Metabolické role v mechanismu stárnutí

Video: # 6 Biology. Metabolismus a energie v buňce

Jedním z nejdůležitějších způsobů, jak učit mechanismy stárnutí - studium metabolických charakteristik v různých fázích ontogeneze.
To se týká především ke studiu funkcí souvisejících s věkem metabolismu proteinů, které jsou spojeny se základními vlastnostmi života, a která je genetická informace realizován.

Sacharidů a mastných kyselin jsou hlavními zdroji energie potřebné poskytnout všechny důležité procesy. A konečně, proteiny a lipidy se podílejí na výstavbě membrán, které regulují transport látek do buňky.
metabolismus bílkovin
Vědci izolovali několik typů syntézy proteinů, spojených s různými biologických jevů: syntéza růstu v důsledku zvýšení tělesné hmotnosti a prováděcích subjektů, vybuzených individuální syntéza nebo snížení způsobené částečnou ztrátu tělesné proteinu v různých funkčních syntézu vozdeystviyah- odrážející tvorbu vyvážených proteinů z těla díky své funkce, a konečně - syntéza sebeobnovy, spojené s konstantním členění a resyntézou proteinů, tj, s jejich dynamického stavu tělesa (hory .. tého a kol., 1963- Parin, 1967).

Mezi zásadní změny související s věkem jsou zvláštní syntéza růstu, jehož intenzita klesá velmi prudce na začátku postnatální ontogeneze. Podobně změny a snížení syntézy, podstatně méně výrazný věkové změny funkční syntéza a syntéza sebeobnovy.

Tak relativně málo změněné aktualizační těla lidí celkového proteinu ve srovnání s věkových skupinách 67-91 let a 18-25 let (Uauy et al., 1978). Tam byly v začlenění značených aminokyselin žádné rozdíly do celkového proteinu z řezů mozku myší ve věku 5 až 24 měsíců (McMartin, Schedlbauer, 1975), jakož i celkový játra protein (Ove et al., 1972) a proteiny mitochondriální frakce z různých orgánů (Menzies, Gold, 1971- Litoshenko, 1977a), mladých i starých krys při pokusech in vivo. Rychlost aktualizace mitochondriálních proteinů, mikrosomy, lysozomy, a snížila ve věku 4-6 měsíců v játrech potkanů a následně se změnil jen málo (Comolli et al., 1972).

Snížení rychlosti syntézy proteinu (podle značek začleňování) byla pozorována v hepatocytů kultuře tkáně získané z jednoho měsíce, šest měsíců a let staré krysy, zatímco 18-month-old míra zvířata zahrnutí byl stejný jako v roce věku (Ricca et al., 1978) , Příklady extrémní rozmanitosti věkové změny syntézy proteinů ukazuje hodnoty pro začlenění značených aminokyselin do celkového proteinu z různých orgánů u potkanů ve věku 11, 40 a 89 týdnů (Kanungo et al., 1970).

Rychlost syntézy určitých proteinů může být stejný u mladých i starých těla, na které údaje tubulin studie ukazují, mozku (McMartin, Schedlbauer, 1975) a jater feritin (Ove et al., 1972).

Syntéza sérového albuminu v játrech se zvyšuje s věkem (Obenrader et al., 1974), ale toto předchází poklesu jeho intenzitu, jak vyplývá z údajů tvorby proteinu v hepatocytech mladé, zralé a starých krys (Van Bezooijen et al., 1976) ,

Poločas jodovaných sérového albuminu u myší dramaticky poklesla na počátku ontogeneze, a pak se zvyšuje ve stejné míře starosti- výměny imunoglobulinu, klesající na jedné roku věku a pokračoval pokles u mužů a žen se nezměnila (Quinn a kol., 1973).

Cenným zdrojem informací o věku individuální syntézu bílkovin změny - studium syntézy enzymů. Při studiu dynamiky obnovu aktivity katalázy v játrech a ledvinách různých věkových skupin myší po podání 3-amino-1,2,4-triazolu - látky, která ničí tohoto enzymu bylo zjištěno, že rychlost jeho syntézy nejnižší starých myší (Baird, Samis, 1971).

Syntéza Intenzita RNA polymerázy A a B v játrech mírně vzrostla u mladých dospělých potkanů, a pak poklesla téměř na základní linii (Silberman, Paskievich, 1977). Analýza syntézy proteinů mění věk vede k závěru, že jeho intenzita klesá jako celek v ontogenezi zejména díky inhibici syntézy, spojeného s růstem organismu, akumulace v ní pomalu výměně bílkovin, a konečně tím, že inhibuje syntézu řady jednotlivých proteinů.

Změny v intenzitě tvorby druhé je kvantitativně malý příspěvek k celkovému snížení úrovně procesu stárnutí, ale pád jednotné sazby pro tvorbu bílkovin může hrát velkou roli v týrání ve stáří tělesných funkcí.

Studie indukce enzymů, jakož i snížit syntézu různých formách (Parin, 1967) ukazují, že změny související s věkem v syntetických postupů jsou zejména důsledkem regulaci faktorů ovlivňujících koncentrace každého proteinu v tkáni v souladu s genetickým programem organismu.

Kvalitativní změny v průběhu stárnutí proteinů uvedených v revizi Rothstein (Rothstein, 1975). Na základě výsledků srážení protilátek, enzymů specifických základě studie jejich činnosti, kinetiky a dalších vlastností ukazuje, že starší octovou hlístice, stejně jako v senescentní kultury fibroblastů a v některých tkáních starých zvířat, jsou enzymové molekuly, částečně nebo úplně ztratil svou činnost a citlivější tepla.

Tyto výsledky získané ve studii o isocitrát-lyasy, aldolázy glukóza-6-fosfátdehydrogenázy (G-6-PDG). Nicméně, oni nejsou vždy jasné a v některých případech kvalitativní rozdíly enzymy tkáně mladých a starých zvířat vykazovaly malou (aldolázy svalů). Data získaná v dalších studiích, také dokázal být docela kontroverzní.

Takto purifikované přípravky srdečního svalu aldolázy staré (30 měsíců) myši měly nižší aktivitu než tříměsíční izolované od zvířat, ale byly charakterizovány stejnou teplotní citlivosti (Chetsanga, Liskiwskyi, 1977).

Nicméně, žádné rozdíly v aktivitě stejného enzymu izolovány z jater mladých i starých krys (Anderson, 1976). Další studie ukázaly, že enzymy hlístic u starších jedinců částečně sníženou aktivitu čištěného přípravku enolázy (Rothstein, Sharma, 1978), DNA a RNA polymerázy a elongačního faktoru I (Bolla, Brot, 1975).

O důvodech pro výše uvedené změny v citovaných studií existují různé předpoklady. V jednom z nich, spadají biologická aktivita enzymů odráží molekulární degradaci dochází v průběhu jejich syntézy v důsledku hromadění „chyby“.

Další reprezentace založena na možnosti molekul změn struktury bílkovin, postupující po jejich syntéze na operaci. Příznivé důvod pro takové poruchy postsyntetické molekulární struktury a funkce je zpomalit proces aktualizace proteiny. Čím delší je „život“ molekuly, tím více příležitostí to změní působením nepříznivých faktorů (Rothstein, 1975).

Nicméně počet údajů studií ukazují na nedostatek kvalitních změn proteinů v průběhu stárnutí. Již jsme poukázali na zachování starých krys svalové aldolázy aktivity molekul na úrovních charakteristických mladých zvířat. Podobné výsledky byly získány ve studiích fruktóza-1,6-difosfatazy (FDF-ASE) krysích jater (Klefenz, Rotstein, 1976), slinné amylázy (Helfman, Cena, 1974), G-6-PDG myších jater (Yagil, 1976).

Zdá se, že k vyřešení problému role kvalitativních změn proteinů v procesu stárnutí a mechanismů je nutný další výzkum, který by měl vzít v úvahu možnost vyloučení vadných proteinové molekuly, za účasti proteolytických enzymů.

Katabolismus proteinů zkoumaných v ontogenezi v menší míře, než je jejich syntéza, která je do značné míry v důsledku omezené informace o enzymy tkáně proteolýzou. Údaje o věkové změny proteinázy činnosti na základě společných hodnot pH optimální pro jejich činnost, je nedostatečné pro plně zavést určité proteiny v tkáňové degradaci ontogeneze.

Aktivita kyselých a neutrálních proteináz jinak se mění s věkem, a orientace a hloubka těchto změn se někdy liší v závislosti na vlastnostech substrátu proteinu (Parin, 1967). Výsledky novějších děl také poukazují na různé změny charakteru v aktivitě buněčných proteolytických enzymů, když stárne.

Tak, v mozku a játrech potkanů ukázaly, rychlý nárůst proteinázy aktivity v prvních 4 měsíců života, zatímco druhá, méně výrazný - ve stáří (Umano, Bregge, 1969). Spolu s tím zjištěn pokles aktivity kyselých a neutrálních proteáz v játrech ze starých krys (Wiederanders et al., 1976) a významné zvýšení aktivity lysozomálních katepsin jater, bránice a srdce starých zvířat (Gomolli et al., 1972) ve srovnání s tím, že pozorovány u mladých zvířat.

Konstantní rychlost rozpadu v jater krys katalasy se zvyšuje s věkem, dosahuje vrcholu ve dvouletých zvířat a pak se mírně snížily. Ledviny rovněž zjištěny významné kolísání tohoto ukazatele a směru jeho změnách v průběhu stárnutí byl méně výrazný. Tyto skutečnosti svědčí o velkých rozdílů v povaze věkové změny v aktivitě proteolytických enzymů, které provádějí různé funkce v buněčném metabolismu, jakož i rozdíly ve věkové změny v kolapsu jednotlivých proteinů v závislosti na jejich lokalizaci.

Odhadování pozorována v některých případech snížení proteolytické aktivity ve stáří, v kombinaci s oslabením syntézy jednotlivých proteinů, je třeba zdůraznit, že to může pomoci udržovat určitou úroveň jejich koncentrace v buňce.

Pokud jde o zvýšení aktivity některých enzymů v tkáňové proteolýzy pozdější fázi ontogeneze, může být považován za tělesa přístroje, zaměřena na destrukci proteinů s modifikovanou strukturou a tím zabraňuje jejich hromadění ve stáří.

Konečně, zvýšení aktivity některých specifických proteáz, a tím i rychlý rozpad určitých proteinů, což vede k poklesu jeho koncentrace v buňce, může být jedním z mechanismů, kterým se provádí geneticky podmíněných útlumu funkce a celý život organismu ve stáří.

amino konverze kyseliny změna cesta v postnatální vývoj organismu. Hlavní roli v těchto posunů patří ke stavu procesů syntézy proteinů v různých obdobích ontogeneze. Zpočátku, vzhledem k vysoké míře růstu základní hmotnosti aminokyselin nejen používá k výrobě proteinů, ale také pro vytvoření syntézy prekurzorů nukleových kyselin, nebo některé z protetických skupin proteinů.

Proto po narození relativně nízké aktivity aminotransferáz, glutamátu, a mnoho enzymů, které katalyzují konkrétní cesty katabolismu určitých aminokyselin. Aktivita těchto enzymů se zvyšuje s vývojem organismu, pokles rychlosti syntézy růstu a proteinů na jejich povrchu (Parinov Kaliman, 1978).

S věkem, tělo získá schopnost odstranění přebytku aminokyselin Nonrecycled syntézu biopolymerů, stejně jako větší využití aminokyselin pro energetické procesy, tvorbu sacharidů, tuků a dalších látek. Tato schopnost je do značné míry zachována ve stáří v různé míře v závislosti na různých aminokyselin.

V souladu s tím, intenzita katabolismus aktivity aminokyselin se liší podle věku soustavách na ložisku čpavku a močoviny stupních. argininsuktsinatsintetazy Aktivita - klíčový enzym v Krebs-Henseleitova cyklu určuje rychlost jejího vzniku obecně zvyšuje brzy po narození na charakteristiku úrovně dospělých zvířat, a je zachována na této úrovni ve stáří (Filatov, Shevkina, 1977).

Pokud jde o využití amoniaku pro syntézu glutaminu, intenzita procesu vzrůstá v několika orgánech začátkem ontogeneze, a po dosažení maxima u dospělých zvířat se ve větší či menší míře snižuje ve stáří (Gordienko, 1974).

Z výše uvedených informací, viz vztah mezi směrem věku metabolismu bílkovin a některých metabolických drah změn metabolismu aminokyselin, jakož i závislost těchto změn na některých biologických vlastností individuální rozvoj organismu, zejména stav růstu a diferenciace. Ve stejné době, změny v metabolismu jednotlivých linek ve stáří, mohou negativně ovlivnit funkci jednotlivých orgánů a systémů, v tomto období.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné