Teorije starenja. Molekularna teorija starenja

Video: Moderna teorija starenja

Molekularna (koloid-kemijske, kemijske i fizičke) teorija starenja (osim teorije primarne ćelije genoma starenja)

Značajan razvoj teorije, smatra se da su lideri u procesu starenja su promjene koje se dešavaju na molekularnom i intermolekulskih nivoima organizacije protoplazme.

Jedna od prvih teorija su s obzirom na starenje kao rezultat histereze koloida organizma (Lumiere, 1922- Ruzicka, 1928. godine, 1924- Kotsovsky 1933).

U određenoj mjeri zajednička Bogomolets (1940) koloidne teorija o smrti, što se vidi u transfuzija krvi izazvati znači "elektrokolloidalnye oluja" u citoplazmi ćelije domaćina koji bi mogli dovesti do flokulacije i dalje samo-probave u ćelijama koagulisanom micela.

Glavni prigovor na koloid-kemijske teorije starenja je da se metabolizam dovodi do brze promjene nekih proteina i nukleinskih kiselina molekule drugimi- pola života mnogih od njih nije više od 10-30 dana (Schonheimer, 1949- Hewesy, 1950).

Ali Thompson i cilindra (Thompson, Ballon, 1956) su pokazali da u tkiva, postoje mnogi takozvani dugo živio makromolekula - nukleinskih kiselina i proteina, s pola života više od 70-180 dana, a stabilna kolagena frakcija ima poluživot, čak i više od 1000 dana. Dakle, ne može se poreći mogućnost neke manifestacije početnim fazama histereze koloida u tkivima sa smanjenim samoobnavljanja.

Prvi pristupi kemijske teorije su se pojavile 1916. godine, kada je Pictet (Pictet 1916) predložio je teoriju starenja kao posljedica povećanja supstanci protoplazme cyclisation, počevši od tipičnog period za ideju da ciklički spojevi su inertni za biohemijski dinamika tijela, nego alifatski.

Ova teorija kasnije je indirektno podržao Blagovijesti (1950), u odnosu na filogeniju i ontogeneze biljaka. U svojim studijama, bilo je oko akumulacije u postrojenju tijelo nekih složenih specifičnih spojeva, kao što su alkaloidi, terpena i sl. D.

sebe Blagovijesti vjerovali da je tendencija da se ciklizacijom je vjerojatno jedan od zakona filogenije, ontogeneze od vodećih faktora. Alpatov i Nastyukova (1948) i Kuhn (Kuhn, 1955) ustanovila je teorija starenja kao posljedica akumulacije sa godinama nepovoljnim metabolizam optički izomeri proteina. Još jedna vrsta fizičko-kemijske teorije starenja je teorija difuzije Carpenter (Carpenter, 1965).

Ova teorija omogućava povećanje s dobi akumulaciju u ćelijama (posebno ćelije jedra) povezane sa svakim drugim, pri čemu je inaktivirani makromolekula. Kada povećavate starenje teškoće difuzije kompleksnih makromolekula iz ćelija oni jednostavno "overflow" ih, što je dovelo do njihove smrti.

U posljednjih nekoliko godina, što je postavljen veliki broj teorija starenja, porijeklom iz koncepta u usponu dobi-spojnica između makromolekulami.protoplazmy prvenstveno između proteina i nukleinskih kiselina, što dovodi do pessimal strukturu njihovih kompleksa i inaktivacije reaktivnih centara.

Ove ideje uključuju osnovni dio teorije nestaje samoobnavljanja protoplazme, razvoj Nagorno (1935, 1936, 1940, 1954), Bulankina (1939), Nikitin (1954, 1962, 1963). Kasnije je nastao teorije rasta sa starošću vezivanje proteina i nukleinskih kiselina (umrežavanje makromolekula), koji je napredovao Harman (Harman, 1956), Verzar (Verzar, 1957, 1968), Borksten (Bjorksten, 1958, 1962), bruto ( Gross, 1962), Sayneks (Sinex, 1957, 1961), Fels (Fels, 1966) Zotin (1974) i drugi.

Češće je razvio ovu teoriju u odnosu na kolagena i elastina u najmanju ruku - dominantni proteina vezivnog tkiva, ima vrlo dug poluživot (vidi pregled: Nikitin et al, 1977.).. Harman (Harman, 1956, 1975), Sayneks (Sinex, 1961), a posebno Fels (Fels, 1966) smatraju da s godinama u molekula kolagena između njihovih polipeptidnih lanaca rasti vodika i drugih više labave veze koja smanjuje slobodne energije aproksimacija molekula i sve koloidnih sistema najverovatnije termodinamičkih države.

Sayneks (Sinex, 1961) predložio da se proces krst "šavovima" kolagena makromolekula nastaje spontano, u skladu sa zakonima termodinamike bioloških sistema. Međutim, nedavna istraživanja su pokazala (vidi sažetak :. Nikitin et al., 1977) da dominantnu ulogu u formiranju i rupture intermolekularnih obveznica u kolagena igra aktivnu sisteme enzima, uređeno ćelije i neurohumoralna uticaja.

Isti "umrežavanje" Sayneks (Sinex, 1961) predložio je za elastina komplekse i nukleinskih kiselina. By Verzar (Verzar, 1957), sa starenjem dolazi neka vrsta "stisnuti" colloidally-parenhima tkiva smanjuje kolagena pramenove.

To je uglavnom zbog termičke kontrakcije kolagena, za neke od svojih vrsta već počinju u fluktuacije temperature ljudskog tijela. Constantin Ion Parhon (Parhon, 1959), Oeriu (Oeriu, 1962) pridaju veliku važnost starenja postulira akumulacije sa godinama u proteinima protoplazme disulfid obveznica da deaktivira proteinskih molekula.

S druge pozicije došao je mehanizam nastanka cross-linking u makromolekule protoplazme Borksten (Bjorksten, 1958, 1962). On omogućava prednost "šavovima" (štavljenje) proteinskih molekula preko makromolekula - broj supstanci, tkiva i inherentne nastale u toku metabolizma.

Posebno aktivna "kroslinkeri" Borksten rekao hinoni, dicarboxylic kiseline u Krebs ciklusa, nezasićene masne kiseline i njihovi produkti raspadanja, i jona teških metala. Autor predlaže da se ova molekula proteina prianjanja faktora suprotstaviti specifičnih supstanci tijela "odvajanja" (depolymerization), od kojih je najaktivnija smatra natrij bisulfit.

Essential jona teških metala u "umrežavanja" nukleinskih i proteinskih molekula također naglašavaju u njihove teorije starenja Goldstein (1968), Dubin i Leone (1968).

Teorije starenja kao posljedica pessimal mijenja genetski aparat ćelija

Od posebnog značaja u mnogim modernim teorijama molekularne osnove starenja se daje promjene u dobi od genetskog aparata ćelija. Rising u ontogeneze procesa inaktivacije i degeneracije kompleksa proteina-nukleinske kiseline protoplazme, koji određuje sintezu samoobnavljanja i mobilni makromolekula, prvo postao smatra jednim od presudnih tsitobiohimicheskih temelje teorije nestaje samoobnavljanja protoplazme Nikitin (1954).

Prema njegovim idejama ", u ontogeneze treba da se dese, i da dođe, kvalitativne i kvantitativne promjene nukleoprotein kompleksa koji smanjuju korisnost njihovog učešća u sintezi molekula proteina i dovesti do mjerenja u vrsti sinteze proteina i kompleks veze nukleoprotein sa lipidima i drugih komponenti protoplazme. ..

S godinama, sintetizirati protoplazme sistem degradirati ne samo kvantitativno, ali i kvalitativno. Oni i dalje imaju dovoljno sposobnosti da formiraju enzimskih sistema mogu napuniti opadanju funkcionalno-strukturnih proteina, ali još gore može samostalno obnoviti i da se formira nukleoprotein kompleksa koji se nalaze u osnovi ovih sintezu sistema "(Nikitin, 1954, str. 51).

Ovo u suštini Nikitin postavio temelje za sve moderne koncepcije vodeću ulogu u ontogeneze promjena u genomu iu svim proteina sintezu aparat ćelije. Međutim Nikitin predložio prisustvo specifičnih faktora u citoplazmi pod uticajem koji je tokom oplodnje i podjele ćelija i, u manjoj mjeri u progresivni rast postmitotic tkiva regenerisanih nukleoprotein sistematsko proteosinteza koji ima na "pomlađivanje" efekte ćelija.

Kasnije, jedan od ovih faktora pokazalo popraviti DNK enzimi (Evans, Vilenchik 1965- 1970). Sayneks (Sinex, 1957, 1961) smatra da je u post-mitotska tkiva DNK praktično nije ažuriran u ontogeneze postepeno međusobno komunicirati čvršće.

Strehler (Strehler, 1958, 1961) je predložio teoriju toplinske denaturacije ( "Mikrotermalnoy štete") koje nastaju uglavnom u DNK i deoxyribonucleoproteins (UNP) postmitotic ćelija i tkiva i neminovno dovodi do inaktivacije niz dijelova kromosomske DNK. To je to "mikrotermalnoy" denaturacija je osnova senilne degeneracije genetskog aparata ćelija.

Vilenchik (1976) u prilogu posebnog značaja za microlesions gena DNK strukturu jedinične ćelije šokovi molekule vode u termalnim pokretu. Raste s dobi, fragmentacija DNK povezana s povećanim sadržajem željeza u njemu, iznio kao jedan od važnih preduslova starenja Holstein (1968). Berdyshev et al. (1967), Vanyushin (1968) je predložio da starenje genetskog aparata ćelija ubrzava DNK demetilacija.

Grupa raširena teorija starenja kao posljedica akumulacije somatskih mutacija (Danielli, 1956- Sacher, 1966- Failla, 1958- Curtis, Herhardt, 1958- Curtis, 1963, 1966- Szillard, 1959). By Szillard teorija (Szillard, 1959), starenje nastaje kao rezultat "starosti udaraca» (starenje pogodaka), što je rezultiralo u genu kao razdvajanja aparata, i post-mitoze ćelija.

Ovi udaraca onesposobi određenu hromozoma ili jedan ili drugi od svojih lokusa, bitne za sintezu vitalnih proteina i nukleinskih kiselina. Specifičnih faktora koji doprinose do pojave somatskih mutacija, može biti jonizujućeg zračenja (Curtis, 1966), ili slobodnih radikala (CP) (Harman, 1956, 1957, 1968).

Međutim, Harman vlastitog studija, nema dokaza njegove osnovne tvrdnje o usponu u koncentraciji dobi-CP u većini tkiva. Produžavanje utjecaj na život supstanci laboratorijskim životinjama, vezivanje slobodnih radikala i antioksidanata prvenstveno našao Emanuel (1972). CP, karcinogenima, jonizujućeg zračenja može djelovati na Lizozomne membrani, povećanja njegove propusnosti, posebno za DNK-ase.

Zadnje prodire kroz pore ćelije i nuklearne membrane, može dovesti do propadanja i -lizosom genetskog aparata ćelije. Sve se svodi na ovaj napredni Allison (Allison, 1962) i Hochschild (Hochschild, 1971) teorija Lizozomne starenja. Hochschild (Hochschild, 1971) preporučuje upotrebu alata kako je blokiranje overoxidation masnih kiselina i drugih CP generiranje Reakcije i očuvanje Lizozomne membrane integritet metionin, vitamin E, cistein, itd Reaktanti. Rigorozni eksperimentalni test ova teorija ne.

Teorija somatskih mutacija praktično gotovo da nema eksperimentalnih studija. U suštini, samo jedan od njih - studija Krouleya i Curtis (Crowley, Curtis, 1963), koji je utvrdio da su dva reda inbred miševa, broj setova kromosoma oštećenih povećava sa godinama, kao i da u većoj mjeri u kratkotrajnoj linije.

Najznačajnije primjedbe na teoriju somatskih mutacija kao starenje osnove su odredbe Comfort (Comfort, 1967) i Strehler (Strehler, 1964), koji je u ovom slučaju, stopa starenja u svim tkivima bi bilo vrlo blizu, i Verzar (Verzar, 1968) ističući da mutacije se javljaju uglavnom u toku podjela ćelija.

Stoga najvećom frekvencijom mutacija i starenje najviši vjerojatnost mora biti najčešći ćeliji mitoza, kao i oštećenja zračenja. U stvari, upravo je suprotno: ćelije sa čestim mitoze malo staro. S odredbom posljednji spomenuti, međutim, teško prihvatiti. Starenje i dijeljenjem (post-mitotska) i dijeljenjem tkiva. Ageless tkiva u organizmu nije prisutan.

Od velike važnosti u procesu starenja dao Cutler (Cutler, 1973, 1975) mutacije šteta ponoviti. Još jedan prigovor protiv somatskih teorija mutacija je da tijelo ima sposobnost da eliminiše kao neispravne ćelije i većina microdamages u genu za rublje.

Dakle, Okberg i Clark (Oakberg, Clark, 1961) pokazali su da miševi imaju mogućnost da se obrati u nastajanju generativne tkiva neispravne ćelije (oocita i spermatogonija). Reparacija hromozomopatije razvijen u različitim stepenima u nekim tkivima, očigledno nedovoljno nadoknaditi tih nedostataka na duži period, koji može imati vrijednost za dugovječnost životinja (Vilenchik, 1970, 1976).

U posljednjih nekoliko godina, vrlo intenzivna rasprava i eksperimentalna verifikacija je bila izložena nekoj vrsti teorije mutacije, napredovala za Orgulje (Orgulje, 1963). U ovoj teoriji "greške" dozvoljeno postsynthetic kao "šteta" starenja proteinskih molekula. Studija je usmjerena na deaktivaciju enzima molekula starenja.

Orgulje je predložio da, ako uporedimo određuje imunološki količinu enzima u iznosu istih, koji ispoljava katalitičke svojstva (enzima), druga vrijednost jednaka broj "netaknute" enzima, starenje će sve pada. sebe i neke njegove pristalice Orgulje su predstavili slične podatke za niz enzima (Lewis, 1972- Gershon, Gershon, 1973, 1975, 1976- Holliday, 1975). Međutim, drugi istraživači (Baird et al., 1975- Weber et al., 1976) u svojim eksperimentima nije mogao uspostaviti akumulacije u starosti "pokvarila" oblika enzima.

Jedna od teorija vrsta raste s dobi inferiornosti genetskog aparata ćelije, koja okuplja mnoge od prethodnih, razvio Vilenchik (1970).

Vilenchik predložio takve korake i starenje mehanizmi genetskog aparata ćelije:

1) zbog djelovanja intracelularne metabolita alkilacije, oksidacije i eventualno, kemijska modifikacija DNK druge vrste (npr dimerizacije timin);
2) formiranje depurination i polynucleotide nit pauze (lomova u formiranju DNK nastaje kao rezultat akcije na njemu unutarćelijskih DNK-ase);
3) kovalentno vezivanje (post jaz i druge aktivne grupe modificirani DNK) sa "usko razmaknuti" i pojave makromolekula trudnorepariruemyh štete (ili općenito unrepairable ako ne ćeliju u popraviti sistem);
4) povreda matrice funkcije oštećene DNK stranice.

Olovnikov (1972) predložio novi princip - marginotomii ( "ivica skraćivanje") pod djelovanjem blok DNK polimera za replikaciju DNK. Marginotomii suština leži u činjenici da je iz jednog komada DNK polimeraze, prema njegovim hipoteza, ima aktivnu centar, nalazi ne na rubu molekula, a u svom središtu.

Stoga, na rubu DNK polimeraze, "primijeniti" na rub ili 5` 3` DNK ostaje katalitički neaktivan "mrtvu zonu". Nalazi se na ovoj zoni na svakom replikaciju skraćenom novoformirano DNK molekula. Kao rezultat toga - s uzastopnim aktima replikacije novoformiranog DNA molekula postaje kraći zbog povećanja nedostroyki njihove rubove.

Olovnikova princip se može koristiti u objašnjavanju ograničenom podjela ćelija klonovi rezultate za određeni broj mitotsku tkiva Heyflikom (Hayfiick, 1965, 1972). Za reproduktivno ćelije, ova hipoteza je neprikladan za očiglednih razloga, kao i za neograničen podjele somatskih ćelija.

na opsežnog istraživanja na sintezi indukcije enzima i propadanja starosti Frolkis (1970, 1972, 1975) na put naprijed za organizaciju molekularnom nivou od protoplazme svog koncepta starenja gen-propisa. Po njegovom mišljenju, glavni promjene sa starenja javljaju u regulatornim genima. To je zbog činjenice da je gen-regulator - najaktivniji, najugroženije karika u genetskom mehanizmu.

Njegova aktivnost je, naravno, u pratnji promjenu reaktivnosti pojedinih grupa, kemijski mobilnost, a time i veću mogućnost kršenje ovog aparata. Povezanih sa starenjem promjene u regulatornim genima može dovesti u nekim slučajevima do povećanja suzbijanje transkripciju specifičnih operoni sa starenjem, u drugima - privremenog povećanja biosinteze nekih proteina. U sljedeće promjene javljaju u strukturnim genima. Oni bi trebalo da dovede do određenih promjena u sintetiziran proteinskih molekula.

Direktnih dokaza o starosti u vezi promjene u sastavu genoma nije bilo sve do nedavno ćelije. Nedavno je bilo studija Nikitin (1971), Martynenko et al. (1972), i Berdysheva Zhelyabovsky (1972), uspostavili određene promjene u odnosu DNK, RNK, histona i ne-histona hromatina proteina u starosni tkiva.

Daje ukupnu ocjenu trenutne teorije ontogeneze na osnovu protoplazme organizaciji makromolekularnih nivou, treba napomenuti da su mnogi od njih, nakon odgovarajuće eksperimentalne potvrde, neće moći ući veoma važna komponenta u budućnosti high-grade, integrisani teorija ontogeneze.

Na žalost, još uvijek se vrlo malo zna o "štampanje doba" čak i na takvim dugo živio makromolekule, kao što su kolagen ekstracelularnog matriksa vezivnog tkiva i DNK jezgra post-mitotsku ćelije tkiva. Međutim, treba imati u vidu da je kompleks obrasce starosti razvoj životinja ne može biti mehanički izveden iz mijenjaju s godinama pojedinih vrsta makromolekula ili kompleksa istih.

Na svakom nivou organizacije protoplazme u organizmu, na osnovu molekularne odnosima, razvijaju više složenih odnosa i obrasce, zauzvrat utječu na makromolekularna kompleksa. Nijedna od grupe supstanci, međutim, složen i važan za život procesa ćelije su oni, ne definira izolaciju preko neuobičajeno složen i još ne otkriju vitalne funkcije organizma na mnoge načine.

Udio u društvenim mrežama:

Povezani