Starnutie buniek v tele. bunkové funkcie v starnutia

bunkové funkcie v starnutia

Heterochrony a heterotopická zmení funkcie - sú typické procesu starnutia.

Smrť podmienok, zničenie niektorých bunkových elementov v ostatných pádov zvýšené zaťaženie, a to vedie k ich hyperfunkcia.

V mitoticky aktívnych buniek, táto zvýšená zaťaženie stimuluje bunkové delenie.

Pokles počtu buniek nie je rovnaký účinok na úrovni aktivity rôznych orgánov v starobe.

Je známe, že počas normálneho nenapjatého časti tela svojej bunkovej aktivity môže byť zakázané z prevádzky ( "duty" kapilár, pľúcnych mechúrikov, neuromotor jednotku svalu, obličke nefrónov a kol.). V starobe, v súvislosti so smrťou mnohých bunka rezervného posilnenie práce tela je obmedzený.

Okrem toho, v dôsledku zníženia funkcie jednotlivých buniek je rovnaká skupina práce sa vykonáva v rôznom veku nerovného počtu bunkových elementov. Napríklad podľa Jankovský (1971), pri rovnakým spôsobom aký na starého človeka aktivuje viac svalových vlákien neuromotor jednotky než u dospelých.

Určitá miera tvorby protilátok v starobe je podporovaná s účasťou viac imunitných buniek, ako je u mladých zvierat v dôsledku väčšiu aktivitu imunokompetentných buniek každého zvlášť, vzhľadom k veľkej kapacite syntézy proteínov v nich (Ehneva, 1976). Pokles počtu buniek v rôznej miere ovplyvňuje aktivitu rôznych orgánov.

Znížiť relatívne malého počtu nervových buniek, môže významne ovplyvniť aktivitu nervového centra a tie na okraji tkanív, ktoré sa riadia podľa stredu. To je dôvod, prečo štrukturálne zmeny, smrti nervových buniek, takže zmysluplné a významný vplyv na starnutie celého organizmu.

Osud buniek, narušenie jeho funkcií, úmrtnosť je daná nielen starnutie, ale aj spracováva vitaukta cieľom udržať dlhodobú životaschopnosť bunkových štruktúr. Patria medzi ne: hyperaktivitu a hypertrofiu mnohých buniek v jave multi-core a starenii- poliploidii- zvýšenie oblasti bunky a jadrových membrán, udržiava optimálnu jadrové, cytoplazmatickej a bunková hypertrofia environmentálne vzaimootnosheniya- sarkoplazmatického retikula v mnohých kletkah- zachovať hodnotu membránového potenciálu v rade buniek populyatsiy- zvýšená citlivosť na rad gormonov- aktiváciu bunkového delenia (slezina) v útlme a iné bunkové odpovede.

Rozhodujúci význam v mechanizme vekovej zmeny vo funkcii buniek sú zmeny stavu bunkových membrán, meniace svoje regulačné účinky na metabolizmus buniek. Membránový potenciál (MP) bunka je druh bunkového signálneho systému, ktorý stanovuje schopnosť buniek reagovať na nadchádzajúce dopady. Na úrovni prepravu látok, sekrécie, a mnoho ďalších prejavov bunkovej aktivity závislé bunkové membrány polarizácie.

Hodnota MP jednoznačne líši v rôznych bunkových populáciách v starobe. To sa prakticky nezmenila vo svalových vlákien, hepatocytov, spinálnych motorických neurónov, neurónoch senzomotorickej kory- niekoľkých rastúcich na cardiocytes, vaskulárne bunky hladkých svalov, acinárnych buniek slinné žľazy et al., (Martinenko Tanin 1967-, 1976- Fayzulin, Frolkis 1977-, 1978- TuraevaA 1979). Tieto údaje boli získané pri pokusoch na potkanoch, vrátane starších zvierat sú všeobecne považované za osoby vo veku 24-26 mesiacov.

Avšak, u veľmi starých krýs (36-38 mesiacov), hodnota membránového potenciálu výrazne klesá. V rámci rovnakej bunkovej populácie MP hodnota sa mení rôzne. V starých zvierat relatívne bežné bunky s nízkou hodnotou membránového potenciálu. Tieto bunky sú konštrukčne pozmenené. prahy Meranie electroexcitability jednotlivé svalové vlákna ukázala niektoré rozdiely týchto hodnôt u dospelých a starších zvierat. U dospelých laboratórnych potkanov, stredná hodnota stimulačného prahu prúdu bola (6,3 + 0,14) x 10 -8 A.

V starej prahové zvieratá reakciu svalových vlákien na elektrickú stimuláciu s najväčšou pravdepodobnosťou dôjsť pri stimulácii intenzita prúdu (8,9 + 0,14) x 10 -8 A (Martinenko, 1975). Štúdie preukázali, že akčný potenciál (AP) vznikla u dospelých potkanov pri kritickú úroveň depolarizácie 49,3 mV, a starý - 33,4 mV. Čím vyššia je kritická úroveň depolarizácie, tým menej energie musí byť dráždivý pre volania aktuálne potrebný šmyk AV medzné potenciál, vyššia dráždivosť.

Posun prahové potenciálu u dospelých zvierat bola 30,9 + 1,0 mV a v starých krýs - 46,7 + 0,6 mV. Zvýšenie kritickej hranice depolarizácie u starých krýs tiež vyplýva, že 24 až 26 mesiacov staré krysy by malo byť väčšie množstvo depolarize membránu, takže tam bola všadeprítomná PD. Je potrebné poznamenať, že tento smer zmeny v očí nie je typický pre všetky bunky. Podľa Tanín (1976) electroexcitability klin a miecha motorické neuróny v rastúcim vekom.

Počítanie vstupné impedanciu svalových vlákien, merný odpor membrány a membrána odpor na jednotku dĺžky vlákna v bielych potkanov ukázali niektoré rozdiely v týchto množstvách, v závislosti na veku zvieraťa. To znamená, že vstupná impedancia svalových vlákien u dospelých potkanov v priemere 390 + 8 ohmov, a staré krysy - 270 + 17 ohmov.

Merný odpor membrány v starých potkanov takmer 2-krát nižšia ako u dospelých. Významne znížená u starších zvierat a membránového odporu na jednotku dĺžky vlákna. So starnutím zmena akčné potenciály buniek. Amplitúdy PD svalových vlákien znižuje, trvanie zosilnenie (Solomatins, 1970 Frolkis et al., 1976). Tak, v dospelých psov amplitúda akčného potenciálu svalových vlákien sa rovná 116,9 + 1,8 mV, a stará - 72,5 + 3,2 mV u dospelých potkanov - 113,6 + 2,4 mV, a stará - 91,2 + 2,3 mV.

Trvanie akčného potenciálu je určovaná predovšetkým rýchlosť repolarizácie bunkovej membrány. Pri zmene dĺžky excitačného procesu v starobe ukazujú zmeny v trvaní absolútnych a relatívnych žiaruvzdorných fáz. V absolútnej refraktérnej fázy, ktorá sa zhoduje s postupom excitácia, kompletne non-vzrušivé bunky.

Pri relatívnej refraktérnej fázy, ktorá sa zhoduje s repolarizácie bunkovej membrány, dochádza k zotaveniu buniek vzrušivosť. V starých zvierat významne zvyšuje trvanie absolútnych a relatívnych žiaruvzdorných fáz. Tak, v 2-6 mesiacov staré krysy relatívnej refraktérnej fázy zo svalových vlákien je 5- 5,6 ms, a 30 až 36 mesiac staré - 7,5-10 ms.

Pre nervových buniek s dlhými axónov je nevyhnutné excitácia rýchlosť šírenia. Najviac výskumníci tvrdia, že rýchlosť spomaľuje šírenie excitácia pozdĺž periférnych nervov u starších pacientov. Táto zmena nie je rovnaká v rôznych nervových kmeňov. Tak, v lakťového nervu v mladých ľudí sa rovná 57,94 + 0,76 m / s, starý - 50,38 + 0,84 m / c v lýtkovej kosti - 53,92 + 0,99 a 42,9 + 0,9 m / s, v tibiálne - 47,7 + 0,67 a 37,56 + 1,03 m / s, respektíve (Timko, 1970).

Zmeny elektrických vlastností jednotlivých buniek, zmeny v ich funkčnej aktivity vedie k tomu, že zmeny v vekových skupinách odlišnú elektrickú aktivitu buniek kostrového svalstva, srdca a mozgu. V staršej predĺžená latentné obdobie ľubovoľnej zaradenie motorovej jednotky (skupina svalových vlákien inervovaných jedného nervového vlákna) do činnosti (pre mládež sa rovná 0,1 - 0,5 sekundy, a staršie osoby - s 0.6-3) (Jankowski, Knyazev, 1962- Fudel-Osipova, 1968).

Elektromyogram (EMG) starí ľudia sa vyznačuje tým, že obsahuje veľký počet malých potenciálny amplitúde (menej ako 400 mV), a mladých ľudí amplitúda zodpovedá 900-1200 mV. Mladí ľudia prúdov akčné biceps sval motorová jednotka je o 11 - 13 Hz, u starších osôb - 6-8 Hz. Starší ľudia sú častejšie viacfázové prúdy majú dlhšie trvanie než u mladých ľudí. Zmeny elektrických vlastností buniek vedie k posunu elektrokardiogram (EKG) a elektroencefalograme (EEG).

Pre porozumenie vekové zmeny je štúdium aktívny a pasívny transport iónov dôležitých funkcií buniek cez bunkovú membránu. Je známe, že tento proces nielen určuje stupeň polarizácie membrány, ale má tiež regulačný účinok na aktivitu mnohých intracelulárnych enzýmov, intenzita biosyntézy proteínov (Malenkov, 1976).

Podľa Kuprash (1975), intracelulárne obsah K + iónov v vlákien myokardu, pečeni, obličkách, kostrovom svale starých krýs výrazne znížená. Koncentrácia iónov Na + a C1- významne zmenené v týchto tkanivách. Podľa Novikova (1964), intracelulárnej koncentrácie K + iónov vo svaloch potkanov udržiavaná na rovnakej úrovni od narodenia do veku 3 mesiacov, a výrazne znižuje na 12 a 24 mesiacov staré krysy. koncentrácie Na + iónov zostáva relatívne konštantný od 1 do 12 mesiacov, a zvýšil na 24 mesiacov starých potkanov.

Obsah intracelulárneho K + iónov, klesá s vekom, a počet iónov zvýšenie C1 ~ koncom ontogenézy. Novikov (1978) a Turaev (1979) uvádza, akumuláciu intracelulárneho ióny Na + a zníženie obsahu K + iónov v hepatocytoch.

K opačnému záveru príde Nagy (Nady, 1979). On definoval aktivitu K + iónov vo vnútri buniek, a dospel k záveru, že akumulácia tohto iónu vo vnútri buniek v starobe. Podľa jeho názoru akumulácie intracelulárneho K + iónov vo veľkých množstvách - jedna z hlavných príčin porušení syntézy proteínov v starobe.

Aktívny transport Na + a K + cez membránu proti koncentračnému gradientu vyžaduje energiu vznikajúcu pri rozpade ATP zahŕňajúci membrány Na +, K + - ATPázy. So starnutím trpí procesy aktívneho transportu iónov - znižuje aktivitu membrány Na +, K + - ATPázy (Novikova, Malysheva, 1975- Sousa, Baskin, 1977), znížený obsah ATP a kreatínfosfátu, intenzita tkanivového dýchanie líši konjugácii oxidácie a fosforylácie nepravidelne mení aktivitu enzýmu dýchacieho reťazca v kostrovom svale, srdci, mozgu (Bogackaya, Potapenko 1972-, 1974- Frolkis et al., 1976). Za týchto podmienok, adaptívne hodnota má rásť glykolýzy v niekoľkých tkanivách.

Je známe, že aktivita membrány Na +, K + - ATPázy aktivovanej K + iónov z vonkajšieho povrchu bunky, a ióny Na + - zvnútra. Ak zadáte prostredníctvom mikroelektród významné množstvo iónov Na +, potom je bunka depolarizována vnútri bunky. Avšak, dôjde k aktivácii súčasne Na +, K + - ATPázy vedie do bunky depolarizáciu, zvýšenie jeho membránový potenciál.

Ukázalo sa, že v bunkách starých zvierat po podaní vnútrobunkové ióny Na + tempo spomalil repolarizáciu, a znamená to, že oslabenie procesov aktívny transport iónov. Rovnaký záver bola odobratá zo štúdie takzvané tepelné hyperpolarizácii (Horban, 1978, 1979).

Po ochladení buniek (0 °) v dôsledku inaktivácie draselného sodíka čerpadla veľké množstvo iónov Na + vstupuje do bunky a spôsobuje ich depolarizáciu. Pri prenášaní buniek v médiu s vysokou teplotou (+ 10 °, 20 ° C), aktivuje sa čerpadlo, a bunka hyperpolarizační.

Ako je vidieť na Obr. 19, v starej bunky hyperpolarizácii proces spomalil, a to je vyjadrením znížením intenzity aktívneho transportu iónov. To znamená, že starnutie rýchlosť klesá k znižovaniu emisií, ktorých cieľom je zachovanie pôvodného funkčného stavu bunky.

Obr. 19. Dynamika zotavenie MP lúč kôry nadobličiek staré bunkovej zóny (A) a (D) mladší krysy po predbežnom ošetrení studenej (0 ° C, 60 min) a vplyvom IONOLu (teplotný rozsah - 7-17 ° C, doba inkubácie - 20 min).
Na osi y: PMD mV na vodorovnej osi: 1 - intaktných zvierat 2 - spracované IONOLu.

V procese starnutia mení priepustnosť membrány, ktorá je spojená so zmenou v stave iónových kanálov. Martynenko (1967) určuje transportného 42k ión vo svalových vlákien a cardiocytes zvieratá rôzneho veku (viď obr. 20).

Obr. 20. Zmena permitivita predsieňových svalových vlákien (A) a kostrového svalstva (B) u dospelých (1) a starých (2) u potkanov.
Na osi - relatívna rádioaktivity 42K- na osi x - časové hodiny.

Doprava a iónomeničovej K + sú fázy charakter. Prvá fáza je výraznejší vekovej rozdiely transport K + iónov v cardiocytes, druhá - vo svalových vlákien. V prvej fáze väčší význam, je pasívny, a sekundárne aktívny transport iónov cez membránu.

Zmena transport iónov K + a Na + ovplyvňuje tok Ca2 + regulácia kontraktilitu svalových vlákien, cardiocytes, nervových buniek. Zmeny v transporte iónov K + a Na + môžu mať vplyv na vodivosť sodným vápnika a vedú k zníženej kontraktility buniek.

Reakcia buniek, medzibunkovej vzťahy sú definované nie electroexcitability len im, ale chemosenzitivita. medzibunkový prenos informácií sa uskutočňuje za účasti chemických poslov. Lokalizované na proteínových štruktúr v bunkovej membráne, ktoré majú afinitu na mnohé fyziologicky aktívnych látok, - receptory (adrenergné, holino-, insulinoretseptory et al.).

Jedným z hlavných mechanizmov starnutia buniek, porúch spojených s vekom medzibunkových spojenia v mikroprostredie membránové posuny (voľných radikálov, atď ..) sa môže meniť tak, receptor konformácii, že prestanú "rozpoznať" substrátu. Pokles počtu receptorov, mení svoj stav do istej miery odrezaný od regulačných vplyvov buniek a prispievajú k jeho atrofia, zničenie.

K dnešnému dňu, najdôležitejšie otvoreného obvodu intracelulárnej regulácie, čo vedie k bunkovej reakcii, keď sú vystavené fyziologicky aktívnych látok. Je to systém druhej syntézu neurotransmitera sprostredkováva účinok z membrány do vnútrobunkových procesov, - cyklické adenilnukleotidov.

Okrem toho sa predpokladá, že katabolickým adenylátcyklázy je súčasťou série receptorov na vnútornej strane membrány. Podľa Kostikova a kol. (1976), Gatsko a kol. (1977), Frolkis (1977), potom je obsah cyklického adenozín monofosfát (cAMP) v starobe sa nezmení. Kulchitskii (1978) ukázal, že pri nezmenenom východiskovým cAMP a cyklický guanozínmonofosfátu (cGMP) u starých zvierat menších dávok katecholamínov, acetylcholín zmeniť ich obsah v srdci a pečeni. Môžeme predpokladať, že toto je jeden z mechanizmov, ktoré zvyšujú citlivosť buniek na starnutie pôsobenie týchto látok.

Pomocou reakcie zrenia sa pohybuje buniek a orgánov na prichádzajúcich informácií, sprostredkovaného cez systém fyziologicky aktívnych látok. Ukázalo sa, že starnutie môže zvýšiť citlivosť buniek k radu humorálnych faktorov. To sa odráža v skutočnosti, že nižšie dávky hormónov, neurotransmiterov spôsobujú zmeny buniek stavu starobe. Ako je vidieť na Obr. 21, množstvo hormónov (inzulín, noradrenalín, estradiol dipropionátu) príčina hyperpolarizácii buniek u starších zvierat pri dávkach podprahovou pre dospelé zvieratá.

Obr. 21. Vek rysy vplyvu rôznych dávok inzulínu (A), estradiol dipropionát (B) a HA (B) v rozsahu membránový potenciál u dospelých svalových vlákien (1) a starých (2) u potkanov.
Na osi y - MF mV na osi x - časové h Arrow -. V súčasnej dobe podávania hormónu.

Avšak, reaktivita, odhaduje maximálnu odozvy, ako je dávka hormónov a neurotransmiterov klesá s vekom. Tento jav je ešte viac odhalil v štúdiách reakčných orgánov. Tu oslabenie reaktivita spája bunky a znížiť počet buniek v starobe.

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno