Îmbătrânirea celulelor organismului. funcția celulelor în îmbătrânire

funcția celulelor în îmbătrânire

Heterochrony și heterotopic își schimbă funcțiile - sunt tipice ale procesului de îmbătrânire.

Moartea condițiilor, distrugerea unora dintre elementele celulare din celelalte cascadei a crescut de sarcină, iar acest lucru duce la hiperfuncția lor.

In celulele active mitotic, această sarcină crescută stimulează diviziunea celulară.

Scăderea numărului de celule nu este același efect asupra nivelului de activitate a diferitelor organe la bătrânețe.

Este cunoscut faptul că în timpul normale, o parte a corpului netensionată activității celulei poate fi dezactivat din exploatare (capilare „taxă“, alveolele pulmonare, unitate neuromotor musculare, nefroni rinichi și colab.). La bătrânețe, în legătură cu moartea multor rezerve de celule de lucru consolidarea corpului este limitat.

Mai mult decât atât, ca urmare a reducerii functiei celulelor individuale este același organism de muncă se realizează la diferite vârste număr inegal de elemente celulare. De exemplu, conform Jankovsky (1971), atunci când se efectuează aceeași operație la vechiul om activat mai multe unități de mușchi fibre neuromotorii decât la adult.

Un anumit nivel de formare de anticorpi în vârstă este sprijinit cu participarea mai multe celule ale sistemului imunitar, ca la animale tinere datorită activității mai mare de celule imunocompetente fiecare separat, datorită capacității mari a sintezei proteinelor în ele (Ehneva, 1976). Scăderea numărului de celule în grade diferite afectează activitatea diferitelor organe.

Micșorați numărul relativ mic de celule nervoase pot afecta semnificativ activitatea unui centru nervos și a celor de la periferia țesuturilor, care sunt reglementate de centru. De aceea, impactul schimbărilor structurale, moartea celulelor neuronale atât de semnificative și semnificative asupra îmbătrânirii întregului organism.

Soarta celulelor, încălcarea funcțiilor sale, rata mortalității este determinată nu numai de îmbătrânire, dar, de asemenea, procesele de vitaukta vizează menținerea viabilității pe termen lung a structurilor celulare. Acestea includ: hiperactivitate și hipertrofie a multor celule în fenomenul multi-core și creșterea poliploidii- starenii- în domeniul celulelor si membranelor nucleare, menține nucleară optimă, reticul vzaimootnosheniya- mediu citoplasmatică și hipertrofie celulară sarcoplasmic în multe kletkah- păstra valoarea potențialului de membrană într-un număr de celule populyatsiy- sensibilitate crescută la activarea unui număr de gormonov- diviziunii celulare (splină) sub atenuare și alte răspuns celular.

De o importanță decisivă în mecanismul schimbărilor legate de vârstă în funcția de celule sunt schimbări în starea membranelor celulare, schimbarea efectele lor de reglementare asupra metabolismului celular. Potențialul de membrană (MP) celula este un fel de sistem de celule de semnalizare, care determină capacitatea celulelor de a răspunde la efectele următoare. La nivelul membranei celulare polarizare transportului dependentă de substanțe, secreție, și multe alte manifestări ale activității celulei.

Valoarea MP variază în mod unic în diferite populații de celule în vârstă înaintată. Ea nu se schimbă, practic, în fibrele musculare, hepatocite, neuronii cu motor spinarii, neuronii senzorimotorii kory- mai multe în creștere la cardiocytes, celulele musculare netede vasculare, celule acinare glandele salivare și colab. (Martinenko Taninul 1967-, 1976- Fayzulin, Frolkis 1977-, 1978- TuraevaA 1979). Aceste date au fost obținute în experimente pe șobolani, inclusiv animalele mai mari, sunt considerate, în general, să fie în vârstă de 24-26 luni.

Cu toate acestea, la șobolani foarte vechi (36-38 luni), valoarea potențialului membranei scade în mod semnificativ. În cadrul aceleiași populații de celule valoarea MP variază în mod diferit. La animalele vechi celule relativ mai comune cu o valoare scăzută a potențialului de membrană. Aceste celule sunt modificate structural. Praguri de măsurare electroexcitability fibrele musculare individuale au prezentat unele diferențe ale acestor valori la adulți și animale mai mari. La șobolanii adulți, valoarea medie a curentului de prag de stimulare a fost de (6,3 + 0,14) * 10 -8 A.

În vechiul răspuns animale prag al fibrei musculare la stimularea electrică cel mai probabil să apară atunci când intensitatea curentului de stimulare (8,9 + 0,14) * 10 -8 A (Martinenko, 1975). Studiile au arătat că potențialului de acțiune (AP) a apărut la șobolani adulți, la un nivel critic de depolarizare de 49,3 mV, și vechi - 33,4 mV. Cu cât nivelul critic al depolarizare, mai puțin puterea trebuie să fie iritant pentru apelarea necesar un potențial de curent de prag de forfecare AV, excitabilității mai mare.

Trecerea potențialului de prag la animalele adulte a fost de 30,9 + 1,0 mV, iar la șobolani în vârstă - 46,7 + 0,6 mV. Creșterea pragului de depolarizare critic la șobolani în vârstă de asemenea, arată că șobolanii 24-26 luni, în vârstă ar trebui să fie o cantitate mai mare depolariza membrana, astfel încât nu a fost PD omniprezentă. Trebuie remarcat faptul că această direcție de schimbare a excitabilitate nu este specifică pentru toate celulele. Potrivit Tanin clin (1976) electroexcitability si neuronii motorii maduva spinarii la varsta de crestere.

Numărarea impedanța de intrare a fibrei musculare, rezistivitatea membranei și rezistența membranei pe unitatea de lungime a fibrei la șobolani albi au prezentat unele diferențe în aceste cantități, în funcție de vârsta animalului. Astfel, impedanța de intrare a fibrelor musculare la șobolanii adulți medie 390 + 8 ohmi și șobolani vechi - 270 + 17 ohmi.

Rezistivitatea membranei la șobolani, în vârstă de aproape 2 ori mai mici decât la adulți. In mod semnificativ redus la animalele mai mari, și rezistența membranei pe unitatea de lungime a fibrei. Cu îmbătrânire potențialele de acțiune de schimbare de celule. Amplitudine fibrele musculare PD scade, crește durata (Solomatins, 1970 Frolkis și colab., 1976). Astfel, la câinii adulți amplitudinea potențialului de acțiune al fibrelor musculare este egal cu 116,9 + 1,8 mV, iar vechi - 72,5 + 3,2 mV la șobolanii adulți - 113,6 + 2,4 mV, și vechi - 91,2 + 2,3 mV.

Durata potențialului de acțiune este determinată în principal de rata de repolarizare a membranei celulare. La schimbarea duratei procesului de excitație în vârstă indică modificări în durata fazelor refractare absolute și relative. In timpul fazei refractare absolute, care coincide cu procesul de excitație, complet celula non-excitabil.

In timpul fazei de refractară relativă, care coincide cu repolarizarea membranei celulare, are loc de recuperare a excitabilității celulare. La animale bătrâne crește considerabil durata fazelor refractare absolute și relative. Astfel, la șobolani 2-6 luni, în vârstă perioada refractară relativă a fibrelor musculare este 5- 5,6 ms, iar în 30-36 luni vechi - 7.5-10 ms.

Pentru celulele nervoase cu axoni lung este esențială excitație viteza de propagare. Cei mai mulți cercetători spun că viteza de incetinirea raspandirii excitatie de-a lungul nervilor periferici la vârstnici. Schimbarea nu este același lucru în diferite trunchiuri nervoase. Astfel, în nervul ulnar în rândul tinerilor este egală cu 57,94 + 0,76 m / s, vechi - 50,38 + 0,84 m / c în fibula - 53.92 + 0.99 și 42,9 + 0,9 m / s, în tibială - 47,7 + 0,67 și 37,56 + 1,03 m / s, respectiv (Timko, 1970).

Modificări în proprietățile electrice ale celulelor individuale, modificări în activitatea lor funcțională conduce la faptul că schimbările în grupele de vârstă activității electrice diferite de celule musculare scheletice, inima si creier. În vârstnici perioadă latentă lungit de o includere arbitrară a agregatului motor (grup de fibre musculare inervate de fibra nervoasa singur) in activitati (pentru tineri este egal cu 0,1 - 0,5 secunde, iar persoanele în vârstă - cu 0.6-3) (Jankowski, Knyazev, 1962 Fudel-Osipova, 1968).

Electromiograma (EMG) oameni vechi se caracterizează prin faptul că conține un număr mare de amplitudine potențial mic (mai puțin de 400 mV), iar tinerii amplitudinea corespunde 900-1200 mV. Tineri oameni de frecvență biceps curenți de acțiune a unității motorii musculare este de 11 - 13 Hz, persoanele în vârstă - 6-8 Hz. Persoanele în vârstă sunt mai frecvente curenți polifazice sunt de durată mai lungă decât în tineri. Modificări în proprietățile electrice ale celulelor duce la o schimbare Electrocardiograma (ECG) și electroencefalograma (EEG).

Pentru intelegerea legate de varsta este studiul transportului activ și pasiv al funcțiilor importante ionilor de celule prin membrana celulară. Este cunoscut faptul că acest proces nu numai că determină nivelul de polarizare a membranei, dar, de asemenea, are un efect de reglementare asupra activității multor enzime intracelulare, intensitatea biosinteza proteinelor (Malenkov, 1976).

Potrivit Kuprash (1975), conținutul intracelular al ionilor K + în fibre miocardice, ficat, rinichi, mușchi scheletici de sobolani vechi a redus semnificativ. Concentrația ionilor de Na + și C1- nu a modificat semnificativ în aceste țesuturi. Potrivit Novikova (1964), concentrația intracelulară a ionilor K + în mușchii șobolanilor menținute la același nivel de la naștere până la vârsta de 3 luni, și scade semnificativ la 12 și 24 de luni, în vârstă de șobolani. concentrația ionilor de Na + rămâne relativ constantă, de la 1 până la 12 luni, și a crescut la șobolanii de 24 de luni.

Conținutul K + intracelular ionii scade cu vârsta, iar numărul ionilor crește în C1 ~ târziu ontogeneză. Novikov (1978) și Turaev (1979) a observat acumularea de ioni de Na + intracelular și o scădere a conținutului de K + ioni în hepatocite.

La concluzia opusă vine Nagy (Nady, 1979). El a definit activitatea ionilor K + în interiorul celulelor și a concluzionat că acumularea acestui ion în interiorul celulelor la vârstă înaintată. În opinia sa, acumularea de K + intracelular ioni în cantități mari - una dintre principalele cauze de încălcare a sintezei proteinelor la o vârstă înaintată.

transport activ de Na + și K + prin membrana împotriva gradientului de concentrație necesită energie produsă în timpul descompunerii ATP care implica membrane Na +, K + - ATP-azei. Cu îmbătrânire suferă procese de transport ionic activ - scade activitatea membranei de Na +, K + - ATPaza (Novikova, Malysheva, 1975- Sousa, Baskin, 1977), conținutul redus de ATP si creatina fosfat, intensitatea respirației tisulară variază conjugarea oxidării și fosforilării variază în mod neregulat activitatea enzimatică a lanțului respirator în mușchiul scheletic, inima, creier (Bogackaya, Potapenko 1972-, Frolkis și colab modelul anului 1974., 1976). În aceste condiții, valoarea adaptivă a ratei de creștere a glicolizei în mai multe țesuturi.

Este cunoscut faptul că activitatea membranei de Na +, K + - ATP-azei activat de K + ioni de pe suprafața externă a celulei, și ionii de Na + - din interior. Dacă introduceți printr-o cantitate semnificativă microelectrode de ioni Na +, atunci celula este depolarized în interiorul celulei. Cu toate acestea, activarea se produce simultan Na +, K + - ATPaza duce la celula de depolarizare, o creștere a potențialului său de membrană.

Sa dovedit că în celulele animale în vârstă după administrarea intracelulară de Na + ioni de ritm încetinit repolarizarea, iar acest lucru indică o slăbire a proceselor de transport activ al ionilor. Aceeași concluzie a fost trasă dintr-un studiu al așa-numitei hiperpolarizarea termice (Horban, 1978, 1979).

La celulele de răcire (0 °) datorită inactivării de potasiu-sodiu pompa o cantitate mare de ioni de Na + pătrunde în celulă și cauzele depolarizare acesteia. În transferarea celulelor într-un mediu cu temperatură ridicată (+ 10 °, +20 ° C), pompa este activată, iar hiperpolarizare celulei.

După cum se vede în Fig. 19, în vechiul proces hiperpolarizarea celulei încetinit, și este expresia reducerea intensității transportului activ al ionilor. Astfel, rata de îmbătrânire scade procesele de reducere în vederea menținerii stării funcționale inițiale a celulei.

Fig. 19. Dinamica recuperare MP fascicul corticosuprarenalei zone vechi de celule (A) și mai tineri (D) șobolani, după un tratament preliminar de rece (0 ° C, 60 min) și influența Ionol (interval de temperatură - 7-17 ° C, timp de incubare - 20 min).
Pe ordonata: PMD mV pe axa orizontală: 1 - animalele intacte 2 - Ionol prelucrate.

În procesul de îmbătrânire modifică permeabilitatea membranei, care este asociat cu schimbarea stării canalelor ionice. Martynenko (1967) a determinat ionul 42K transportul în fibrele musculare și cardiocytes animale de vârste diferite (fig. 20).

Fig. 20. Schimbarea permitivitatea fibrelor musculare atriale (A) și a musculaturii scheletice (B) la adulți (1) și vechi (2) la șobolani.
Pe ordonată - față de radioactivitatea 42K- pe abscisă - timpul h.

Transportul și schimbul de ioni de K + sunt caractere de fază. Prima fază este mai marcat diferentele de varsta de transport de K + ion în cardiocytes, al doilea - în fibrele musculare. În prima fază de o mai mare importanță este transportul pasiv și activ secundar ionilor prin membrană.

Schimbarea transportul ionilor K + și Na + afectează fluxul de Ca2 + reglarea contractilitatea fibrelor musculare, cardiocytes, celulele nervoase. Modificările în transportul ionilor de K + și Na + pot exercita efecte asupra conductivității de sodiu-calciu și conduce la reducerea contractilitatea celulelor.

Celulele de reacție, relațiile intercelulare sunt definite nu numai că le electroexcitability, dar chemosensitivity. transmiterii intercelular de informații se realizează cu participarea mesageri chimici. Localizate pe structurile de proteine ale membranei celulare, care au o afinitate pentru mai multe substanțe active fiziologic, - receptori (adrenergici, holino-, insulinoretseptory și colab.).

Unul dintre cele mai importante mecanisme ale îmbătrânirii celulare, tulburărilor legate de vârstă ale conexiunilor intercelulare prin micromediul Deplasările cu membrana (reacțiile radicalilor liberi, etc ..) Pot fi variate astfel încât conformației receptorilor încât acestea să înceteze să „recunoască“ substrat. Scăderea numărului de receptori, schimbarea statutului lor într-o anumită măsură, taie de influențele de reglementare de celule și să contribuie la atrofia acesteia, distrugere.

Până în prezent, cel mai important circuit deschis reglarea intracelular, ceea ce duce la reacția de celule atunci când sunt expuse la substanțe active fiziologic. Este un sistem al doilea neurotransmitatorului sinteză mediază efectul de membrană la procesele intracelulare, - adenilnukleotidov ciclic.

În plus, se presupune că adenilat ciclaza catabolică face parte dintr-o serie de receptori de pe partea interioară a membranei. Potrivit Kostikova et al. (1976), Gatsko și colab. (1977), Frolkis (1977), conținutul ciclic adenozin monofosfat (cAMP) în vârstă nu este schimbat. Kulchitskii (1978) a arătat că, cu o cAMP de bază nemodificat și ciclic guanozin monofosfat (cGMP) în doze mai mici de animale vechi catecolamine, acetilcolina schimba conținutul lor în inima și ficatul. Putem presupune că acesta este unul dintre mecanismele pentru a crește sensibilitatea celulei la îmbătrânire de acțiune al acestor substanțe.

Cu îmbătrânire de reacție variază în celulele și organismele pe informațiile primite, mediate printr-un sistem de substanțe active fiziologic. S-a demonstrat că îmbătrânirea poate crește sensibilitatea celulelor la o serie de factori umorali. Acest lucru se reflectă în faptul că doze mai mici de hormoni, neurotransmițători determina modificări de celule în starea limită de vârstă. După cum se vede în Fig. 21, un număr de hormoni (insulina, noradrenalina, estradiol dipropionat) cauza hiperpolarizarea celulelor la animale în vârstă, la doze subthreshold pentru animalele adulte.

Fig. 21. Caracteristici Vârsta influenței diferitelor doze de insulină (A), estradiol dipropionat (B) și HA (B) cu o valoare potențialului de membrană în fibrele musculare adulte (1) și vechi (2) la șobolani.
Pe ordonata - MF mV pe abscisă - timpul h Arrow -. În prezent, administrarea hormonului.

Cu toate acestea, reactivitatea, estimată prin răspunsul maximal ca doza de hormoni și neurotransmițători scade odată cu vârsta. Acest fenomen este chiar mai dezvăluit în studii ale organismelor de reacție. Aici, reactivitatea slăbirea celulelor se alătură și scăderea numărului de celule la vârstă înaintată.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit