Rolul metabolic în mecanismul de îmbătrânire

Video: # 6 Biologie. Metabolismul și energie în celulă

conținut

Video: # 6 biologie. metabolismul și energie în celulă
Metabolismul proteinelor

Una dintre cele mai importante modalități de mecanisme de imbatranire de învățare - studiul caracteristicilor metabolice în diferite etape ale ontogenie.
Acest lucru se referă în primul rând la studiul de caracteristici legate de vârstă ale metabolismului proteinelor, care sunt asociate cu proprietățile fundamentale ale vieții și prin care se realizează informații genetice.

Hidrați de carbon și acizi grași sunt principalele surse de energie necesare pentru a furniza toate procesele vitale. In cele din urma, proteine si lipide sunt implicate în construcția de membrane care reglementează transportul substanțelor în celulă.
metabolismul proteinelor
Cercetătorii au izolat mai multe tipuri de sinteza proteinelor asociate cu diverse fenomene biologice: sinteza creșterii datorită creșterii greutății corporale și a organismelor excitat sinteza individuală sau reducerea cauzată de pierderea parțială a proteinelor din organism în diferite vozdeystviyah- sinteza funcțională care reflectă formarea proteinelor exportate din organismul de execuție datorită sale funcția, și în cele din urmă - sinteza de auto-reînnoire, asociată cu descompunerea constantă și resinteza a proteinelor, de exemplu, cu starea lor dinamică a corpului (munte .. lea și colab., 1963 parin, 1967).

Cele mai profunde schimbări legate de vârstă sunt sinteza specifică a creșterii, a cărei intensitate scade foarte brusc în ontogeneza postnatală timpurie. In mod similar, modificările și reducerea sintezei, modificări de vârstă semnificativ mai puțin pronunțate sinteza funcțională și sinteza de auto-reînnoire.

Astfel, relativ puțin modificate de actualizare oameni proteină totală a corpului, în comparație cu grupele de vârstă 67-91 ani și 18-25 ani (Uauy și colab., 1978). Nu au existat diferențe în includerea aminoacizilor marcați în proteină totală a secțiunilor de creier de la șoareci cu vârsta cuprinsă între 5 și 24 de luni (McMartin, Schedlbauer, 1975), precum și proteina totală a ficatului (Ove et al., 1972) și proteine fracțiuni mitocondriale ale diferitelor organe (Menzies, aurul, Litoshenko 1971, 1977a) de șobolani tineri și bătrâni, în experimente in vivo. Rata proteinelor mitocondriale, microzomi, lizozomi Actualizează și a scăzut în vârsta de 4-6 luni, în ficat de șobolan și ulterior modificat puțin (Comolli et al., 1972).

Reducerea ratei sintezei proteinelor (prin semne de incluziune) a fost observată în cultura hepatocitului a țesutului obținut de la o singură lună, șase luni și șobolani în vârstă de ani, în timp de 18 luni, în vârstă rata animalelor includere a fost aceeași ca și în anul de vârstă (Ricca et al., 1978) . Exemple de diversitate extremă a modificărilor legate de vârstă ale sintezei de proteine este datele pentru includerea aminoacizilor marcați în proteină totală a diferitelor organe la șobolani cu vârsta cuprinsă între 11, 40 și 89 săptămâni (cu Kanungo și colab., 1970).

Rata sintezei anumitor proteine pot fi aceleași în corpul tineri și bătrâni, pe care studiile tubulinei date indică faptul a creierului (McMartin, Schedlbauer, 1975) și feritina hepatice (Ove et al., 1972).

Sinteza albuminei serice în ficat este crescută cu vârsta (Obenrader et al., 1974), dar aceasta este precedată de o scădere în intensitate, după cum rezultă din datele formării proteinei în hepatocitele șobolanii tineri, maturi și bătrâni (Van Bezooijen și colab., 1976) .

Timp de înjumătățire de albumină serică iodate la șoareci a scăzut dramatic devreme in ontogeniei, iar apoi a crescut la aceeași rată starosti- schimb de imunoglobulină, în scădere la vârsta de un an și a continuat să scadă la bărbați și femei nu au schimbat (Quinn și colab., 1973).

O sursă valoroasă de informații cu privire la vârsta de proteine individuale de sinteză modificărilor - studiul sintezei enzimelor. Când studierea dinamicii recuperării activității catalazei în ficat și rinichi diferite șoareci vârstele după administrarea de 3-amino-1,2,4-triazol - o substanță care distruge această enzimă, sa constatat că rata sintezei sale șoarecilor mai mici vechi (Baird, Samis, 1971).

Sinteza Intensitatea ARN polimerazei A și B în ficat a crescut oarecum la șobolanii adulți tineri, și apoi a scăzut la valoarea inițială în apropierea (Silberman, Paskievich, 1977). Analiza sintezei proteinelor schimbă vârstei conduce la concluzia că intensitatea ei scade ca un întreg în ontogeniei în principal datorită inhibării sintezei, asociată cu creșterea organismului, acumularea în ea schimbul lent proteine și, în final, prin inhibarea sintezei unui număr de proteine individuale.

Modificări în intensitatea formării acestuia din urmă aduce o contribuție cantitativ mică la reducerea globală a nivelului procesului de îmbătrânire, dar căderea ratei de formare singură proteină poate juca un rol important în abuzul in varsta functiile corpului.

Studiile privind inducerea enzimelor, precum si reducerea sintezei diferitelor forme (parin, 1967) indică faptul că schimbările legate de vârstă în procedeele de sinteză sunt în principal rezultatul reglementării factorilor care controlează concentrația fiecărei proteine din țesut, în conformitate cu programul genetic al organismului.

schimbări calitative în timpul îmbătrânirii proteinelor detaliate în revista Rothstein (Rothstein, 1975). Pe baza rezultatelor precipitarea anticorpilor enzimatice specifice, studiul activității lor, cinetica și alte proprietăți arătat că nematozi acetice în vârstă, precum și în culturile senescente de fibroblaști și în unele țesuturi de animale în vârstă sunt molecule de enzime, a pierdut parțial sau complet activitatea și mai sensibilă căldură.

Astfel de rezultate obținute în studiul liază isocitrate, aldolaza glucozo-6-fosfat dehidrogenază (G-6-PDG). Cu toate acestea, ele nu sunt întotdeauna clare și, în unele cazuri, diferențe calitative enzime de țesut de animale tinere și vechi au arătat puțin (aldolaza mușchi). Datele obținute în studii ulterioare, de asemenea, sa dovedit a fi destul de controversat.

Astfel, preparatele purificate ale mușchiului inimii aldolaza vechi (30 de luni), șoarecii au avut activitate mai scăzută decât trei luni izolate de la animale, dar au fost caracterizate prin aceeași sensibilitate termică (Chetsanga, Liskiwskyi, 1977).

Cu toate acestea, nici o diferență în activitatea aceleiași enzime izolate din ficatul șobolanilor tineri și bătrâni (Anderson, 1976). Studiu in continuare a enzimelor nematodelor au aratat ca la persoanele în vârstă a scăzut parțial activitatea enolaza preparat purificat (Rothstein, Sharma, 1978), ADN și ARN polimerazele și factorul de alungire I (Bolla, Brot, 1975).

Cu privire la motivele pentru modificările de mai sus la studiile citate există diferite ipoteze. Într-una dintre ele, cad activitatea biologică a enzimelor reflectă degradarea moleculare care apar în timpul sintezei lor din cauza acumulării de „erori“.

Alte reprezentări bazate pe posibilitatea molecule schimbări în structura proteinelor, avansarea după sinteza lor în operațiune. teren favorabil pentru astfel de tulburări structurii moleculare postsynthetic și funcția este de a încetini procesul de actualizare a proteinelor. Cu cât mai mult „viața“ a moleculei, cu atât mai multe oportunități se schimbă prin acțiunea factorilor adverse (Rothstein, 1975).

Cu toate acestea, numărul de date de studii indică o lipsă de modificări calitative ale proteinelor în timpul îmbătrânirii. Am arătat deja păstrarea activității vechi aldolase șobolani musculare de molecule la niveluri caracteristice animalelor tinere. Rezultate similare au fost obținute în studii fructoză-1,6-difosfatazy (FDF-azei) ficat de șobolan (Klefenz, Rotstein, 1976), salivară amilazei (Helfman, Price, 1974), G-6-PDG de ficat de șoarece (Yagil, 1976).

Aparent, pentru a rezolva problema rolului modificărilor calitative ale proteinelor în procesul de îmbătrânire și a mecanismelor de este nevoie de cercetări suplimentare, care ar trebui să ia în considerare posibilitatea de a elimina molecule de proteine defecte, cu participarea enzimelor proteolitice.

Catabolismul proteinelor investigate în ontogeneza o măsură mai mică decât sinteza lor, care este în mare parte datorită informațiilor limitate asupra proteoliza enzimelor tisulare. Datele cu privire la modificările legate de vârstă ale activității proteinazei pe baza unor valori comune ale pH-ului optime pentru activitatea lor, este insuficientă pentru a introduce pe deplin proteine particulare în ontogeniei degradarea țesutului.

Activitatea proteinaze acide și neutre variază în mod diferit cu vârsta, iar orientarea și profunzimea acestor schimbări, uneori, variază în funcție de proprietățile proteinei substrat (parin, 1967). Rezultatele lucrări mai recente, de asemenea, indică diferite modificări de caracter în activitatea enzimelor proteolitice celulare atunci când acestea sunt în curs de îmbătrânire.

Astfel, in creier si ficat de șobolan au indicat o creștere rapidă a activității proteinazei în primele 4 luni de viață, în timp ce al doilea, mai puțin pronunțat - în vârstă (Umano, Bregge, 1969). Odata cu aceasta detectat declin în activitatea proteazelor acide și neutre în ficatul șobolanilor în vârstă de (Wiederanders et al., 1976) și o creștere semnificativă a activității hepatice lizozomale cathepsin, diafragma si inima animale vechi (Gomolli et al., 1972) în comparație cu faptul că observate la animalele tinere.

O rată de descreștere constantă în ficat de șobolan catalază a crescut cu vârsta, atingând un vârf la animalele de doi ani și apoi a scăzut ușor. Rinichii detectat de asemenea fluctuații semnificative ale acestui indicator și direcția modificărilor sale în timpul îmbătrânirii a fost mai puțin pronunțată. Aceste fapte dovedesc diferențele profunde în natura schimbărilor legate de vârstă în activitatea enzimelor proteolitice care realizează funcții diferite în metabolismul celular, precum și diferențele legate de varsta in colapsul proteinelor separate, în funcție de localizarea lor.

Estimând observate în unele cazuri, o scădere a activității proteolitice la o vârstă înaintată, combinată cu slăbirea sintezei proteinelor individuale, trebuie subliniat faptul că aceasta poate ajuta la menținerea unui anumit nivel de concentrare a acestora în celulă.

În ceea ce privește creșterea activității anumitor enzime din proteoliza tisulară etapă ulterioară a ontogeniei, acesta poate fi privit ca un corp de dispozitiv, îndreptate la distrugerea proteinelor cu o structură modificată și prevenind astfel acumularea lor la bătrânețe.

În cele din urmă, creșterea activității unor proteaze specifice, și, prin urmare, dezintegrarea rapidă a anumitor proteine, având ca rezultat o scădere a concentrației sale în celulă, poate fi unul dintre mecanismele de implementare a funcțiilor de atenuare determinate genetic și întreaga viață a organismului la bătrânețe.

amino acizi schimba calea de conversie în timpul dezvoltării postnatale a corpului. Rolul principal în aceste schimbări aparține stării proceselor de sinteză de proteine în diferite perioade ale ontogenezei. Inițial, din cauza ratelor ridicate de creștere a masei de aminoacizi de bază nu este folosit doar pentru a face proteine, dar, de asemenea, pentru formarea sintezei precursorilor de acizi nucleici sau unele grupuri protetice ale proteinelor.

Prin urmare, după nașterea activitate relativ scăzută a aminotransferazelor, glutamat, si multe enzime care catalizează cai specifice de catabolism a anumitor aminoacizi. Activitatea acestor enzime a crescut odată cu dezvoltarea organismului, scăderea ratei de creștere și sintezei proteinelor respectiv (Parinov Kaliman, 1978).

Cu vârsta, organismul dobândește capacitatea de a elimina excesul de aminoacizi Nonrecycled sinteza biopolimerilor, precum și o mai mare utilizare a aminoacizilor pentru procesele energetice, formarea de carbohidrați, grăsimi și alte substanțe. Această capacitate este în mare parte păstrată la o vârstă înaintată, în grade diferite, în raport cu diferiți aminoacizi.

Prin urmare, intensitatea activității catabolismului aminoacizi variază în funcție de sistemele de vârstă implicate în depozitarea amoniacului și uree sinteze. Activitate argininsuktsinatsintetazy - o enzimă cheie a ciclului Krebs-Henseleit, determină rata de formare a acesteia crește, în general, la scurt timp după naștere la o caracteristică de nivel de animale adulte, și este păstrat la acest nivel în vârstă (Filatov, Shevkina, 1977).

În ceea ce privește utilizarea amoniacului pentru sinteza glutaminei, intensitatea crește proces în mai multe organe din ontogeniei timpurie și după atingerea valorii maxime la animalele adulte într-o măsură mai mare sau mai mică, scade în vârstă (Gordienko, 1974).

Din informațiile de mai sus, a se vedea relația dintre direcția metabolismului vârstă proteinelor și anumite căi metabolice ale modificărilor metabolismului aminoacizilor, precum dependența acestor modificări asupra unor caracteristici biologice ale dezvoltării individuale a unui organism, în special starea creșterii și diferențierii. În același timp, modificări ale metabolismului link-uri individuale, la o vârstă înaintată, poate afecta în mod negativ funcționarea organelor și sistemelor individuale în această perioadă.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit