Teória starnutia. Molekulárna teória starnutia

Video: Moderné teórie starnutia

Molekulárna (koloidný chemické, chemické a fyzikálne) teórie starnutia (okrem primárne bunkové starnutie genóm teórie)

Významný vývoj teórií, predpokladá sa, že vedúci predstavitelia v procese starnutia sú zmeny, ktoré sa vyskytujú na molekulárnej a intermolekulárních úrovniach organizácie protoplazmy.

Jeden z najranejších teórií boli vzhľadom na starnutie v dôsledku hysterézia koloidov organizmu (Lumiere 1922- Růžička, 1928, 1924- Kotsovsky, 1933).

Do istej miery spoločnú Bogomolets (1940) koloidné teória smrti, ktorá je vidieť na krvné transfúzie spôsobiť znamená "elektrokolloidalnye búrka" v cytoplazme hostiteľských buniek, ktoré by mohli viesť k flokuláciu a ďalšie self-trávenia v bunkách koagulované micel.

Hlavné námietka na koloidný chemických teórií starnutia je, že metabolizmus vedie k rýchlej zmeny od niektorých molekúl proteínov a nukleových kyselín drugimi- polčas mnoho z nich nie je väčšia ako 10-30 dní (Schonheimer, 1949- HEWES, 1950).

Ale Thompson a valec (Thompson, Ballon, 1956) ukázali, že v telesných tkanivách, existuje mnoho takzvaných dlhým polčasom rozpadu makromolekúl - nukleových kyselín a proteínov, s polčasom viac ako 70-180 dní, a stabilný kolagénu frakcia má polčas rozpadu, a to aj viac ako 1000 dní. Z tohto dôvodu nemožno poprieť možnosť niektorých prejavov počiatočných fázach hysterézia koloidov v tkanivách so zníženou samoobnovy.

Prvé prístupy k chemickej teórií sa objavili v roku 1916, kedy Pictet (Pictet, 1916) navrhol teóriu starnutia v dôsledku zvyšujúcej látky protoplazmy cyklizace, počnúc typické doby, na predstave, že cyklické zlúčeniny sú viac inertné k biochemicky tela dynamika, než alifatické.

Táto teória neskôr Zvestovania (1950) vo vzťahu k fylogenetický a ontogenézy rastlín bola nepriamo podporované. Vo svojich štúdiách bolo o akumuláciu v rastlinnom tele niektorých komplexných špecifických zlúčenín, ako alkaloidov, terpénov a podobne. D.

Zvestovanie sám veril, že tendencia k cyklizaci je pravdepodobne jedným z právnych predpisov fylogenetický, ontogenézy, než je hlavným činiteľom. Alpatov a Nastyukova (1948) a Kuhn (Kuhn, 1955) bol vytvorený teóriu starnutia v dôsledku akumulácie s vekom nepriaznivý látkovej výmeny optických izomérov proteínov. Ďalšie druhy fyzikálno-chemických teórií starnutia je teória difúzia Carpenter (Carpenter, 1965).

Táto teória umožňuje zvýšiť s akumuláciou veku v bunkách (najmä bunkových jadier) spojené medzi sebou, vyznačujúci sa tým, inaktivovaných makromolekúl. Pri zvýšení starnutie ťažkosti difúznych zložitých makromolekúl z buniek, ktoré jednoducho "pretečeniu" je, čo vedie k ich smrti.

V posledných rokoch bol zriadený rad teórií starnutia, pochádzajúce z konceptu vychádzajúceho vekovej spojenie medzi makromolekulami.protoplazmy predovšetkým medzi proteínov a nukleových kyselín, čo vedie k pessimal štruktúre ich komplexov a inaktivácie reaktívnymi centrami.

Tieto nápady zahŕňajú podstatnú časť teórie mizne samoobnovy protoplazmy, rozvoj Náhorný (1935, 1936, 1940, 1954), Bulankina (1939), Nikitin (1954, 1962, 1963). Neskôr vznikol teóriu vzostupe s vekom zosieťovania proteínov a nukleových kyselín (zosieťovaný makromolekuly), ktorý postupoval Harman (Harman, 1956), Verzar (Verzar, 1957, 1968), Borksten (Bjorksten, 1958, 1962), Gross ( Gross, 1962), Sayneks (Sinex, 1957, 1961), Fells (Fells, 1966) Zotin (1974) a ďalšie.

Väčšia pravdepodobnosť, vyvinul túto teóriu vo vzťahu ku kolagénu a elastínu, aby najmenej - prevládajúce proteíny spojivového tkaniva, má veľmi dlhý polčas (viď popis: Nikitin a kol, 1977) .. Harman (Harman, 1956, 1975), Sayneks (Sinex, 1961), a to najmä Fells (Fells, 1966), za to, že s vekom v kolagénových molekúl medzi ich polypeptidových reťazcov rastie vodíka a iné ďalšie voľné spojenie, ktoré znižuje voľnú energiu približovanie molekúl a všetkých koloidných systémoch k najpravdepodobnejšieho termodynamický stav.

Sayneks (SINEX, 1961), naznačujú, že spôsob podľa kríža "prešitím" kolagénových makromolekúl dochádza spontánne, podľa zákonov termodynamiky biologických systémov. Avšak, nedávne štúdie ukázali (pozri súhrn:. Nikitin et al., 1977), že dominantnú úlohu pri tvorbe a pretrhnutiu intermolekulárních väzieb v kolagénu hrá aktívne systémy enzýmov, regulované bunkami a neurohumorálními vplyvmi.

Rovnaký "zosieťovania" Sayneks (Sinex, 1961) navrhuje pre elastínu komplexov a nukleových kyselín. Tým Verzar (Verzar, 1957), s vekom je druh "stláčanie" koloidné parenchýmu tkanivo zmršťuje kolagénové vlákna.

To je do značnej miery v dôsledku tepelného zmršťovania kolagénu, pre niektoré jeho druhu sa už začína v výkyvom v teplote ľudského tela. Constantin Ion Parhon (Parhona, 1959), Oeriu (Oeriu, 1962) veľký dôraz na starnutie predpokladaného akumulácie s vekom v proteínoch protoplazmy disulfidové väzby, ktorá inaktivuje molekúl proteínu.

Na ďalších pozíciách sa dostal k mechanizmu vzniku priečnych väzieb v makromolekúl protoplazmy Borksten (Bjorksten, 1958, 1962). Umožňuje molekuly prednosť "prešívanie" (činenia) proteín cez makromolekúl - rad látok, tkanív a inherentné vznikajúcich pri metabolizme.

Zvlášť aktívny "zosieťovacie činidlá" povedal Borksten chinóny, dikarboxylové kyseliny Krebsovho cyklu, nenasýtený mastné kyseliny a ich produkty rozpadu, a ióny ťažkých kovov. Autor naznačuje, že tento proteín molekuly adhéznych faktorov proti špecifické látky v tele "separácia" (depolymerizácia), z ktorých najaktívnejšie pokladá hydrogensiričitan sodný.

Základné ióny ťažkých kovov, aby "zosieťovania" nukleové a proteínové molekuly tiež zdôrazňujú vo svojich teóriách starnutia Goldstein (1968), a Dubin Leone (1968).

Teória starnutia ako dôsledok pessimal zmení genetickej zariadení buniek

Osobitný význam v mnohých moderných teórií molekulárneho základu starnutia je venovaná zmeny veku genetického aparátu buniek. Rastúce v ontogenézy procese inaktivácie a degenerácii komplexov proteín-nukleovej kyseliny protoplazmy, ktorý určuje syntézu samoobnovy a bunkových makromolekúl, sa prvýkrát považovaný za jeden z rozhodujúcich tsitobiohimicheskih základov teórie doznievajúcej samoobnovy protoplazmy Nikitin (1954).

Podľa svojich predstáv, "v ontogenézy by malo dôjsť, a to dôjde, kvalitatívne a kvantitatívne zmeny z komplexov, ktoré znižujú užitočnosť ich účasti pri syntéze molekúl proteínov a vedú k meranie v type syntézy proteínov a komplexných väzieb nukleoproteinových s lipidmi a iné zložky protoplazmy. ..

S vekom, syntetizovať protoplazmu systém degradovať nielen kvantitatívne, ale aj kvalitatívne. Stále majú dostatočnú schopnosť tvoriť enzýmové systémy môžu doplniť klesajúci funkčné štruktúrne proteíny, ale horšie môže samoobnovení a tvoriť z komplexov, ktoré sú základom týchto syntetizujúcu systémy "(Nikitin, 1954, str. 51).

To v podstate Nikitin položený základ na všetkých moderných koncepcií vedúce postavenie v ontogenézy zmien v genóme a vo všetkých proteín-syntetizujúcu aparát bunky. Avšak Nikitin navrhol prítomnosť špecifických faktorov v cytoplazme pod vplyvom, ktoré pri hnojení a delenie buniek, a v menšej miere v priebehu postupného rastu postmitotické tkanív zhodnotených nukleoproteinových System proteosinteza, ktorý má na "omladzujúce účinky" buniek.

Neskôr, jeden z týchto faktorov sme preukázali opravenej DNA enzýmy (Evans, Vilenchik 1965- 1970). Sayneks (Sinex, 1957, 1961), sa domnieva, že v post-mitotické tkaniva DNA vlákne, ktoré sa prakticky neboli aktualizované v ontogenézy postupne medzi sebou komunikujú pevnejšie.

Strehler (Strehler, 1958, 1961) navrhol teóriu tepelnej denaturácie ( "Mikrotermalnoy poškodenie"), vznikajúce najmä v DNA a deoxyribonucleoproteins (DNP) postmitotické buniek a tkanív a nevyhnutne vedie k inaktivácii rady častí chromozomálne DNA reťazcov. Je to práve táto "mikrotermalnoy" denaturácia je základom súvisiace s vekom degeneráciou genetického aparátu buniek.

Vilenchik (1976) pripojený osobitný význam mikrolézií gén DNA štruktúra základnej bunky nárazy molekúl vody v tepelnom pohybe. Sa zvyšuje s vekom, fragmentácie DNA spojená so zvýšeným obsahom železa v tom, predložené ako jedna z dôležitých podmienok starnutia Holstein (1968). Berdyshev a kol. (1967), Vanyushin (1968) navrhol, že starnutie genetického aparátu buniek sa urýchli DNA demetyláciu.

Skupina rozšírené teórie starnutia v dôsledku hromadenia somatických mutácií (Danielle, 1956- Sacher, 1966- Failla, 1958- Curtis, Herhardt, 1958- Curtis, 1963, 1966- Szillard, 1959). Tým Szillard teórie (Szillard, 1959), starnutia dochádza v dôsledku "veku razníkov» (starnutie hity), čo vedie k génu ako deliace zariadenie, a post-mitotických buniek.

Tieto údery diskvalifikovať určitý chromozóm alebo jedného alebo ďalšieho z jeho miesta, nevyhnutné pre syntézu dôležitých proteínov a nukleových kyselín. Špecifické faktory, ktoré prispievajú k vzniku somatických mutácií, môže byť ionizujúce žiarenie (Curtis, 1966), alebo voľné radikály (Cp) (Harman, 1956, 1957, 1968).

Avšak Harman vlastných štúdií, neexistuje žiadny dôkaz o jeho základné tvrdenia o náraste koncentrácie age-CP vo väčšine tkanív. Predĺženie vplyv na životné látky na laboratórnych zvieratách, viažuci voľné radikály a antioxidanty v prvom rade to zistené, Emanuela (1972). CP, karcinogény, ionizujúceho žiarenia môže pôsobiť na lysozomálnej membrány, zvyšuje jej priepustnosť, a to najmä pre DNA-ASE.

Posledné preniká póry bunky a jadrových membrán, môže spôsobiť rozpad a -lizosom genetického aparátu bunky. Je scvrkáva na tejto pokročilej Allison (Allison, 1962) a Hochschild (Hochschild 1971) teóriu lyzozómov starnutia. Hochschild (Hochschild, 1971) odporúča použitie nástrojov tak, aby blokovacie mastných kyselín a ďalších overoxidation CP generovanie reakcií a zachovanie lysozomálnej membrány integrity metionín, vitamín E, cysteín atď Reakčná zložky. Dôsledné experimentálne overenie tejto teórie nie je.

Teória somatických mutácií majú prakticky takmer žiadne experimentálne štúdie. V podstate, iba jeden z nich - štúdie Krouleya a Curtis (Crowley, Curtis, 1963), ktorí zistili, že dva riadky imbredných myšou, počet sád chromozómov poškodených sa zvyšuje s vekom, a vo väčšej miere v krátkotrvajícím línie.

Medzi najvýznamnejšie námietky k teórii somatických mutácií, ako je starnutie základy sú ustanovenia Komfort (Comfort, 1967) a Strehler (Strehler, 1964), ktorý v tomto prípade je rýchlosť starnutia vo všetkých tkanivách by boli veľmi tesné, a Verzar (Verzar, 1968) poukazuje na to, že mutácia sa vyskytujú prevažne v priebehu bunkového delenia.

Preto je najvyšší frekvencia mutácií a starnutie najvyššou pravdepodobnosťou musí byť najčastejšou bunkovej mitózy, ako v radiačné poškodenie. V skutočnosti, opak je pravdou: Bunky s častým mitóze trochu starý. U posledného uvedeného ustanovenia je však ťažké prijať. Starnutie ako delenie (post-mitotické) a deliace tkanivá. Nestarnúci tkaniva v tele nie je prítomný.

Veľký význam v procese starnutia dal Cutler (Cutler, 1973, 1975) mutačné poškodenie znova opakovať. Ďalšie námietka proti somatické teórie mutácie je, že telo má schopnosť eliminovať ako chybné bunky a väčšinu microdamages v génovej stroja.

Tak, Okberg a Clark (Oakberg, Clark, 1961) ukázali, že myši majú schopnosť riešenia vznikajúcich generatívne tkanivá defektné bunky (oocyty a spermatogónií). Oprava chromozomálne aberácie vyvinuté v rôznej miere v niektorých tkanivách, je zrejme nedostatočné kompenzácie týchto vád po dlhšiu dobu, ktorá môže mať hodnotu pre dlhovekosť zvierat (Vilenchik, 1970, 1976).

V posledných rokoch veľmi intenzívne diskusie a experimentálne overenie bola podrobená akési teória mutácie, uplatneným Orgel (Orgel, 1963). Podľa tejto teórie sú "chyby", nemá postsyntetické ako "poškodenie" starnutie proteínových molekúl. Jeho štúdia sa zamerala na deaktiváciu molekúl enzýmu v starnutia.

Orgel navrhol, že ak porovnáme stanovené imunologicky množstvo enzýmu do vyššie uvedeného, ktorá vykazuje katalytické vlastnosti (aktivita enzýmu), druhú hodnotu zodpovedajúcu počtu "panenskej" enzýmu, starnutie budú všetky pádu. Orgel sám a niektorí z jeho stúpencov predstavili podobná dáta pre celý rad enzýmov (Lewis, 1972- Gershon, Gershon, 1973, 1975, 1976- Holliday, 1975). Avšak iní výskumníci (Baird et al., 1975- Weber et al., 1976) vo svojich pokusoch nemôže nadviazať akumuláciu v starobe "pokazené" formy enzýmov.

Jedna teória druhov rastie s vekom menejcennosti genetického aparátu bunky, ktorý spája mnoho z tých predchádzajúcich, vyvinula Vilenchik (1970).

Vilenchik navrhnuté takéto kroky a starnutie mechanizmy genetického aparátu bunky:

1) v dôsledku pôsobenia intracelulárne metabolity alkylácia, oxidácia a prípadne, chemické modifikácie DNA iného druhu (napr. Dimerizáciu tymín);
2) tvorba depurination a polynukleotidy zlomov (trhlinky v tvorbe DNA, dochádza v dôsledku pôsobenia na to intracelulárne DNA-ase);
3) väzbu kovalentnej (po medzera a ďalšie aktívne skupiny modifikované DNA) s "tesne vedľa seba" a výskyt makromolekúl trudnorepariruemyh poškodenia (alebo všeobecne neopraviteľné ak nie je bunka v opraveného systéme);
4) porušenia funkcie matrice v mieste poškodenej DNA.

Olovnikov (1972) navrhol nový princíp - marginotomii ( "hrana skracovanie") pôsobením DNA polymérov monobloku pre replikáciu DNA. Marginotomii podstata spočíva v tom, že z jedného kusa z DNA polymerázy, podľa jeho hypotézy, má aktívne centrum, ktoré sa nachádza nie na okraji molekuly, a v jeho strede.

Preto, na okraji DNA polymerázy, "aplikuje" na okraj alebo 5'3` DNA zostáva katalyticky neaktívne "mŕtve zóny". To je na túto oblasť na každej replikáciu skrátenej novovytvorenej DNA molekula. V dôsledku toho - s po sebe nasledujúcimi úkonmi replikácie novovytvorenej molekuly DNA sa skracuje v dôsledku zvýšenia nedostroyki ich okraje.

Olovnikova princíp môže byť použitý pri vysvetľovaní obmedzenej delení bunkovej klony výsledky pre množstvo mitotických tkanív Heyflikom (Hayfiick, 1965, 1972). Pre reprodukčných buniek, táto hypotéza je nevhodný z pochopiteľných dôvodov, rovnako ako pre neobmedzený deliace somatických buniek.

na jeho rozsiahleho výskumu syntézy indukcie enzýmov a rozpadu veku Frolkis (1970, 1972, 1975) na základe predložených v organizácii na molekulárnej úrovni protoplazmy jeho génovo regulačný koncept starnutia. Podľa jeho názoru, primárny zmeny sa starnutím dochádza v regulačných génov. To je v dôsledku skutočnosti, že gén-regulátor - najaktívnejší, najzraniteľnejšie odkaz v genetickom mechanizme.

Jeho činnosť je, samozrejme, je sprevádzaná zmenou reaktivity jednotlivých skupín, chemické pohyblivosť a tým aj väčšiu možnosť porušenia tohto zariadenia. vekové zmeny v regulačných génov môže viesť v niektorých prípadoch k rastúcej potlačeniu transkripcie špecifických operonu so starnutím, v iných - dočasného zvýšenia biosyntézy niektorých proteínov. V nasledujúcich dôjde k zmenám vo štruktúrnych génov. Mali by viesť k určitým zmenám v syntetizovaných proteínových molekúl.

Priamy dôkaz zmien súvisiacich so starnutím obyvateľstva v zložení genómu nebolo donedávna bunky. Zrovna nedávno tam boli štúdie Nikitin (1971), Martynenko et al. (1972), a Berdysheva Zhelyabovsky (1972), boli stanovené určité zmeny v pomere DNA, RNA, históny a nehistonové chromatínu proteínov v zostarnuté tkanive.

Dať celkové zhodnotenie súčasnej teórie ontogenézy na základe protoplazmy organizáciu makromolekulárnej úrovni, je potrebné poznamenať, že mnoho z nich, po zodpovedajúcom experimentálne potvrdenie, budú môcť vstúpiť do veľmi dôležitou zložkou v budúcnosti vysoko kvalitným, integrovaným teórie ontogenézy.

Bohužiaľ, je stále veľmi málo je známe o "tlač veku", aj o týchto dlhým polčasom makromolekúl, ako je napríklad kolagén extracelulárnej matrice spojivového tkaniva a DNA z jadier buniek tkaniva post-mitotických. Je však potrebné mať na pamäti, že zložité vzory vývoja veku zvierat nemožno mechanicky odvodený od mení s vekom jednotlivých druhov makromolekúl alebo ich komplexy.

Na každej úrovni organizácie protoplazmy v tele, na základe molekulárnych vzťahov, rozvíjať zložitejšie vzťahy a vzory zase ovplyvňujúce makromolekulárnej komplexy. Žiadna zo skupín látok, však zložité a dôležité pre život procesných buniek, ktoré sú nedefinuje izoláciu cez neobyčajne zložitý a doteraz odhalili životne dôležitých funkcií v tele v mnohých ohľadoch.

Delež v družabnih omrežjih:

Podobno