גבול הייפליק

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 במדע כי כל תא ביולוגי מסוגל לחיות לנצח, אם רק יתנו לו תנאי חיים אופטימליים. דעות חורגות, כמו זו שהשמיעו ופירסמו 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. יצוין עם זאת, כי עד היום לא ננטשה לחלוטין גם התאוריה הנוגדת וישנם חוקרים המחזיקים בה גם כיום 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 מסוגלים 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 אף זכתה ב-2009 בפרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה בגין תגליתה זו. מסתבר 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 מעל חמישים 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, שאינם 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, פחות מחצי סנטימטר קוטרה, Turritopsis nutricula היא אחד האורגניזמים היחידים שאינם כפופים לכאורה 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 ובראשם האדם. לפי הטענה הזו, הטלומראז מונע מהטלומרים בתאיהם להתקצר ובכך מונע מהם להזדקן ופורץ את גבול הייפליק.
המחקרים בכל הסוגיות האלה נמצאים בעיצומם. ביולוגים רבים סבורים כי אם תימצא הדרך למנוע את קיצור הטלומרים ולהרחיק את גבול הייפליק בלי להפוך את התאים הרלוונטיים לסרטניים, תימצא הדרך להאט ואולי אף להביא מרפא להזדקנות.