這是美國學者海爾弗利在1961年提出來的。他根據實驗研究發現動物胚胎細胞在成長過程中,其分裂的次數是有規律的,到一定階段就出現衰老和死亡。這與細胞分裂的次數和周期有關。二者相乘即為其自然壽命。海爾弗利的具體實驗情況是這樣的:他將嬰兒的細胞放在培養液中一次又一次地分裂,一代又一代地繁殖,但當細胞分裂到50代時,細胞就全部衰老死亡。他又在大量實驗資料的基礎上,提出根據細胞分裂的次數來推算人的壽命,而分裂的周期大約是2.4年,照此計算;人的壽命應為120歲。雞的細胞分裂次數是25次,平均每次分裂的周期為一年零兩個月,其壽命為30年。小鼠細胞的分裂次數是12次,分裂周期為3個月,其壽命為3年。
人體的自然壽命約120歲,而組成人體組織的細胞壽命有顯著差異,根據細胞的增殖能力,分化程度,生存時間,可將人體的組織細胞分為四類:
①更新組織細胞:執行某種功能的特化細胞,經過一定時間後衰老死亡,由新細胞分化成熟補充,如上皮細胞、血細胞,構成更新組織的細胞可分為3類:a.幹細胞,能進行增殖又能進入分化過程。b.過渡細胞,來自幹細胞,是能伴隨細胞分裂趨向成熟的中間細胞,c.成熟細胞,不再分裂,經過一段時間後衰老和死亡。
②穩定組織細胞:是分化程度較高的組織細胞,功能專一,正常情況下沒有明顯的衰老現象,細胞分裂少見,但在某些細胞受到破壞喪失時,其餘細胞也能進行分裂,以補充失去的細胞,如肝、腎細胞。
③恆久組織細胞:屬高度分化的細胞,個體一生中沒有細胞更替,破壞或喪失後不能由這類細胞分裂來補充。如神經細胞,骨骼細胞和心肌細胞。
④可耗盡組織細胞:如人類的卵巢實質細胞,在一生中逐漸消耗,而不能得到補充,最後消耗殆盡。
細胞的生命周期:連續分裂的細胞,從一次分裂完成時開始到下一次分裂完成時為止。細胞周期包括細胞分裂期和分裂間期(前、中、後、末)。
人體的細胞眾多,各自的生活周期都是不一樣的。
人體各種細胞的生命周期
據英國《每日郵報》報導,很多人擔心衰老,但很少有人意識到,不管你的壽命多長,你身體的某些部分其實只有幾周甚至幾天的壽命。這是因為它們在不斷進行自我更新。以下就是身體各部位的壽命:
1.腸細胞的壽命:2-3天
腸上分布著腸絨毛,這些腸絨毛是小的手指狀的觸角,可增大表面積幫助腸吸收營養。巴特與倫敦醫院的免疫學教授湯姆·麥克唐納德解釋說,它們更新速度極快,每2到3天更新一次。這是因為它們經常暴露在化學物如分解食物的高腐蝕性胃酸中,因此它們通常飽受折磨。腸的其他部分通過一層粘液進行自我保護,雖然這種屏障無法長久抵禦胃酸,所以,這些位置的細胞的自我更新頻率為3到5天。
2.味蕾細胞的壽命:10天
英國牙醫協會的科學顧問達明·維穆斯萊教授解釋說,舌頭上有大約9000個味蕾,幫助我們感受甜、鹹、苦或者酸味。味蕾本身是舌頭表面細胞的集合,每個味蕾有大約50個味覺細胞。味蕾一般只需要10天到2周便會自我更新一次。但是,任何引起發炎的因素如感染或者吸菸都會損害味蕾,影響它們的更新,減弱它們的敏感性。
3.肺細胞的壽命:2-3周
英國肺臟基金會副主席基思·普羅斯解釋說,肺細胞不斷自我更新。但是,肺有不同的細胞,它們的更新速度不同。位於肺部深處的用來交換氧氣和氣體的氣泡或者氣囊細胞更新過程穩定,需要約1年的時間。與此同時,肺部表面的細胞必須每隔2到3周進行自我更新。普洛斯博士說:「它們是肺的第一道防線,因此必須快速更新。」肺氣腫會阻止這種更新,因為這種病源自氣泡的破壞,肺壁上形成了永久性的「洞」。
4 .粒細胞(白血細胞的類型):13-20天。
還稱之為白血球,它也是由骨髓幹細胞分裂生長。當身體內遭到病毒或細菌的攻擊產生炎症時,白細胞的分裂就會速度分裂增加。我們在化驗血時,白血球增高時,醫生會告訴你有炎症了。白血病是由於白血細胞的幹細胞無止境的產生白細胞,破壞了血液的結構,造成人體各系統的平衡關係。愛滋病是由HIV病毒攻擊白細胞,破壞了人體的防禦系統,使身體沒有抵禦外來病毒或細菌的能力。
5.皮膚細胞的壽命:14-28天
皮膚的表皮細胞每隔2到4周會自我更新一次。這種快速的更新是因為皮膚是身體的外層保護,它容易暴露在損傷和汙染中。儘管皮膚在不斷更新,我們仍會隨著年齡的增大長滿皺紋。那是因為隨著逐漸老化我們的皮膚失去了膠原蛋白和彈性。
6.紅血球壽命:4個月
紅血球是身體的重要輸送系統,為肝臟組織輸送氧氣和排出廢物。它們的更新頻率為4個月,當肝臟排出了殘留的健康血紅細胞所必須的鐵,脾臟中殘留細胞就會毀滅。因為會因受傷和女性月經受損,所以,身體經常會合成更多紅血球。生命周期80-120天,我們每天有300百萬個紅細胞凋亡,同時也有相同數量的紅細胞生長。紅血細胞沒有細胞核,所以它不能分裂,它的生長由骨髓中造血幹細胞分裂而成。血紅細胞是氧和二氧化碳的載體。貧血是由血紅細胞不足所造成。
7.肝細胞的壽命:5個月
眾所周知,由於血液供應充足,肝自我恢復和再生的能力驚人。這意味著它的把毒素排出體外的重要工作可以繼續下去。如果你奇怪為什麼就連酒鬼的肝功能有時候也會提高,這是因為肝細胞只有150天左右的壽命。英國萊斯特皇家醫院的肝臟外科醫生大衛·勞埃德解釋說:「我可以在一次手術中切除患者肝臟的70%,只要2個月的時間,大約90%的肝就會長出來。」
但是,酗酒者的軟組織細胞(肝臟的主要細胞)可能會逐漸受損,形成疤痕組織,也叫硬化。因此,雖然健康的肝可以不斷自我更新,而硬化損傷是永恆的,有時甚至是致命的。
8.指甲的壽命:6-10個月
指甲由富含角蛋白的細胞構成。手指甲每個月會生長3.4毫米,大約是腳趾甲生長速度的兩倍。腳趾甲的完整生長需要10個月,但是,手指甲的完整生長只有6個月。這可能是因為它們有較好的血液供應,循環因此較好的緣故。年輕人和男人的指甲生長速度更快,這可能是因為他們的循環較好。奇怪的是,小指的指甲生長速度比其他手指甲的生長速度慢得多,但是,其中原因尚不清楚。一般而言,指甲的生長速度還與年齡和疾病有關,如牛皮癬,它會影響指甲生長產生的組織。
9.頭髮的壽命:3-6年
毛髮恢復專家貝薩姆·法加博士解釋說,頭髮的壽命取決於它的長度,但通常每個月頭髮會生長1釐米。女人每根頭髮的生長時間可達6年,男人的頭髮會長3年。眉毛和睫毛的更新頻率為6到8周,但是經常拔眉毛會導致眉毛停止生長,因為拔眉毛破壞了這一循環。
10.骨骼細胞壽命:10年
英國曼徹斯特皇家醫院的骨質疏鬆專家彼得·塞比解釋說,骨骼會不斷自我更新。完成這一更新需要10年。破骨細胞將老舊的骨頭分解,造骨細胞負責製造新的骨組織。因為身體中的更新速度不同,老舊骨頭和新骨頭始終同時存在。到中年後,骨骼的更新速度會減慢,
因此我們的骨骼傾向於變薄,這就是骨質疏鬆形成的原因。
11.心臟細胞壽命:20年
之前人們一直以為心臟不能自我更新。但是,紐約醫學院的一項研究發現,心臟上布滿不斷自我更新的幹細胞,它們一生中至少更新2到3次。
12.大腦細胞的壽命:和你的壽命相同
英國巴特與倫敦醫院的神經外科專家約翰·瓦德萊指出,能持續終身的大多數細胞是在大腦中發現的。瓦德萊說:「我們的腦細胞約有1000億個,出生時數量已固定,我們大腦的大部分不會隨老化而自我更新。」
事實上,我們的確會損失細胞,這就是患上痴呆症的根本原因以及頭部受傷破壞性很大的原因。瓦德萊說:「但是,大腦有兩個部位的細胞會自我更新,支配我們嗅覺的嗅球和用於學習的海馬狀突起。」
13.眼睛的壽命:和你的壽命相同
眼睛是身體中為數較少的在你的生命期間不會改變的身體部分之一。眼部唯一不斷更新的部位是角膜。英國視光師學院的院長羅伯·霍根表示,如果角膜受損,它能在24小時內復原。霍根說:「角膜必須有一個平滑的表面,這樣才能很好地聚光。這就是這種細胞更新那麼快的原因。」不幸的是,眼睛的其他部位不是這樣,隨著我們的老話,晶狀體會失去彈性,這也是隨著年齡的增大我們的視力越來越差的原因。