Stárnutí buněk v těle. buněčné funkce v stárnutí

buněčné funkce v stárnutí

Heterochrony a heterotopická změní funkce - jsou typické procesu stárnutí.

Smrt podmínek, zničení některých buněčných elementů v ostatních pádů zvýšené zatížení, a to vede k jejich hyperfunkce.

V mitoticky aktivních buněk, tato zvýšená zatížení stimuluje buněčné dělení.

Pokles počtu buněk není stejný účinek na úrovni aktivity různých orgánů ve stáří.

Je známo, že během normálního nenapjatého části těla své buněčné aktivity může být zakázáno z provozu ( „duty“ kapilár, plicních sklípků, neuromotor jednotku svalu, ledvině nefronů a kol.). Ve stáří, v souvislosti se smrtí mnoha buňka rezervního posílení práce těla je omezen.

Kromě toho, v důsledku snížení funkce jednotlivých buněk je stejná skupina práce se provádí v různém věku nerovného počtu buněčných elementů. Například podle Jankovský (1971), při stejným způsobem jaký na starého člověka aktivuje více svalových vláken neuromotor jednotky než u dospělých.

Určitá míra tvorby protilátek ve stáří je podporována s účastí více imunitních buněk, jak je u mladých zvířat v důsledku větší aktivitu imunokompetentních buněk každého zvlášť, vzhledem k velké kapacitě syntézy proteinů v nich (Ehneva, 1976). Pokles počtu buněk v různé míře ovlivňuje aktivitu různých orgánů.

Snížit poměrně malého počtu nervových buněk, může významně ovlivnit aktivitu nervového centra a ty na okraji tkání, které se řídí podle středu. To je důvod, proč strukturální změny, smrti nervových buněk, takže smysluplné a významný vliv na stárnutí celého organismu.

Osud buněk, narušení jeho funkcí, úmrtnost je dána nejen stárnutí, ale také zpracovává vitaukta cílem udržet dlouhodobou životaschopnost buněčných struktur. Patří mezi ně: hyperaktivitu a hypertrofii mnoha buněk v jevu multi-core a starenii- poliploidii- zvýšení oblasti buňky a jaderných membrán, udržuje optimální jaderné, cytoplazmatické a buněčná hypertrofie environmentální vzaimootnosheniya- sarkoplazmatického retikula v mnoha kletkah- zachovat hodnotu membránového potenciálu v řadě buněk populyatsiy- zvýšená citlivost na řadu gormonov- aktivaci buněčného dělení (slezina) v útlumu a jiné buněčné odpovědi.

Rozhodující význam v mechanismu věkové změny ve funkci buněk jsou změny stavu buněčných membrán, měnící své regulační účinky na metabolismus buněk. Membránový potenciál (MP) buňka je druh buněčného signálního systému, který stanoví schopnost buněk reagovat na nadcházející dopady. Na úrovni přepravu látek, sekrece, a mnoho dalších projevů buněčné aktivity závislé buněčné membrány polarizace.

Hodnota MP jednoznačně liší v různých buněčných populacích ve stáří. To se prakticky nezměnila ve svalových vláken, hepatocytů, spinálních motorických neuronů, neuronech senzomotorické kory- několika rostoucích na cardiocytes, vaskulární buňky hladkých svalů, acinárních buněk slinné žlázy et al., (Martinenko Tanin 1967-, 1976- Fayzulin, Frolkis 1977-, 1978- TuraevaA 1979). Tyto údaje byly získány při pokusech na krysách, včetně starších zvířat jsou obecně považovány za osoby ve věku 24-26 měsíců.

Nicméně, u velmi starých krys (36-38 měsíců), hodnota membránového potenciálu výrazně klesá. V rámci stejné buněčné populace MP hodnota se mění různě. Ve starých zvířat relativně běžné buňky s nízkou hodnotou membránového potenciálu. Tyto buňky jsou konstrukčně pozměněny. prahy Měření electroexcitability jednotlivá svalová vlákna ukázala některé rozdíly těchto hodnot u dospělých a starších zvířat. U dospělých laboratorních potkanů, střední hodnota stimulačního prahového proudu byla (6,3 + 0,14) x 10 -8 A.

Ve staré prahové zvířata reakci svalových vláken na elektrickou stimulaci s největší pravděpodobností dojít při stimulaci intenzita proudu (8,9 + 0,14) x 10 -8 A (Martinenko, 1975). Studie prokázaly, že akční potenciál (AP) vznikla u dospělých potkanů při kritickou úroveň depolarizace 49,3 mV, a starý - 33,4 mV. Čím vyšší je kritická úroveň depolarizace, tím méně energie musí být dráždivý pro volání aktuální potřebný smyk AV mezní potenciál, vyšší dráždivost.

Posun prahové potenciálu u dospělých zvířat byla 30,9 + 1,0 mV a ve starých krys - 46,7 + 0,6 mV. Zvýšení kritické hranice depolarizace u starých krys také vyplývá, že 24 až 26 měsíců staré krysy by mělo být větší množství depolarize membránu, takže tam byla všudypřítomná PD. Je třeba poznamenat, že tento směr změny v dráždivosti není typický pro všechny buňky. Podle Tanin (1976) electroexcitability klínek a mícha motorické neurony v rostoucím věkem.

Počítání vstupní impedanci svalových vláken, měrný odpor membrány a membrána odpor na jednotku délky vlákna v bílých potkanů ukázaly některé rozdíly v těchto množstvích, v závislosti na věku zvířete. To znamená, že vstupní impedance svalových vláken u dospělých krys v průměru 390 + 8 ohmů, a staré krysy - 270 + 17 ohmů.

Měrný odpor membrány ve starých krys téměř 2-krát nižší než u dospělých. Významně snížena u starších zvířat a membránového odporu na jednotku délky vlákna. Se stárnutím změna akční potenciály buněk. Amplitudy PD svalových vláken snižuje, trvání zesílení (Solomatins, 1970 Frolkis et al., 1976). Tak, v dospělých psů amplituda akčního potenciálu svalových vláken se rovná 116,9 + 1,8 mV, a stará - 72,5 + 3,2 mV u dospělých potkanů - 113,6 + 2,4 mV, a stará - 91,2 + 2,3 mV.

Trvání akčního potenciálu je určována především rychlost repolarizace buněčné membrány. Při změně délky excitačního procesu ve stáří ukazují změny v trvání absolutních a relativních žáruvzdorných fází. V absolutní refrakterní fáze, která se shoduje s postupem excitace, kompletně non-vzrušivé buňky.

Při relativní refrakterní fáze, která se shoduje s repolarizace buněčné membrány, dochází k zotavení buněk vzrušivost. Ve starých zvířat významně zvyšuje trvání absolutních a relativních žáruvzdorných fází. Tak, v 2-6 měsíců staré krysy relativní refrakterní fáze ze svalových vláken je 5- 5,6 ms, a 30 až 36 měsíc staré - 7,5-10 ms.

Pro nervových buněk s dlouhými axonů je nezbytné excitace rychlost šíření. Nejvíce výzkumníci tvrdí, že rychlost zpomaluje šíření excitace podél periferních nervů u starších pacientů. Tato změna není stejná v různých nervových kmenů. Tak, v loketního nervu v mladých lidí se rovná 57,94 + 0,76 m / s, starý - 50,38 + 0,84 m / c v lýtkové kosti - 53,92 + 0,99 a 42,9 + 0,9 m / s, v tibiální - 47,7 + 0,67 a 37,56 + 1,03 m / s, respektive (Timko, 1970).

Změny elektrických vlastností jednotlivých buněk, změny v jejich funkční aktivity vede k tomu, že změny v věkových skupinách odlišnou elektrickou aktivitu buněk kosterního svalstva, srdce a mozku. Ve starší prodloužena latentní období libovolné zařazení motorové jednotky (skupina svalových vláken inervovaných jednoho nervového vlákna) v činnost (pro mládež se rovná 0,1 - 0,5 sekundy, a starší osoby - s 0.6-3) (Jankowski, Knyazev, 1962- Fudel-Osipova, 1968).

Elektromyogram (EMG) staří lidé se vyznačuje tím, že obsahuje velký počet malých potenciální amplitudě (méně než 400 mV), a mladých lidí amplituda odpovídá 900-1200 mV. Mladí lidé proudů akční biceps sval motorová jednotka je o 11 - 13 Hz, u starších osob - 6-8 Hz. Starší lidé jsou častější vícefázové proudy mají delší trvání než u mladých lidí. Změny elektrických vlastností buněk vede k posunu elektrokardiogram (EKG) a elektroencefalogramu (EEG).

Pro porozumění věkové změny je studium aktivní a pasivní transport iontů důležitých funkcí buněk přes buněčnou membránu. Je známo, že tento proces nejen určuje stupeň polarizace membrány, ale má také regulační účinek na aktivitu mnoha intracelulárních enzymů, intenzita biosyntézy proteinů (Malenkov, 1976).

Podle Kuprash (1975), intracelulární obsah K + iontů v vláken myokardu, játrech, ledvinách, kosterním svalu starých krys výrazně snížena. Koncentrace iontů Na + a C1- významně změněny v těchto tkáních. Podle Novikova (1964), intracelulární koncentrace K + iontů ve svalech krys udržována na stejné úrovni od narození do věku 3 měsíců, a výrazně snižuje na 12 a 24 měsíců staré krysy. koncentrace Na + iontů zůstává relativně konstantní od 1 do 12 měsíců, a zvýšil na 24 měsíců starých krys.

Obsah intracelulárního K + iontů, klesá s věkem, a počet iontů zvýšení C1 ~ koncem ontogeneze. Novikov (1978) a Turaev (1979) uvádí, akumulaci intracelulárního ionty Na + a snížení obsahu K + iontů v hepatocytech.

K opačnému závěru přijde Nagy (Nady, 1979). On definoval aktivitu K + iontů uvnitř buněk, a dospěl k závěru, že akumulace tohoto iontu uvnitř buněk ve stáří. Podle jeho názoru akumulace intracelulárního K + iontů ve velkých množstvích - jedna z hlavních příčin porušení syntézy proteinů ve stáří.

Aktivní transport Na + a K + přes membránu proti koncentračnímu gradientu vyžaduje energii vznikající při rozpadu ATP zahrnující membrány Na +, K + - ATPázy. Se stárnutím trpí procesy aktivního transportu iontů - snižuje aktivitu membrány Na +, K + - ATPázy (Novikova, Malysheva, 1975- Sousa, Baskin, 1977), snížený obsah ATP a kreatinfosfátu, intenzita tkáňového dýchání liší konjugaci oxidace a fosforylace nepravidelně mění aktivitu enzymu dýchacího řetězce v kosterním svalu, srdci, mozku (Bogackaya, Potapenko 1972-, 1974- Frolkis et al., 1976). Za těchto podmínek, adaptivní hodnota má růst glykolýzy v několika tkáních.

Je známo, že aktivita membrány Na +, K + - ATPázy aktivované K + iontů z vnějšího povrchu buňky, a ionty Na + - zevnitř. Zadáte-li prostřednictvím mikroelektrod významné množství iontů Na +, poté je buňka depolarizována uvnitř buňky. Nicméně, dojde k aktivaci současně Na +, K + - ATPázy vede do buňky depolarizaci, zvýšení jeho membránový potenciál.

Ukázalo se, že v buňkách starých zvířat po podání intracelulární ionty Na + tempo zpomalil repolarizaci, a znamená to, že oslabení procesů aktivní transport iontů. Stejný závěr byla odebrána ze studie takzvané tepelné hyperpolarizaci (Horban, 1978, 1979).

Po ochlazení buněk (0 °) v důsledku inaktivace draselného sodíku čerpadla velké množství iontů Na + vstupuje do buňky a způsobuje jejich depolarizaci. Při přenášení buněk v médiu s vysokou teplotou (+ 10 °, 20 ° C), aktivuje se čerpadlo, a buňka hyperpolarizační.

Jak je vidět na Obr. 19, ve staré buňky hyperpolarizaci proces zpomalil, a to je vyjádřením snížením intenzity aktivního transportu iontů. To znamená, že stárnutí rychlost klesá ke snižování emisí, jejichž cílem je zachování původního funkčního stavu buňky.

Obr. 19. Dynamika zotavení MP paprsek kůry nadledvin staré buněčné zóny (A) a (D) mladší krysy po předběžném ošetření studené (0 ° C, 60 min) a vlivem IONOLu (teplotní rozsah - 7-17 ° C, doba inkubace - 20 min).
Na ose y: PMD mV na vodorovné ose: 1 - intaktních zvířat 2 - zpracované IONOLu.

V procesu stárnutí mění propustnost membrány, která je spojena se změnou ve stavu iontových kanálů. Martynenko (1967) určuje transportního 42k iont ve svalových vláken a cardiocytes zvířata různého stáří (viz obr. 20).

Obr. 20. Změna permitivita síňových svalových vláken (A) a kosterního svalstva (B) u dospělých (1) a starých (2) u krys.
Na ose - relativní radioaktivity 42K- na ose x - časové hodiny.

Doprava a iontoměničové K + jsou fáze charakter. První fáze je výraznější věkové rozdíly transport K + iontů v cardiocytes, druhá - ve svalových vláken. V první fázi větší význam, je pasivní, a sekundárně aktivní transport iontů přes membránu.

Změna transport iontů K + a Na + ovlivňuje tok Ca2 + regulace kontraktilitu svalových vláken, cardiocytes, nervových buněk. Změny v transportu iontů K + a Na + mohou mít vliv na vodivost sodným vápníku a vedou ke snížené kontraktility buněk.

Reakce buněk, mezibuněčné vztahy jsou definovány nikoliv electroexcitability jen jim, ale chemosenzitivita. mezibuněčný přenos informací se provádí za účasti chemických poslů. Lokalizované na proteinových struktur v buněčné membráně, které mají afinitu k mnoha fyziologicky aktivních látek, - receptory (adrenergní, holino-, insulinoretseptory et al.).

Jedním z hlavních mechanismů stárnutí buněk, poruch spojených s věkem mezibuněčných spojení v mikroprostředí membránové posuny (volných radikálů, atd ..) se může měnit tak, receptor konformaci, že přestanou „rozpoznat“ substrátu. Pokles počtu receptorů, mění svůj stav do jisté míry odříznut od regulačních vlivů buněk a přispívají k jeho atrofie, zničení.

K dnešnímu dni, nejdůležitější otevřeného obvodu intracelulární regulace, což vede k buněčné reakci, když jsou vystaveny fyziologicky aktivních látek. Je to systém druhé syntézu neurotransmiteru zprostředkovává účinek z membrány do intracelulárních procesů, - cyklické adenilnukleotidov.

Kromě toho se předpokládá, že katabolickým adenylátcyklázy je součástí řady receptorů na vnitřní straně membrány. Podle Kostikova a kol. (1976), Gatsko a kol. (1977), Frolkis (1977), potom je obsah cyklického adenosin monofosfát (cAMP) ve stáří se nezmění. Kulchitskii (1978) ukázal, že při nezměněném výchozím cAMP a cyklický guanosin monofosfátu (cGMP) u starých zvířat menších dávek katecholaminů, acetylcholin změnit jejich obsah v srdci a játrech. Můžeme předpokládat, že toto je jeden z mechanismů, které zvyšují citlivost buněk na stárnutí působení těchto látek.

Pomocí reakce zrání se pohybuje buněk a orgánů na příchozích informací, zprostředkovaného přes systém fyziologicky aktivních látek. Ukázalo se, že stárnutí může zvýšit citlivost buněk k řadě humorálních faktorů. To se odráží ve skutečnosti, že nižší dávky hormonů, neurotransmiterů způsobují změny buněk stavu stáří. Jak je vidět na Obr. 21, množství hormonů (inzulín, noradrenalin, estradiol dipropionátu) příčina hyperpolarizaci buněk u starších zvířat při dávkách podprahovou pro dospělá zvířata.

Obr. 21. Věk rysy vlivu různých dávek inzulínu (A), estradiol dipropionát (B) a HA (B) v rozsahu membránový potenciál u dospělých svalových vláken (1) a starých (2) u krys.
Na ose y - MF mV na ose x - časové h Arrow -. V současné době podávání hormonu.

Nicméně, reaktivita, odhaduje maximální odezvy, jako je dávka hormonů a neurotransmiterů klesá s věkem. Tento jev je ještě více odhalil ve studiích reakčních orgánů. Zde oslabení reaktivita spojuje buňky a snížit počet buněk ve stáří.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné