ли эта болезнь с увеличением числа или размеров жировых клеток. Знание частоты появления новых клеток печени и поджелудочной железы позволит создать новые методы диагностики и лечения рака печени и диабета.
Весьма актуален вопрос о возрасте мышечных клеток сердца. Специалисты считают, что отмирающие клетки заменяются фиброзной соединительной тканью, поэтому сердечная мышца со временем слабеет. Но точных данных нет. Фрисен и его группа сейчас работают над определением возраста сердца.
Американцы научились измерять возраст хрусталика глаза. Его центральная часть формируется из прозрачных клеток на шестой неделе жизни эмбриона и остается на всю жизнь. Но по периферии хрусталика постоянно добавляются новые клетки, делая хрусталик более толстым и менее гибким, что сказывается на его способности фокусировать изображение. Изучив этот процесс, мы, возможно, найдем способы оттянуть начало катаракты на пять лет — считает Брюс Буххольц из Ливерморской национальной лаборатории (США), где проводятся масс-спектрометрические измерения образцов, поставляемых из Калифорнийского университета и лаборатории Фрисена.
Но если многие «детали» нашего организма постоянно обновляются и в результате оказываются значительно моложе самого их обладателя, то возникают некоторые вопросы. Например, если верхнему слою кожи всего две недели, почему она не остается всю жизнь гладкой и розовой, как у двухнедельного младенца? Если мышцам примерно 15 лет, почему 60-летняя женщина менее ловка и подвижна, чем 15-летняя девочка? Причина — в митохондриальной ДНК. Она накапливает повреждения быстрее, чем ДНК клеточного ядра. Именно поэтому кожа со временем стареет: мутации в митохондриях приводят к ухудшению качества ее важного составного материала, коллагена.
Разные органы и ткани человека обновляются с разной скоростью, и потому можно сказать, что имеют разный возраст.