Teorie stárnutí. Molekulární teorie stárnutí

Video: Moderní teorie stárnutí

Molekulární (koloidně chemické, chemické a fyzikální) teorie stárnutí (kromě primární buněčné stárnutí genom teorie)

Významný vývoj teorií, předpokládá se, že vedoucí představitelé v procesu stárnutí jsou změny, které se vyskytují na molekulární a intermolekulárních úrovních organizace protoplazmy.

Jeden z nejčasnějších teorií byly s ohledem na stárnutí v důsledku hystereze koloidů organismu (Lumiere 1922- Růžička, 1928, 1924- Kotsovsky, 1933).

Do jisté míry společnou Bogomolets (1940) koloidní teorie smrti, která je vidět na krevní transfuze způsobit znamená „elektrokolloidalnye bouře“ v cytoplazmě hostitelských buněk, které by mohly vést k flokulaci a další self-trávení v buňkách koagulované micel.

Hlavní námitka na koloidně chemických teorií stárnutí je, že metabolismus vede k rychlé změny od některých molekul proteinů a nukleových kyselin drugimi- poločas mnoho z nich není větší než 10-30 dnů (Schonheimer, 1949- Hewesy, 1950).

Ale Thompson a válec (Thompson, Ballon, 1956) ukázaly, že v tělesných tkáních, existuje mnoho takzvaných dlouhým poločasem rozpadu makromolekul - nukleových kyselin a proteinů, s poločasem více než 70-180 dnů, a stabilní kolagenu frakce má poločas rozpadu, a to i více než 1000 dnů. Z tohoto důvodu nelze popřít možnost některých projevů počátečních fázích hystereze koloidů v tkáních se sníženou sebeobnovy.

První přístupy k chemické teorií se objevily v roce 1916, kdy Pictet (Pictet, 1916) navrhl teorii stárnutí v důsledku zvyšující látky protoplazmy cyklizace, počínaje typické doby, na představě, že cyklické sloučeniny jsou více inertní k biochemicky těla dynamika, než alifatické.

Tato teorie později Zvěstování (1950) ve vztahu k fylogeneze a ontogeneze rostlin byla nepřímo podporovány. Ve svých studiích bylo o akumulaci v rostlinném těle některých komplexních specifických sloučenin, jako alkaloidů, terpenů a podobně. D.

Zvěstování sám věřil, že tendence k cyklizaci je pravděpodobně jedním z právních předpisů fylogeneze, ontogeneze, než je hlavním činitelem. Alpatov a Nastyukova (1948) a Kuhn (Kuhn, 1955) byl vytvořen teorii stárnutí v důsledku akumulace s věkem nepříznivý látkové výměny optických izomerů proteinů. Další druhy fyzikálně-chemických teorií stárnutí je teorie difúze Carpenter (Carpenter, 1965).

Tato teorie umožňuje zvýšit s akumulací věku v buňkách (zejména buněčných jader) spojené mezi sebou, vyznačující se tím, inaktivovaných makromolekul. Při zvýšení stárnutí obtíže difúzních složitých makromolekul z buněk, které prostě „přetečení“ je, což vede k jejich smrti.

V posledních letech byl zřízen řadu teorií stárnutí, pocházející z konceptu vycházejícího věkové spojení mezi makromolekulami.protoplazmy především mezi proteinů a nukleových kyselin, což vede k pessimal struktuře jejich komplexů a inaktivace reaktivními centry.

Tyto nápady zahrnují podstatnou část teorie mizí sebeobnovy protoplazmy, rozvoj Náhorní (1935, 1936, 1940, 1954), Bulankina (1939), Nikitin (1954, 1962, 1963). Později vznikl teorii vzestupu s věkem zesítění proteinů a nukleových kyselin (Zesítění makromolekuly), který 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 další.

Větší pravděpodobnost, vyvinul tuto teorii ve vztahu ke kolagenu a elastinu, aby nejméně - převládající proteiny pojivové tkáně, má velmi dlouhý poločas (viz popis: Nikitin a kol, 1977).. Harman (Harman, 1956, 1975), Sayneks (Sinex, 1961), a to zejména Fells (Fells, 1966), za to, že s věkem v kolagenových molekul mezi jejich polypeptidových řetězců roste vodíku a ostatní další volné spojení, které snižuje volnou energii přibližování molekul a všech koloidních systémech k nejpravděpodobnějšího termodynamický stav.

Sayneks (SINEX, 1961), naznačují, že způsob podle kříže „prošitím“ kolagenových makromolekul dochází spontánně, podle zákonů termodynamiky biologických systémů. Nicméně, nedávné studie ukázaly (viz souhrn :. Nikitin et al., 1977), že dominantní roli při tvorbě a protržení intermolekulárních vazeb v kolagenu hraje aktivní systémy enzymů, regulované buňkami a neurohumorálními vlivy.

Stejný „zesítění“ Sayneks (Sinex, 1961) navrhuje pro elastinu komplexů a nukleových kyselin. Tím Verzar (Verzar, 1957), s věkem je druh „mačkání“ koloidní parenchymu tkáň smršťuje kolagenová vlákna.

To je do značné míry v důsledku tepelného smršťování kolagenu, pro některé jeho druhu se již začíná v výkyvům v teplotě lidského těla. Constantin Ion Parhon (Parhon, 1959), Oeriu (Oeriu, 1962) velký důraz na stárnutí předpokládaného akumulace s věkem v proteinech protoplazmy disulfidové vazby, která inaktivuje molekul proteinu.

Na dalších pozicích se dostal k mechanismu vzniku příčných vazeb v makromolekul protoplazmy Borksten (Bjorksten, 1958, 1962). Umožňuje molekuly přednost „prošívání“ (činění) protein přes makromolekul - řadu látek, tkání a inherentní vznikajících při metabolismu.

Zvláště aktivní „síťovací činidla“ řekl Borksten chinony, dikarboxylové kyseliny Krebsova cyklu, nenasycený mastné kyseliny a jejich produkty rozpadu, a ionty těžkých kovů. Autor naznačuje, že tento protein molekuly adhezních faktorů proti specifické látky v těle „separace“ (depolymerizace), z nichž nejaktivnější pokládá hydrogensiřičitan sodný.

Základní ionty těžkých kovů, aby „zesítění“ nukleové a proteinové molekuly také zdůrazňují ve svých teoriích stárnutí Goldstein (1968), a Dubin Leone (1968).

Teorie stárnutí jako důsledek pessimal změní genetické zařízení buněk

Zvláštní význam v mnoha moderních teorií molekulárního základu stárnutí je věnována změny věku genetického aparátu buněk. Rostoucí v ontogenezi procesu inaktivace a degeneraci komplexů protein-nukleové kyseliny protoplazmy, který určuje syntézu sebeobnovy a buněčných makromolekul, se poprvé považován za jeden z rozhodujících tsitobiohimicheskih základů teorie doznívající sebeobnovy protoplazmy Nikitin (1954).

Podle svých představ, „v ontogenezi by mělo dojít, a to dojde, kvalitativní a kvantitativní změny z komplexů, které snižují užitečnost jejich účasti při syntéze molekul proteinů a vedou k měření v typu syntézy proteinů a komplexních vazeb nukleoproteinových s lipidy a jiné složky protoplazmy. ..

S věkem, syntetizovat protoplazmu systém degradovat nejen kvantitativně, ale i kvalitativně. Stále mají dostatečnou schopnost tvořit enzymové systémy mohou doplnit klesající funkční strukturní proteiny, ale horší může samoobnovení a tvořit z komplexů, které jsou základem těchto syntetizující systémy „(Nikitin, 1954, str. 51).

To v podstatě Nikitin položen základ na všech moderních koncepcí vedoucí postavení v ontogenezi změn v genomu a ve všech protein-syntetizující aparát buňky. Nicméně Nikitin navrhl přítomnost specifických faktorů v cytoplazmě pod vlivem, které při hnojení a dělení buněk, a v menší míře v průběhu postupného růstu postmitotické tkání regenerovaných nukleoproteinových System proteosinteza, který má na „omlazující účinky“ buněk.

Později, jeden z těchto faktorů jsme prokázali opravené DNA enzymy (Evans, Vilenchik 1965- 1970). Sayneks (Sinex, 1957, 1961), se domnívá, že v post-mitotické tkáně DNA vláknu, které se prakticky nebyly aktualizovány v ontogenezi postupně mezi sebou komunikují pevněji.

Strehler (Strehler, 1958, 1961) navrhl teorii tepelné denaturace ( „Mikrotermalnoy poškození“), vznikající zejména v DNA a deoxyribonucleoproteins (DNP) postmitotické buněk a tkání a nevyhnutelně vede k inaktivaci řady částí chromozomální DNA řetězců. Je to právě tato „mikrotermalnoy“ denaturace je základem související s věkem degenerací genetického aparátu buněk.

Vilenchik (1976) připojený zvláštní význam mikroléze gen DNA struktura základní buňky nárazy molekul vody v tepelném pohybu. Se zvyšuje s věkem, fragmentace DNA spojena se zvýšeným obsahem železa v tom, předložené jako jedna z důležitých podmínek stárnutí Holstein (1968). Berdyshev a kol. (1967), Vanyushin (1968) navrhl, že stárnutí genetického aparátu buněk se urychlí DNA demethylaci.

Skupina rozšířené teorie stárnutí v důsledku hromadění somatických mutací (Danielli, 1956- Sacher, 1966- Failla, 1958- Curtis, Herhardt, 1958- Curtis, 1963, 1966- Szillard, 1959). Tím Szillard teorie (Szillard, 1959), stárnutí dochází v důsledku „věku razníků» (stárnutí hity), což vede k genu jako dělící zařízení, a post-mitotických buněk.

Tyto údery diskvalifikovat určitý chromozom nebo jednoho nebo dalšího z jeho místa, nezbytné pro syntézu důležitých proteinů a nukleových kyselin. Specifické faktory, které přispívají ke vzniku somatických mutací, může být ionizující záření (Curtis, 1966), nebo volné radikály (Cp) (Harman, 1956, 1957, 1968).

Nicméně Harman vlastních studií, neexistuje žádný důkaz o jeho základní tvrzení o nárůstu koncentrace age-CP ve většině tkání. Prodloužení vliv na životní látky na laboratorních zvířatech, vázající volné radikály a antioxidanty v první řadě to zjištěno, Emanuela (1972). CP, karcinogeny, ionizujícího záření může působit na lysozomální membrány, zvyšuje její propustnost, a to zejména pro DNA-ASE.

Poslední proniká póry buňky a jaderných membrán, může způsobit rozpad a -lizosom genetického aparátu buňky. Je scvrkává na této pokročilé Allison (Allison, 1962) a Hochschild (Hochschild 1971) teorii lysozomů stárnutí. Hochschild (Hochschild, 1971) doporučuje použití nástrojů tak, aby blokovací mastných kyselin a dalších overoxidation CP generování reakcí a zachování lysozomální membrány integrity methionin, vitamin E, cystein atd Reakční složky. Důsledné experimentální ověření této teorie není.

Teorie somatických mutací mají prakticky téměř žádné experimentální studie. V podstatě, pouze jeden z nich - studie Krouleya a Curtis (Crowley, Curtis, 1963), kteří zjistili, že dva řádky inbredních myší, počet sad chromozomů poškozených se zvyšuje s věkem, a ve větší míře v krátkotrvajícím linie.

Mezi nejvýznamnější námitky k teorii somatických mutací, jako je stárnutí základy jsou ustanovení Komfort (Comfort, 1967) a Strehler (Strehler, 1964), který v tomto případě je rychlost stárnutí ve všech tkáních by byly velmi těsné, a Verzar (Verzar, 1968) Poukazuje na to, že mutace se vyskytují převážně v průběhu buněčného dělení.

Proto je nejvyšší frekvence mutací a stárnutí nejvyšší pravděpodobností musí být nejčastější buněčné mitózy, jako v radiační poškození. Ve skutečnosti, opak je pravdou: Buňky s častým mitóze trochu starý. U posledně uvedeného ustanovení je však obtížné přijmout. Stárnutí jak dělení (post-mitotické) a dělící tkáně. Nestárnoucí tkáně v těle není přítomen.

Velký význam v procesu stárnutí dal Cutler (Cutler, 1973, 1975) mutační poškození znovu opakovat. Další námitka proti somatické teorie mutace je, že tělo má schopnost eliminovat jako vadné buňky a většinu microdamages v genové stroje.

Tak, Okberg a Clark (Oakberg, Clark, 1961) ukázaly, že myši mají schopnost řešení vznikajících generativní tkáně defektní buňky (oocyty a spermatogonií). Oprava chromozomální aberace vyvinuté v různé míře v některých tkáních, je zřejmě nedostatečné kompenzace těchto vad po delší dobu, která může mít hodnotu pro dlouhověkost zvířat (Vilenchik, 1970, 1976).

V posledních letech velmi intenzivní diskuse a experimentální ověření byla podrobena jakési teorie mutace, uplatněným Orgel (Orgel, 1963). Podle této teorie jsou „chyby“, nemá postsyntetické jako „poškození“ stárnutí proteinových molekul. Jeho studie se zaměřila na deaktivaci molekul enzymu v stárnutí.

Orgel navrhl, že srovnáme-li stanoveno imunologicky množství enzymu do výše uvedeného, která vykazuje katalytické vlastnosti (aktivita enzymu), druhou hodnotu odpovídající počtu „panenské“ enzymu, stárnutí budou všechny pádu. Orgel sám a někteří z jeho stoupenců představili podobná data pro celou řadu enzymů (Lewis, 1972- Gershon, Gershon, 1973, 1975, 1976- Holliday, 1975). Avšak jiní výzkumníci (Baird et al., 1975- Weber et al., 1976) ve svých pokusech nemůže navázat akumulaci ve stáří „zkažené“ formy enzymů.

Jedna teorie druhů roste s věkem méněcennosti genetického aparátu buňky, který spojuje mnoho z těch předchozích, vyvinula Vilenchik (1970).

Vilenchik navrženo takové kroky a stárnutí mechanismy genetického aparátu buňky:

1) v důsledku působení intracelulární metabolity alkylace, oxidace a případně, chemické modifikace DNA jiného druhu (např. Dimerizace thymin);
2) tvorba depurination a polynukleotid zlomů (trhlinky v tvorbě DNA, dochází v důsledku působení na to intracelulární DNA-ase);
3) vazbu kovalentní (po mezera a další aktivní skupiny modifikované DNA) s „těsně vedle sebe“ a výskyt makromolekul trudnorepariruemyh poškození (nebo obecně neopravitelné není-li buňka v opraveného systému);
4) porušení funkce matrice v místě poškozené DNA.

Olovnikov (1972) navrhl nový princip - marginotomii ( "hrana zkracování") působením DNA polymerů monobloku pro replikaci DNA. Marginotomii podstata spočívá v tom, že z jednoho kusu z DNA polymerázy, podle jeho hypotézy, má aktivní centrum, které se nachází nikoliv na okraji molekuly, a v jeho středu.

Proto, na okraji DNA polymerázy, „aplikuje“ na okraj nebo 5` 3` DNA zůstává katalyticky neaktivní „mrtvé zóny“. To je na tuto oblast na každé replikaci zkrácené nově vytvořené DNA molekula. V důsledku toho - s po sobě následujícími úkony replikace nově vytvořené molekuly DNA se zkracuje v důsledku zvýšení nedostroyki jejich okraje.

Olovnikova princip může být použit při vysvětlování omezené dělení buněčné klony výsledky pro množství mitotických tkání Heyflikom (Hayfiick, 1965, 1972). Pro reprodukčních buněk, tato hypotéza je nevhodný z pochopitelných důvodů, stejně jako pro neomezený dělící somatických buněk.

na jeho rozsáhlého výzkumu syntézy indukce enzymů a rozpadu věku Frolkis (1970, 1972, 1975) na základě předložených v organizaci na molekulární úrovni protoplazmy jeho genově regulační koncept stárnutí. Podle jeho názoru, primární změny se stárnutím dochází v regulačních genů. To je v důsledku skutečnosti, že gen-regulátor - nejaktivnější, nejzranitelnější odkaz v genetickém mechanismu.

Jeho činnost je, samozřejmě, je doprovázena změnou reaktivity jednotlivých skupin, chemické pohyblivost a tím i větší možnost porušení tohoto zařízení. věkové změny v regulačních genů může vést v některých případech k rostoucí potlačení transkripce specifických operonu se stárnutím, v jiných - dočasného zvýšení biosyntézy některých proteinů. V následujících dojde ke změnám ve strukturních genů. Měly by vést k určitým změnám v syntetizovaných proteinových molekul.

Přímý důkaz změn souvisejících se stárnutím obyvatelstva ve složení genomu nebylo donedávna buňky. Zrovna nedávno tam byly studie Nikitin (1971), Martynenko et al. (1972), a Berdysheva Zhelyabovsky (1972), byly stanoveny určité změny v poměru DNA, RNA, histony a nehistonové chromatinu proteinů v zestárlé tkáni.

Dát celkové zhodnocení současné teorie ontogeneze na základě protoplazmy organizaci makromolekulární úrovni, je třeba poznamenat, že mnoho z nich, po odpovídajícím experimentální potvrzení, budou moci vstoupit do velmi důležitou složkou v budoucnu vysoce kvalitním, integrovaným teorie ontogeneze.

Bohužel, je stále velmi málo je známo o „tisk věku“, i o těchto dlouhým poločasem makromolekul, jako je například kolagen extracelulární matrice pojivové tkáně a DNA z jader buněk tkáně post-mitotických. Je však třeba mít na paměti, že složité vzory vývoje věku zvířat nelze mechanicky odvozen od mění s věkem jednotlivých druhů makromolekul nebo jejich komplexy.

Na každé úrovni organizace protoplazmy v těle, na základě molekulárních vztahů, rozvíjet složitější vztahy a vzory zase ovlivňující makromolekulární komplexy. Žádná ze skupin látek, nicméně složité a důležité pro život procesních buněk, které jsou nedefinuje izolaci přes neobyčejně složitý a dosud odhalili životně důležitých funkcí v těle v mnoha ohledech.

Sdílet na sociálních sítích:

Podobné