Teorii ale îmbătrânirii. Teoria moleculară a îmbătrânirii

Video: Teoriile moderne ale îmbătrânirii

conținut

Video: teoriile moderne ale îmbătrânirii
Molecular (coloid-chimice, chimice și fizice) teoria îmbătrânirii (cu excepția teoriilor de celule primare genomului imbatranire)
Teoriile îmbătrânirii ca urmare a pessimal schimbă aparatul genetic al celulelor

Molecular (coloid-chimice, chimice și fizice) teoria îmbătrânirii (cu excepția teoriilor de celule primare genomului imbatranire)

Dezvoltarea semnificativă a teoriei, se crede că liderii în procesul de îmbătrânire sunt schimbările care au loc la nivel molecular și intermoleculare ale organizației protoplasmei.

Una dintre primele teorii au în vedere îmbătrânirea ca urmare a histerezisului coloizilor organism (Lumiere, 1922- Ruzicka 1928, 1924- Kotsovsky, 1933).

Într-o anumită măsură, comuna Bogomolets (1940) teoria coloidală a morții, care este văzut în sânge transfuzii cauza înseamnă „furtuna elektrokolloidalnye“, în citoplasma celulelor gazdă, care ar putea duce la floculare și în continuare de auto-digestie în celulele de micele coagulate.

Principala obiecție la teoriile coloid-chimice ale îmbătrânirii este că metabolismul duce la schimbări rapide de la anumite molecule de proteine și acizi nucleici drugimi- timp de înjumătățire a multora dintre ele nu este mai mare de 10-30 de zile (Schonheimer, 1949- Hewesy, 1950).

Dar Thompson și cilindru (Thompson, Ballon, 1956) au arătat că în țesuturile organismului, există multe așa-numite macromolecule cu viață lungă - acizi nucleici și proteine, cu un timp de înjumătățire mai mare de 70-180 zile, iar fracția de colagen stabil are un timp de înjumătățire, chiar mai mult de 1000 de zile. Prin urmare, nu se poate nega posibilitatea unor manifestări ale etapelor inițiale ale histerezisului coloizilor în țesuturi cu redus de auto-reînnoire.

Primele abordări teorii chimice au apărut în 1916, când Pictet (Pictet 1916) a propus teoria îmbătrânirii ca urmare a creșterii substanțelor ciclizare protoplasma, pornind de la o perioadă tipică pentru noțiunea că compușii ciclici sunt mai inerți față biochimic dinamica corpului, decât alifatic.

Această teorie mai târziu, Buna Vestire (1950) în ceea ce privește filogenia și ontogenia plantelor a fost susținută în mod indirect. In studiile sale, a fost vorba despre acumularea în corpul plantelor unor compuși complecși specifici, cum ar fi alcaloizii, terpene și altele asemenea. D.

Buna Vestire se credea că tendința de a ciclizarea este, probabil, una dintre legile filogenie, ontogenie decât factorul principal. Alpatov și Nastyukova (1948) și Kuhn (Kuhn, 1955) a stabilit teoria îmbătrânirii ca urmare a acumulării de vârstă nefavorabile ale metabolismului proteinelor izomeri optici. O altă specie de teoriile fizico-chimice ale îmbătrânirii este teoria difuziei Carpenter (Carpenter, 1965).

Această teorie permite creșterea cu acumularea de varsta in celule (in special nuclee de celule) asociate una cu cealaltă, în care macromoleculele inactivat. Atunci când creșterea îmbătrânire dificultăți de difuzie de macromolecule complexe din celulele ei pur și simplu „overflow“ ei, ceea ce duce la moartea lor.

In ultimii ani, a fost creat o serie de teorii ale îmbătrânirii, provenite de la conceptul de creștere vârstă cuplare între makromolekulami.protoplazmy în principal între proteine și acizi nucleici, ceea ce conduce la structura pessimal a complexelor lor și inactivarea centrelor reactive.

Aceste idei includ o parte esențială a teoriei fading de auto-reînnoire a protoplasmei, dezvoltarea regiunii Nagorno (1935, 1936, 1940, 1954), Bulankina (1939), Nikitin (1954, 1962, 1963). a apărut mai târziu teoria creșterii cu vârsta de reticulare a proteinelor și a acizilor nucleici (macromoleculele reticulare), care a avansat Harman (Harman, 1956), Verzar (Verzar, 1957, 1968), Borksten (Bjorksten, 1958, 1962), Gross ( Gross, 1962), Sayneks (Sinex, 1957, 1961), Fells (Fells, 1966) Zotin (1974) și altele.

Mult mai probabil a dezvoltat această teorie în raport cu colagen si elastina pentru cel mai puțin - proteinele predominante ale țesutului conjunctiv, are o foarte lungă perioadă de înjumătățire (vezi revizuire: Nikitin et al, 1977..). Harman (Harman, 1956, 1975), Sayneks (Sinex, 1961) și în special Fells (Fells, 1966) consideră că odată cu vârsta în moleculele de colagen dintre lanțurile polipeptidice cresc hidrogen și altă conexiune mai slab, care reduce energia liberă apropierea moleculelor și toate sistemele coloidale la starea termodinamică cea mai probabilă.

Sayneks (SINEX, 1961) a sugerat că procesul de cruce „lipire“ a macromoleculelor de colagen se produce spontan, în conformitate cu legile termodinamicii ale sistemelor biologice. Cu toate acestea, studii recente au arătat (vezi rezumatul :. Nikitin et al., 1977) că rolul dominant în formarea și ruperea legăturilor intermoleculare în colagen joacă un sisteme de enzime active, reglementate de celule și influențele neurohumorale.

Same „reticulare“ Sayneks (Sinex, 1961) au sugerat complexe de elastină și acizi nucleici. Prin Verzar (Verzar, 1957), cu îmbătrânirea vine un fel de „stoarcere“ țesut coloidali parenchimatos micșorează firele de colagen.

Acest lucru se datorează în mare parte contracția termică a colagenului, pentru unele dintre speciile sale au început deja în fluctuațiile temperaturii corpului uman. Constantin Ion Parhon (Parhon, 1959), Oeriu (Oeriu, 1962) acordă o mare importanță la îmbătrânirea acumulării postulat cu vârsta în proteinele legăturii disulfurice protoplasme care inactivează moleculele proteice.

Pe celelalte poziții a venit la mecanismul de apariție a reticulare în macromoleculele de protoplasmă Borksten (Bjorksten, 1958, 1962). Acesta permite moleculelor precedență „coasere“ (tăbăcire) proteine prin macromolecule - un număr de substanțe, țesuturi și inerente care apar în timpul metabolismului.

Deosebit de activ „reticulanți“ Borksten spus chinone, acizii dicarboxilici ai ciclului Krebs, nesaturat acizi grași și produșii lor de degradare și ioni de metale grele. Autorul sugerează că aceste molecule de proteine ale factorilor de adeziune la contracararea efectelor substanțelor specifice organismului „separare“ (depolimerizarea), dintre care cele mai active pe care le consideră bisulfit de sodiu.

ioni de metale grele esențiale pentru „reticulare“ molecule nucleici și proteine, de asemenea, sublinia în teoriile lor Goldstein imbatranirii (1968), Dubin și Leone (1968).

Teoriile îmbătrânirii ca urmare a pessimal schimbă aparatul genetic al celulelor

De o importanță deosebită în multe teorii moderne de baza moleculare ale îmbătrânirii este dat modificări la vârsta aparatului genetic al celulelor. Creșterea în ontogenia procesului de inactivare și degenerare a complexelor acide proteine nucleici de protoplasmă, care determină sinteza de auto-reînnoire și celule macromoleculelor, primul a devenit considerat ca fiind unul dintre fundamentele tsitobiohimicheskih decisive ale teoriei fading auto-reînnoire a protoplasmei Nikitin (1954).

Conform ideilor sale, „în ontogeneza ar trebui să apară, și apar, schimbări calitative și cantitative ale complexelor nucleoproteinici care reduc utilitatea participării lor în sinteza moleculelor de proteine și conduc la măsurătorile în tipul sintezei proteinelor și legăturile complexe nucleoproteinici cu lipidele și alte componente ale protoplasma. ..

Cu varsta, sintetizeze sistem de protoplasmă degrada nu numai cantitativ, ci și calitativ. Ei încă mai au o capacitate suficientă pentru a forma sisteme enzimatice pot reface declin proteine functionale-structurale, dar mai rău se poate auto-reînnoi și pentru a forma complecși nucleoproteinici care stau la baza acestor sisteme sintetizare „(Nikitin, 1954, p. 51).

Aceasta, în esență, Nikitin a pus bazele tuturor concepțiilor moderne ale rolului de lider în ontogenia schimbările în genomul și în toate aparatele de proteine-sintetizare a celulei. Cu toate acestea Nikitin sugerat prezența unor factori specifici în citoplasmă sub influența care, în timpul fertilizării și diviziunea celulelor și într-o măsură mai mică în timpul creșterii progresive a țesuturilor postmitotic regenerate proteosinteza sistem- nucleoproteine, care are efecte asupra celulelor „intinerire“.

enzime ADN Ulterior, unul dintre acești factori s-au dovedit reparate (Evans, Vilenchik 1965- 1970). Sayneks (Sinex, 1957, 1961) consideră că, în țesuturile post-mitotice ale catenei ADN-ului este practic, nu a fost actualizat în ontogeneză comunica treptat unul cu celălalt mai strâns.

Strehler (Strehler, 1958, 1961) a propus teoria Denaturarea termică ( „Daune Mikrotermalnoy“) care apar în principal în ADN-ul și deoxyribonucleoproteins (DNP) celule și țesuturi postmitotic și în mod inevitabil conduce la inactivarea unui număr de porțiuni ale ADN-ului cromozomal. Este această „mikrotermalnoy“ Denaturarea este baza de degenerare legată de vârstă a aparatului genetic al celulelor.

Vilenchik (1976) a acordat o importanță deosebită pentru celule unitate structura ADN a genei șocuri molecule de apă în mișcare microleziuni termică. Crește odată cu vârsta, fragmentarea ADN-ului asociat cu creșterea conținutului de fier în ea, a prezentat ca fiind una dintre cele mai importante condiții ale îmbătrânirii Holstein (1968). Berdyshev și colab. (1967), Vanyushin (1968) au sugerat că îmbătrânirea aparatului genetic al celulelor este accelerat demetilare ADN-ului.

Grupa teorii răspândite ale îmbătrânirii ca urmare a acumulării de mutații somatice (Danielli, Sacher 1956, Failla 1966, 1958- Curtis, Herhardt, 1958- Curtis, 1963, 1966 Szillard, 1959). Prin teoria Szillard (Szillard, 1959), îmbătrânirea are loc ca urmare a „poansoane de vârstă» (hit-îmbătrânire), rezultând o genă ca un aparat de divizare și celule post-mitotice.

Aceste lovituri incapacitarea un anumit cromozom sau una sau alta dintre locus sale, esențial pentru sinteza proteinelor vitale și a acizilor nucleici. Factorii specifici care contribuie la apariția mutațiilor somatice, ar putea fi radiații ionizante (Curtis, 1966), sau radicali liberi (CP) (Harman, 1956, 1957, 1968).

Cu toate acestea, studiile proprii lui Harman, nu există nici o dovadă a afirmației sale de bază cu privire la creșterea concentrației de vârstă CP în cele mai multe țesuturi. Prelungire efect asupra animalelor de laborator substanțe de viață, radicalii liberi și antioxidanți de legare în primul rând găsit-Emanuel (1972). CP, cancerigeni, radiațiile pot acționa asupra membranei lizozomale, crescând permeabilitatea sa, în special pentru ADN-ază ionizante.

Ultimele pătrunde prin porii celulei si membranele nucleare, pot provoca carii și -lizosom aparat genetic al celulei. Acesta se reduce la acest Allison avansat (Allison, 1962) și Hochschild (Hochschild, 1971) Teoria lizozomale de îmbătrânire. Hochschild (Hochschild, 1971) recomandă utilizarea unor instrumente, astfel încât acizii grași supraoxidare blocante și alte reacții CP generarea și menținerea membranei lizozomale integritatea metionină, vitamina E, cisteină, etc. Reactanți. testare experimentală Riguroase această teorie nu.

Teoria mutațiilor somatice au, practic, aproape nu există studii experimentale. În esență, doar unul dintre ei - un studiu Krouleya si Curtis (Crowley, Curtis, 1963), care a constatat că cele două linii de șoareci consangvinizate, numărul de seturi de cromozomi crește odată cu vârsta deteriorate, și într-o măsură mai mare în linia de scurtă durată.

Cele mai importante obiecții la teoria mutațiilor somatice ca îmbătrânirea a elementelor de bază sunt dispozițiile Comfort (Comfort, 1967) și Strehler (Strehler, 1964) că, în acest caz, rata de îmbătrânire în toate țesuturile ar fi fost foarte aproape, și Verzar (Verzar, 1968) arătând că mutațiile apar mai ales in timpul diviziunii celulare.

Prin urmare, cea mai mare frecvență a mutațiilor și a îmbătrânirii cea mai mare probabilitate trebuie să fie cel mai frecvent mitozei de celule, la fel ca în vătămarea cauzată de radiații. De fapt, opusul este adevarat: celulele cu mitoza frecvente puțin vechi. Cu această ultimă dispoziție, cu toate acestea, dificil de acceptat. Aging ambele divizare (post-mitotic) și împărțirea tisulară. țesuturi Ageless în organism nu este prezent.

De o mare importanță în procesul de îmbătrânire a dat Cutler (Cutler, 1973, 1975) daune mutațional repetat din nou. O altă obiecție împotriva teoriei mutație somatică este faptul că organismul are capacitatea de a elimina celulele ca defecte și cele mai multe micro-deteriorărilor în mașină de gene.

Deci, Okberg și Clark (Oakberg, Clark, 1961) a arătat că șoarecii au capacitatea de a aborda țesut generativă celule defecte (ovocitelor și spermatogonii) în curs de dezvoltare. defecte Reparația cromozomiale dezvoltate în diferite grade, în unele țesuturi, este aparent insuficientă compensa aceste defecte pentru o perioadă lungă de timp, care poate avea o valoare pentru longevitatea animalelor (Vilenchik, 1970, 1976).

În ultimii ani, discuții foarte intense și verificarea experimentală a fost supus la un fel de teorie mutatie, avansat de Orgel (Orgel, 1963). În această teorie „greșelile“ permis postsynthetic ca „daune“ imbatranire molecule de proteine. Studiile sale el sa concentrat asupra dezactivării moleculelor de enzime in imbatranire.

Orgel a sugerat că dacă comparăm cantitatea determinată din punct de vedere imunologic enzimei la suma acestora, care prezintă proprietăți catalitice (activitatea enzimei), o a doua valoare echivalentă cu numărul de enzimă „nealterate“, îmbătrânirea va cădea toate. Orgel el însuși și unii dintre susținătorii săi au prezentat date similare, pentru un număr de enzime (Lewis, 1972- Gershon Gershon 1973, 1975, 1976- Holliday, 1975). Cu toate acestea, alți cercetători (Baird și colab., 1975- Weber și colab., 1976) în experimentele lor nu a putut stabili o acumulare în vârstă „rasfatati“ forme de enzime.

Una din teoria speciilor în creștere cu vârsta de inferioritate aparat genetic al celulei, reunind multe dintre cele anterioare, a dezvoltat Vilenchik (1970).

Vilenchik a sugerat astfel de pași și a mecanismelor de îmbătrânire ale aparatului genetic al celulei:

1) datorită acțiunii de alchilare intracelulare metaboliților, oxidare și, eventual, modificarea chimică a ADN-ului unui alt tip (de exemplu, dimerizarea timina);
2) formarea de depurination și catene polinucleotidice pauze (rupturile în formarea ADN-ului are loc ca urmare a acțiunii pe ea intracelular ADN-ază);
3) legarea covalentă (decalaj poștă și alte grupuri active ADN modificat) cu „strâns spațiate“ și apariția macromoleculelor trudnorepariruemyh daune (sau în general, în cazul în care nici o celulă ireparabile în sistemul reparat);
4) încălcarea funcției matrice a site-ului ADN-ul deteriorat.

Olovnikov (1972) a propus un nou principiu - marginotomii ( "scurtare margine") sub acțiunea polimerilor ADN pentru replicarea ADN-ului monobloc. Esența Marginotomii constă în faptul că o singură bucată de ADN-polimerazei, conform ipotezei sale, are un centru activ, situat nu pe marginea moleculei, iar în centrul său.

Prin urmare, la marginea ADN polimerazei, „aplicată“ la margine sau 5` 3` DNA rămâne inactiv catalitic „zonă moartă“. Este pe această zonă, la fiecare replicare scurtate molecula de ADN nou formate. Ca rezultat - cu acte succesive de replicare a moleculei de ADN nou format devenind mai scurt, datorită creșterii nedostroyki marginilor lor.

Olovnikova principiu poate fi utilizat în explicarea limitate clone diviziunea celulară rezultate pentru un număr de țesuturi mitotice Heyflikom (Hayfiick, 1965, 1972). Pentru celulele reproductive, această ipoteză este nepotrivită pentru motive evidente, precum și pentru o perioadă de divizare nelimitat celule somatice.

Pe baza cercetărilor sale extinse asupra sintezei inducția enzimei și dezintegrarea vârstă Frolkis (1970, 1972, 1975) a prezentat pentru organizarea la nivel molecular al protoplasmei conceptului său de gene-reglementare a îmbătrânirii. În opinia sa, modificările primare cu inaintarea in varsta apar in gene de reglementare. Acest lucru se datorează faptului că gena-reglementare - cel mai activ, link-ul de mai vulnerabili în mecanismul genetic.

Activitatea sa este, desigur, este însoțită de o schimbare de reactivitate a grupurilor individuale, mobilitatea chimică și, prin urmare, o posibilitate mai mare de o încălcare a acestui aparat. Modificări legate de varsta, gene de reglementare pot conduce în unele cazuri la suprimarea tot mai mare de transcriere a operons specifice cu îmbătrânirea, în altele - o creștere temporară a biosinteza unor proteine. În următoarele modificări apar în gene structurale. Acestea ar trebui să conducă la anumite schimbări în moleculele proteice sintetizate.

Dovezi directe a modificărilor legate de vârstă în compoziția genomului nu a fost până de curând de celule. Recent, au existat studii Nikitin (1971), Martynenko și colab. (1972) și Berdysheva Zhelyabovsky (1972), au stabilit anumite schimbări în raportul de ADN, ARN, histone și proteine cromatină non-histone în țesutul senescente.

Oferind o evaluare globală a teoriilor actuale ale ontogeniei bazate pe organizare protoplasma nivel macromoleculare, trebuie remarcat faptul că multe dintre ele, după confirmarea experimentală corespunzătoare, va fi capabil de a introduce o componentă foarte importantă în viitor, de înaltă calitate, teoria integrată a ontogenie.

Din păcate, există încă se cunoaște foarte puțin despre „vârsta de imprimare“, chiar și pe astfel de macromolecule cu viață lungă, cum ar fi colagenul matricea extracelulară a țesutului conjunctiv și ADN-ul a nucleilor celulelor tisulare post-mitotice. Cu toate acestea, trebuie amintit că modele complexe de dezvoltare vârsta animalelor nu poate fi derivată mecanic de la schimbarea cu vârstă a speciilor individuale de macromolecule sau complecși ai acestora.

La fiecare nivel al organizației protoplasmei în organism, pe baza relațiilor moleculare, să dezvolte relații și modele mai complexe, la rândul lor, afectează complexele macromoleculare. Niciunul dintre grupurile de substanțe, cu toate acestea complexe și importante pentru viața celulelor de proces care sunt, nu definește izolarea peste un neobișnuit de complex și nu se destrame încă funcțiile vitale ale organismului în mai multe moduri.

Distribuiți pe rețelele sociale:

înrudit