Care este limita Heiflica? Îmbătrânirea este o taxă pentru suprimarea tumorilor de cancer? Limita Hayflick.

Articol pentru concurență "BIO / MOL / Text": De mai bine de 50 de ani, a trecut de la cultura fibroblastelor a demonstrat fenomenul îmbătrânirii celulelor, dar existența celulelor vechi în organism Pentru o lungă perioadă de timp a fost pusă la îndoială. Nu a existat nici o dovadă că îmbătrânirea celulele separate joacă un rol important în îmbătrânirea tuturor organism. În ultimii ani, au fost deschise mecanismele moleculare ale îmbătrânirii celulelor, legătura lor cu bolile oncologice și inflamația. Conform ideilor moderne, inflamația joacă un rol de lider în Geneza aproape a tuturor bolilor dependente de vârstă, care în cele din urmă conduc organismul la rezultatul mortal. Sa dovedit că celulele vechi, pe de o parte, acționează ca supresoare tumorale (deoarece încetează ireversibil să se împărtășească și să reducă riscul de transformare a celulelor înconjurătoare), iar pe cealaltă, metabolismul specific al celulelor vechi poate provoca inflamație și renaștere de celule precanceroase învecinate în maligne. În prezent, testele clinice ale medicamentelor, elimină selectiv celulele vechi în organe și țesuturi, împiedicând astfel schimbările degenerative în organe și cancer.

În corpul uman există aproximativ 300 de tipuri de celule, iar toate sunt împărțite în două grupe mari: unii pot împărtăși și multiplica (adică, ei competent mitatic), si altii - postmitic - Nu împărtășiți: A ajuns la stadiul extrem de diferențiere a neuronilor, cardiomiocitelor, leucocitelor granulare și altele.

În corpul nostru există țesături regenerabile în care există o piscină de celule care se împarte constant care înlocuiesc celulele petrecute sau piere. Astfel de celule sunt în criptele intestinale, în stratul bazal al epiteliului pielii, în măduva osoasă (celule hematopoietice). Reînnoirea celulelor poate apărea destul de intens: deci, celulele țesutului conjunctiv din pancreas sunt înlocuite la fiecare 24 de ore, celulele membranei mucoase - la fiecare trei zile, leucocite - la fiecare 10 zile, celule ale pielii - la fiecare șase săptămâni, aproximativ 70 de săptămâni g de celule proliferative ale intestinului subțire este îndepărtat din corp este zilnic.

Celulele stem care există în aproape toate organele și țesuturile sunt capabile să împărtășească pe termen nelimitat. Regenerarea țesutului are loc datorită proliferării celulelor stem, care nu numai că sunt împărțite, ci și diferențiate în celulele țesutului, a cărei regenerare are loc. Celulele stem sunt în miocard, în creier (în hipocampa și în becuri olfactive) și în alte țesuturi. Aceasta deschide speranțe mari în ceea ce privește tratarea bolilor neurodegenerative și a infarctului miocardic.

Țesăturile din surse regenerabile contribuie la o creștere a speranței de viață. Atunci când se întâmplă diviziuni celulare, întinerirea țesuturilor: celulele noi vin la locul deteriorat, în timp ce repararea intensivă (eliminarea deteriorării ADN) și regenerarea este posibilă în timpul deteriorării țesutului. Nu este surprinzător faptul că vertebratele sunt semnificativ mai mari decât speranța de viață decât nevertebrate - aceleași insecte care nu sunt împărțite.

Dar, în același timp, țesăturile regenerabile sunt supuse hiperproliferării, ceea ce duce la formarea de tumori, inclusiv la malign. Acest lucru se datorează tulburărilor reglementării diviziunii celulare și a frecvenței crescute a mutagenezei în celulele care se divizează activ. Conform ideilor moderne, astfel încât celula dobândește proprietatea malignității, are nevoie de 4-6 mutații. Mutațiile rar apar, și pentru ca celula să devină un cancer - se estimează că fibroblastele umane - trebuie să existe aproximativ 100 de diviziuni (un astfel de diviziune apare de obicei într-o persoană la aproximativ 40 de ani).

Este de merită, în alte chestiuni, amintiți-vă că mutația de mutație este montată și, în conformitate cu cele mai recente cercetări genomice din fiecare generație, o persoană dobândește aproximativ 60 de noi mutații (care nu era în ADN de la părinții săi). Evident, majoritatea sunt destul de neutre (vezi "peste o mie de: a treia fază a genomicii umane"). - Ed.

Pentru a proteja împotriva lui, mecanismele celulare speciale au fost formate în organism tumora de suprimare. Una dintre ele este îmbătrânirea celulelor replicative ( sesiune), constând într-o oprire ireversibilă a diviziunii celulare în etapa ciclului celular G1. Când îmbătrânirea celulei încetează să împărtășească: nu răspunde la factorii de creștere și devine rezistent la apoptoză.

Limita Hayflick.

Fenomenul îmbătrânirii celulei a fost descoperit pentru prima dată în 1961 de Leonard Hayflik cu colegii de pe cultura fibroblastelor. Sa dovedit că celulele din cultura fibroblastelor umane în condiții bune trăiesc un timp limitat și sunt capabili să se dubleze până la aproximativ 50 ± 10 ori, iar acest număr a început să apeleze la limita Heiflica ,. Înainte de deschiderea mâinii, punctul de vedere a dominat faptul că celulele sunt nemuritoare, iar îmbătrânirea și moartea este proprietatea corpului ca întreg.

Acest concept a fost considerat incontestabil în mare parte datorită experimentelor unui Carrel, care susține cultura celulei inimii de pui 34 de ani (a fost aruncată numai după moartea sa). Cu toate acestea, după cum sa dovedit mai târziu, nemurirea culturii Carrel a fost un artefact, deoarece împreună cu serul embrionar, care a fost adăugat la mediul de cultură pentru creșterea celulară și celulele embrionare (și, cel mai probabil, cultura Karrel era deja departe de faptul că începutul).

Celulele canceroase sunt cu adevărat nemuritoare. Astfel, celulele HELA sunt izolate în 1951 din tumoarea cervicală Henrietta Lax, încă folosită de citologi (în special, cu ajutorul celulelor HeLa, a fost dezvoltată un vaccin de poliomelită). Aceste celule chiar au vizitat spațiu.

Pentru istoria incitantă a nemuririi, Henrietta leagă, a se vedea articolul "Celule nemuritoare Henrietta Lax", precum și "moștenitori ai celulelor HELA". - Ed.

După cum sa dovedit, limita Heiflica depinde de vârsta: cu cât mai în vârstă persoana, mai puține ori celulele din cultură sunt dublate. Interesant, celulele înghețate la dezghețare și cultivare ulterioară pare să fie amintite de numărul de diviziuni înainte de îngheț. De fapt, în interiorul celulei există un "contor de fisiune" și la atingerea unei anumite limite (limita Hayflik), celula încetează să acționeze - devine sensibilă. Celulele sexuale (vechi) au o morfologie specifică - sunt mari, aplatizate, cu nuclee mari, sunt foarte aspirate, schimbă profilul de expresie al genelor. În majoritatea cazurilor, ele sunt rezistente la apoptoză.

Cu toate acestea, îmbătrânirea corpului nu poate fi redusă numai la îmbătrânirea celulelor. Acesta este un proces semnificativ mai complex. Există celule vechi într-un organism tânăr, dar există puține dintre ele! Când, cu vârsta, procesele degenerative sunt acumulate în țesuturi, ceea ce duce la boli dependente de vârstă. Unul dintre factorii acestor boli este așa-numitul senil Inflamația "sterilă"care este asociat cu expresia citokinelor proinflamatorii cu celule vechi.

Un alt factor important în îmbătrânirea biologică este structura cromozomilor și a tangomerilor lor.

Teoria îmbătrânirii Telomerfului

Figura 1. Telomeri - Zonele de capăt Cromozomi. Deoarece cromozomul din om 23 perechi (adică 46 bucăți), se obține telometrul 92.

În 1971, compatriotul nostru din Tin Alexey Matveyevich a sugerat că limita HeIflica este asociată cu "indemnizarea" secțiunilor terminale ale cromozomilor liniari (au un nume special - telomeres.). Faptul este că, în fiecare ciclu de divizare a diviziunii, telomerele sunt scurtate datorită incapacității polimerazei ADN pentru a sintetiza o copie a ADN-ului de la vârful în sine ,. În plus, Existența prezisă telomerază (Enzima care a adăugat secvențe de ADN repetate la capetele cromozomilor), pe baza faptului că, în caz contrar, celulele ADN active în mod activ ar fi rapid "consumate", iar materialul genetic ar fi pierdut. (Problema este că activitatea siguranțelor telomerazei în majoritatea celulelor diferențiate.)

Telomerii (figura 1) joacă un rol important: ele stabilizează vârfurile cromozomilor, care altfel, spunând citogenetica, ar fi "lipicios", adică. În interior la diverse aberații cromozomiale, ceea ce duce la degradarea materialului genetic. Telomerii constau din secvențe repetitive (1000-2000 de ori) (5'-TTAGGG-3 "), care în sumă oferă 10-15 mii de cupluri de nucleotidice pentru fiecare sfat cromozomal. La sfârșitul 3'-end, telomerele au o secțiune ADN cu un singur tip unic (150-200 nucleotide), care participă la formarea unei buclă cu tip Lasso (fig.2). Telomerele sunt asociate cu mai multe proteine \u200b\u200bcare formează un "cap de protecție" - se numește acest complex shelterian (Fig.3). Shenderin protejează telomerii de acțiunea nucleului și lipirea și, aparent, acesta păstrează integritatea cromozomului.

Figura 2. Structura compoziției și telomerului. Diviziunea celulară multiplă în absența activității telomerazei duce la scurtarea telomerului și Îmbătrânirea replicativă.

Figura 3. Structura complexului Telomer ( shelterian). Telomerii se află la capetele cromozomilor și constau în repetiții tandem de TTAGGG, care se termină cu un fragment cu un singur administrator care iese din 32 de membri. Cu ADN-ul Telomeric este conectat roșer. - Complexul a șase proteine: TRF1, TRF2, RAP1, TIN2, TPP1 și Pot1.

Capetele neprotejate cromozomii sunt percepute de celulă ca deteriorare a materialului genetic, care activează repararea ADN-ului. Complexul televomer împreună cu adăpostul "Stabilizează" sfaturi cromozomiale, protejând tot cromozomul de distrugere. În celulele senzoriale, scurtarea critică a telomerului încalcă această funcție de protecție și, prin urmare, aberațiile cromozomiale încep să fie formate, ceea ce duce adesea la malignitate. Că acest lucru nu se întâmplă, mecanismele moleculare speciale blochează diviziunea celulară, iar celula intră într-o stare sextanță - Oprirea ireversibilă a ciclului celular. În același timp, celula este garantată nu se poate multiplica, ceea ce înseamnă că nu va fi capabilă să formeze o tumoare. În celulele cu capacitate senzorială afectată (care se înmulțesc, în ciuda disfuncției de la Telomer), sunt formate aberații cromozomiale.

Lungimea telomerului și viteza scurgerii lor depind de vârstă. La om, lungimea Telomerului variază de la 15 mii perechi de nucleotide (t.n.p.) la naștere la 5 așa-numite. În bolile cronice. Lungimea telomerului este maximă în copiii de 18 luni, apoi scade rapid la 12 așa-numite. Cu cinci ani. După aceasta, rata de scurtare este redusă.

Telomerii sunt scurtați de la diferite persoane la viteze diferite. Deci, tensiunile afectează puternic această viteză. E. Blekburn (Laureatul Premiului Nobel în Fiziologie și Medicină 2009) a constatat că femeile care se confruntă în mod constant de stres (de exemplu, o mamă de copii bolnavi cronici) au o mai mică telomăre în comparație cu colegii (aproximativ zece ani!). Laboratorul E. Flemble a dezvoltat un test comercial pentru a determina "epoca biologică" a oamenilor pe baza unei lungimi telomere.

Este curios că șoarecii au telomeri foarte lungi (50-40 de ani -5p., Comparativ cu 10-15 așa -5 pe persoană). În unele linii de șoareci de laborator, lungimea telometrului ajunge la 150 așa-numite. Mai mult, la șoarecii telomerazei este întotdeauna activă, care nu oferă telomeri să se scurteze. Cu toate acestea, acest lucru, așa cum știe toată lumea, nu face șoareci nemuritori. Nu numai: au tumori mult mai des decât în \u200b\u200boameni, ceea ce sugerează că scurtarea telomerului ca mecanism de protecție împotriva tumorilor la șoareci nu funcționează.

Atunci când se compară lungimea activității telomere și telomerazei în diferite mamifere, sa dovedit că speciile pentru care îmbătrânirea replicativă a celulelor sunt caracterizate, au o durată de viață mai mare și o greutate ridicată. Acest lucru, de exemplu, balenele a căror viață se așteaptă să ajungă la 200 de ani. O astfel de organisme de îmbătrânire replicativă este pur și simplu necesară, deoarece prea multe diviziuni generează multe mutații cu care este necesar să se ocupe oarecum. Probabil, îmbătrânirea replicativă este un astfel de mecanism de luptă, care este însoțită de aceeași represiune de telomerază.

Îmbătrânirea celulelor diferențiale are loc altfel. Neuronii și cardiomiocitele îmbătrânesc și nu sunt împărțite! De exemplu, lipofuscinul este acumulat în ele - un pigment vechi care perturbă funcționarea celulelor și începe apoptoza. În celulele ficatului și splinei cu vârsta se acumulează grăsime.

Conectarea îmbătrânirii replicative a celulelor cu îmbătrânirea corpului, strict vorbind, nu a fost dovedită, dar patologia de vârstă este însoțită de îmbătrânirea celulelor (figura 4). În cea mai mare parte, neoplasmele maligne sunt asociate cu țesături actualizate. Bolile oncologice în țările dezvoltate sunt una dintre principalele cauze ale morbidității și mortalității, iar un factor de risc independent al cancerului este pur și simplu ... vârsta. Numărul de decese cauzate de bolile tumorale crește odată cu vârsta în funcție de mortalitatea exponențială, precum și de total. Aceasta ne spune că există o legătură fundamentală între îmbătrânire și carcinogeneză.

Figura 4. Vârful histochimic pentru prezența activității β-galactozidazei a liniei de fibroblaste umane WI-38. A. - Young; B. - vechi (densitate).

Telomerază - o enzimă care a fost prezisă

În organism ar trebui să existe un mecanism compensator la scurtarea telomerului - o astfel de presupunere a fost făcută de a.m. Staniu Într-adevăr, în 1984, o astfel de enzimă a fost deschisă de Greder Carol și a fost numită telomerază. Telomeraza (figura 5) este transcriptaza inversă, ceea ce crește lungimea telomerului, compensând pentru inxietatea lor. În 2009, E. Blackburn, K. Greder și D. Shostak pentru deschiderea acestei enzime și ciclul de lucru pe studiul telomerului și telomerazei au fost acordate Premiul Nobel (vezi: "Premiul Nobel: în 2009, lucrați la telomere și telomerazei").

Figura 5. Telromeraza Conține o componentă catalitică (TERT TRACCRIPTAZE TERT), ARN telomerazei (HTR sau TERC) care conține două copii ale repetării telomerice și este o matrice pentru sinteza telomerelor și o proteină discernă.

Potrivit lui E. Blackburn, telomeraza este implicată în reglarea activității a aproximativ 70 de gene. Telomeraza este activă în țesuturi germinale și embrionare, în celule stem și proliferative. Se găsește în tumori de cancer de 90%, ceea ce asigură reproducerea irepsibilă a celulelor canceroase. În prezent, printre medicamentele care sunt utilizate pentru a trata cancerul, există și un inhibitor de telomerază. Dar în majoritatea celulelor somatice ale organismului adult de telomerază nu este activă.

Multe stimulente pot duce la un mod de disfuncție de sesiune - telomere, deteriorarea ADN-ului, cauza căruia poate fi efecte mutagene ale mediului, procese endogene, semnale puternice mitogene (supraconductoare oncogene Ras, RAF, MEK, MOS, E2F-1, Etc.), încălcări cromatina, stres etc. De fapt, celulele încetează să împărtășească - devin sensibile - ca răspuns la evenimentele care cauzează potențial.

Ghid Gomoma.

Disfuncția Telomerer, care apare atunci când scurtarea sau încălcarea funcționării adăpostului, activează proteina P53. Acest factor de transcripție conduce o celulă într-o stare de senzație sau provoacă apoptoza. În absența p53, neclintirea cromozomilor este în curs de dezvoltare, caracteristică carcinului uman. Mutațiile din proteina P53 se găsesc în 50% adenocarcină de sân și în 40-60% adenocarcinom colorectal. Prin urmare, P53 este adesea numit "gardianul genomului".

Telomeraza este reactivată în majoritatea tumorilor de origine epitelială, care sunt caracteristice persoanelor în vârstă. Se crede că reactivarea telomerazei este o etapă importantă a proceselor maligne, deoarece acest lucru permite celulelor canceroase să "nu acorde atenție" la limita Heiflica. Temmetrul Disfuncția contribuie la fuziunile și aberațiile cromozomiale, care, în absența p53, cel mai adesea duce la neoplasme maligne.

Pe mecanismele moleculare ale celulelor îmbătrânite

Figura 6. Schema ciclului celular. Ciclul celular este împărțit în patru etape: 1. G1. (preithetic) - perioada în care celula este pregătită pentru replicarea ADN-ului. În această etapă, poate apărea o oprire a ciclului de celule dacă se detectează deteriorarea ADN-ului (în timpul reparării). Dacă erorile sunt detectate în replicarea ADN-ului și nu pot fi corectate prin reparare, celula nu merge la etapa S. 2. S. (Cintout) - Când apare replicarea ADN. 3. G2. (postsynthetic) - prepararea celulei la mitoză atunci când este verificată precizia replicării ADN; Dacă se găsesc fragmente neterminate sau alte tulburări în sinteza, nu apare tranziția la etapa următoare (mitoză). 4. M. (mitoză) - formarea axului celular, segregarea (discrepanța cromozomului) și formarea a două filiale (diviziune reală).

Pentru a înțelege mecanismele moleculare ale tranziției celulei la starea senzorială, vă voi reaminti cum apare divizia celulară.

Procesul de reproducere a celulelor se numește proliferare. Existența unei celule de la diviziune la diviziune se numește un ciclu celular. Procesul de proliferare este reglementat ca celula în sine - factorii de creștere autocrin - și micromediul său este Paractryne.

Activarea proliferării are loc prin membrana celulară, în care sunt prezenți receptorii care percep semnalele mitogene - aceasta este în principal factori de creștere și semnale intercelulare de contact. Factorii de creștere au de obicei o natură peptidică (aproximativ 100 dintre ele sunt cunoscute până în prezent). Acest lucru, de exemplu, un factor de creștere a trombocitelor care participă la tromboză și vindecare a rănilor, factorul de creștere epitelială, diverse citokine - interleukine, factor de necroză tumorală, factori pozitivi de colonie etc. După activarea proliferării celulei iese din faza de repaus G0 și începe ciclul celular (figura 6).

Ciclul celular este reglat de kinazele dependente de ciclină, diferite pentru fiecare etapă a ciclului celular. Acestea sunt activate prin cicluri și sunt inactivate de un număr de inhibitori. Scopul unei astfel de reglementări complexe este asigurarea sintezei ADN-ului cu erori cât mai puțin posibil, astfel încât celulele copilului să aibă un material ereditar absolut identic. Verificarea corecției ADN-ului se efectuează în patru "puncte de control" ale ciclului: Dacă sunt detectate erori, ciclul celular se oprește și repararea ADN-ului este pornită. Dacă tulburările structurii ADN pot fi corectate - ciclul celular continuă. Dacă nu există - celula este mai bine să "comite sinucidere" (prin apoptoză) pentru a evita probabilitatea transformării în cancer.

Mecanismele moleculare care duc la o oprire ireversibilă a ciclului celular sunt controlate de supresoare tumorale, dintre care P53 și PRB asociate cu inhibitori de ciclism dependent de ciclină. Suprimarea ciclului celular în faza G1 efectuează proteina P53 care acționează prin inhibitorul kinazei dependente de ciclină P21. Factorul de transcripție R53 este activat în timpul deteriorării ADN, iar funcția este de a scoate celulele replicate ale celor care sunt potențial oncogene (prin urmare și porecla R53 - "Ghidul genomului"). Această prezentare este confirmată de faptul că mutații p53 sunt detectate în ~ 50% din cazurile de suzi maligne. O altă manifestare a activității P53 este asociată cu apoptoza celulelor cele mai deteriorate.

Sexarea celulelor și a bolilor dependente de vârstă

Figura 7. Relația dintre celulele de îmbătrânire și îmbătrânirea corpului.

Celulele sexuale se acumulează cu vârsta și contribuie la bolile legate de vârstă. Acestea reduc potențialul proliferativ al țesăturii și diminuează piscina de celule stem, ceea ce duce la tulburări degenerative ale țesutului și reduce capacitatea de a se regenera și actualiza.

Celulele sexuale se caracterizează prin expresie genică specifică: secretă citokine inflamatorii și metaloproteinaze care distrug matricea intercelulară. Se pare că celulele vechi oferă inflamația cea mai mare lentă, iar acumularea de fibroblaste vechi din piele este motivul reducerii vârstei a capacității de a vindeca rănile (figura 7). Celulele vechi stimulează, de asemenea, proliferarea și malignarea celulelor precanceroase din apropiere, datorită secreției factorului de creștere epitelială.

Celulele sexuale se acumulează în multe țesuturi umane, sunt prezente în plăci aterosclerotice, în ulcerele pielii, în artriturile afectate de artrită, precum și în leziunile hiperproliferative benigne și pre-plastice de prostată și ficat. La iradierea tumorilor de cancer, unele celule intră, de asemenea, într-o sesiune, oferind astfel reapariții ale bolii.

Astfel, îmbătrânirea celulară demonstrează efectul playotropiei negative, a căror esență este că bunul pentru organismul tânăr poate deveni rău pentru cel vechi. Cel mai frapant exemplu este procesele de inflamație. Reacția de inflamație pronunțată contribuie la recuperarea rapidă a tinerilor organism în bolile infecțioase. La vârstnici, procesele inflamatorii active conduc la boli legate de vârstă. Acum se presupune că inflamația joacă un rol decisiv în aproape toate bolile dependente de vârstă, începând cu neurodegenerative.

Ideea că îmbătrânirea poate fi pusă de la momentul nașterii a fost exprimată de către omul de știință germană-Darwinist Augustus Weismann (Friedrich Leopold August Weismmann, 1834-1914). În faimoasa sa prelegere, citiți în 1891, Waalman a prezentat presupunerea că moartea de la vârsta înaintată a apărut în timpul evoluției:<Я рассматриваю смерть не как первичную необходимость, а как нечто приобретенное вторично в процессе адаптации:>.

Abordări ale clasificării teoriilor de îmbătrânire

Teoriile care explică îmbătrânirea organismelor pot fi clasificate în diferite moduri.
De exemplu, există o diviziune în trei grupuri: teorii genetice în care a fost controlată genetic programată<биологические часы>Cum ar fi telomerele reglementează creșterea, maturitatea și vârsta înaintată, teoriile neuroendocrine și teoria acumulării daunelor. În general, această separare este destul de condiționată, deoarece toate aceste mecanisme sunt importante și interdependente.

2 Grupuri mari sunt, de asemenea, izolate: teoria stochastică (probabilistică) și teoria îmbătrânită programată.
Puteți clasifica teoriile în ceea ce privește organizarea materiei vii.
Potrivit lui V.N. Anisimova, șeful societății gerontologice rusești, cele mai vii teorii au rămas în 1956 D. Harman Freradical Teoria (Harman, 1956, 1998), teoria îmbătrânirii celulare L. Hayflick (Hayflick, Moorhead, 1961; Hayflick, 1998), Teoria Terii Teoria a.M. Rodnikov (tinitters, 1971; Olovnikov, 1996), Teoria elementară a îmbătrânirii V.M. Dilmanna (Dilman, 1987, Dilman, 1971, 1994) și teoria comenzii consumate T. Kirkwood (Kirkwood, 1997, 2002). Avansat în 1956 de D. Harmann Teoria radicală, teoria îmbătrânirii celulare L. Haiflik și Teoria Teoria Teoria lui A. M. Tinovnikova, teoria elementară a îmbătrânirii V. M. Dilman.

Clasificarea teoriilor de îmbătrânire stochastice

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teoria mutațiilor compacte - mutațiile somatice încalcă informațiile genetice și reducerea funcției celulare
• Dezastrele de eroare - erorile de transcriere și / sau difuzate reduc eficiența celulelor
• Deteriorarea ADN-ului, repararea ADN - deteriorarea ADN-ului este reproiectată în mod constant de diferite mecanisme. Eficiența de reparare este corectă pozitiv cu o durată de viață și scade odată cu vârsta
• Deteriorarea proteinelor - Tulburări conformaționale de proteine \u200b\u200bși enzime (încrucișate) deteriorați funcția celulară
• Cross mize - Crucea chimică a macromoleculelor importante (de exemplu, colagenul) conduc la încălcări ale funcției și țesuturilor celulare
• Uzura - acumularea de daune în viața de zi cu zi reduce eficacitatea corpului

Clasificarea teoriilor de îmbătrânire programate

(Schulz-Aellen, 1997)

• Teoriile genetice - îmbătrânirea este cauzată de modificările programate în expresia genei sau de exprimarea proteinelor specifice
• Genele de moarte - există gene de moarte celulară
• Distrugerea electorală - Moartea celulei se datorează prezenței unor receptori specifice membranei
• Determinarea telomerului - scurtarea telomerului cu vârsta in vitro și in vivo duce la cromozomi de instabilitate și moartea celulelor
• Tulburări de diferențiere - Erori în mecanismele de activare a represiunii genei, ceea ce duce la sinteza proteinelor excesive, irelevante sau inutile
• Acumulare<загрязнений> - acumularea de deșeuri metabolice reduce viabilitatea celulară
• Teoriile neuroendocrine sunt insuficiența sistemelor nervoase și endocrine în menținerea homeostaziei. Pierderea homeostazelor duce la îmbătrânire și moarte
• Teoria imunologică - anumite alele pot crește sau scurta speranța de viață.
• Teorii metabolice - longevitate invers proporțională cu viteza metabolismului
• Teoria radicală liberă - Longevitatea inversare a radicalilor liberi și direct proporțională cu eficacitatea sistemelor antioxidante
• Ceasurile de îmbătrânire - îmbătrânire și deces sunt rezultatul unui plan biologic predefinit.
• Teoriile evolutive - selecția naturală elimină indivizii după ce produc descendenți

Clasificarea celor mai importante teorii ale îmbătrânirii în ceea ce privește integrarea

(Yin, Chen, 2005)

Organizarea nivelului de integrare
Purtați teoria - Sacher, 1966
Eroare Catastrofe Teoria - Orgel, 1963
Teoria daunelor stresante - Stlye, 1970
Teoria autoainoxicației - METHNIKOFF, 1904
Teoria evolutivă (teoria programată de îmbătrânire) - Williams, 1957
Teoria conservării informațiilor (teoria programată de îmbătrânire)

Nivelul de organe
Teoria endocrine - Korenchevsky, 1961
Teoria imunologică - Walford, 1969
Creierul creierului

Nivel celular
Teoria membranelor celulare - ZG-Nagy, 1978
Teoria mutațiilor somatice - Szillard, 1959
Teoria mitocondrială - Miquel și colab., 1980
Teoria mitocondrial-lizosomală - Brunk, Terman, 2002
Teoria limitei proliferative celulare (teoria îmbătrânită programată) - Hayflick, Moorhead, 1961

Nivel molecular.
Teoria acumulării DNA - Vilenchik, 1970
Teoria elementelor de urmărire - Eichhorn, 1979
Teoria radicală - Harman, 1956
Teoria cusăturii studiate - Bjorksten, 1968
Teoria stresului oxidativ - Shahal, Allen, 1990; Yu, Yang, 1996
Teoria glicozionului non-Viper - Cerami, 1985
Teoria intoxicației carbonil - Yin, Brunk, 1995
Poluare catastrofă teoria - Terman, 2001
Teoria mutațiilor genetice
Teoria scurgerii Telomerului (Teoria îmbătrânirii programate) - Tinitters, 1971

Alte abordări
Entreropy - Sacher, 1967; Bortz, 1986.
Teorii matematice și diverse teorii unificate - Shahal, Alle, 1990;
ZG-Nagy, 1991; Kowald, Kirkwood, 1994

Teoria radicală liberă a îmbătrânirii Danhema Harman

Teoria îmbătrânirii celulei Leonard Haiflica

Teoria îmbătrânirii elementare

Omul de știință Leningrad Vladimir Dilman a fost prezentat și fundamentat la începutul anilor 50 ai secolului trecut. Conform acestei teorii, mecanismul de îmbătrânire își începe activitatea cu o creștere constantă a pragului de sensibilitate la hipotalamus la nivelul hormonilor din sânge. Ca rezultat, concentrația hormonilor circulanți crește. Ca rezultat, apar diferite forme de condiții patologice, inclusiv caracteristice vârstei senile: obezitate, diabet, ateroscleroză, cancaniofilie, depresie, imunoprescie metabolică, hipertensiune, hiperadaptoză, boli auto-imune și punctul culminant. Aceste boli duc la îmbătrânire și, în cele din urmă, la moarte.
Cu alte cuvinte, în organism există ceasuri biologice mari care i-au adresat vieții de la naștere până la moarte. Aceste ore la un anumit punct lansează procese distructive în organism, care se numește îmbătrânire.
Potrivit lui Dilman, îmbătrânirea și bolile asociate sunt un produs secundar al implementării programului genetic de ontogeneză - dezvoltarea corpului.
Din modelul ontogenetic rezultă că, dacă stabilizați starea homeostaziei la nivelul obținut până la sfârșitul dezvoltării corpului, puteți încetini dezvoltarea bolilor și a schimbării senile naturale și puteți crește limitele speciilor vieții umane.
Descărcați cartea lui V.Dillman "ceasuri biologice mari"

Teoria consumului (de unică folosință) soma

Teoria altarului încrucișat

Acest mecanism de îmbătrânire este ușor similar cu impactul radicalilor liberi. Numai rolul substanțelor agresive aici joacă zaharuri, în primul rând - întotdeauna prezente în corpul de glucoză. Zahărul poate introduce o reacție chimică cu diferite proteine. În același timp, în mod natural, funcțiile acestor proteine \u200b\u200bpot încălca. Dar ceea ce este mult mai rău, moleculele de zahăr, care leagă cu proteinele, au capacitatea<сшивать> Molecule de proteine \u200b\u200bîntre ele. Din cauza acestei celule încep să lucreze mai rău. Coșul de celule se acumulează în ele.
Una dintre manifestările unor astfel de proteine \u200b\u200bde reticulare este pierderea țesuturilor de elasticitate. În exterior, cel mai notabil este apariția pe pielea ridurilor. Dar un rău mult mai mare aduce pierderea de elasticitate a vaselor de sânge și a plămânilor. În principiu, celulele au mecanisme pentru distrugerea unor astfel de mize. Dar acest proces necesită un consum foarte mare de energie din organism.
Astăzi există deja medicamente care împărtășesc mizele interioare și le transformă în nutrienți pentru celulă.

Teoria erorilor

Ipoteză<старения по ошибке> A fost nominalizat în 1954 de către fizicianul american M. Scyllard. Explorarea efectelor efectelor radiațiilor asupra organismelor vii, a arătat că efectul radiației ionizante reduce semnificativ durata de viață a oamenilor și a animalelor. Sub influența radiațiilor, se aplică numeroase mutații în molecula ADN și sunt inițiate unele simptome de îmbătrânire, cum ar fi tumori gri sau cancer, sunt inițiate. Din observațiile sale, scilatul a concluzionat că mutații sunt cauza imediată a îmbătrânirii organismelor vii. Cu toate acestea, el nu a explicat faptul că îmbătrânirea oamenilor și a animalelor care nu au expus.
Urmanerul său L. Orgel a crezut că mutațiile din aparatul genetic al celulei pot fi fie spontane, fie că apar ca răspuns la impactul factorilor agresivi - radiații ionizante, ultraviolete, efectele virușilor și substanțele toxice (mutagene) etc. De-a lungul timpului, sistemul de reparare a ADN-ului este poartă, rezultând îmbătrânirea corpului.

Teoria apoptozei (sinucidere celulară)

Academician v.p. Sculachev își cheamă teoria teoriei apoptozei celulare. Apoptoză (greacă.<листопад>) - procesul morții celulare programate. Pe măsură ce copacii se scad de piese pentru a ține întregul, iar fiecare celulă individuală, după ce și-a trecut ciclul de viață, ar trebui să doneze și locul său ar trebui să ia unul nou. Dacă celula este infectată cu un virus sau o mutație va apărea în el, ducând la avort spontan sau pur și simplu expiră existența sa, pentru a nu pune în pericol întregul organism, trebuie să moară. Spre deosebire de necroza - moartea violentă a celulelor datorate rănirii, arderii, otrăvirii, lipsei de oxigen ca urmare a înfundării vaselor de sânge etc., în timpul apoptozei, celula este bine selectată pe partea și celulele vecine folosesc fragmente ca material de construcție.
Mitochondria este, de asemenea, expusă la mitocondriile - după ce a studiat acest proces, Skulachev la numit mitoptoză. Mitoptoza are loc dacă se formează prea mulți radicali liberi în mitocondriile. Când numărul mitocondrii morți este prea mare, produsele lor de spree otrăvesc celula și duc la apoptoza sa. Îmbătrânirea, din punctul de vedere al Skulacheva, este rezultatul faptului că mai multe celule mor în organism decât se naște, iar celulele funcționale dieta sunt înlocuite cu un țesut conjunctiv. Esența muncii sale este de a căuta metode pentru a contracara distrugerea structurilor celulare cu radicali liberi. Potrivit omului de știință, bătrânețea este o boală care poate și ar trebui tratată, programul de îmbătrânire a corpului poate fi contactat și, prin urmare, dezactivează mecanismul care ne reduce viața.
Potrivit lui Skulachev, principala forme active de oxigen, ducând la moartea mitocondrii și celulele - peroxid de hidrogen. În prezent, sub conducerea sa, pregătirea SKQ este testată, concepută pentru a preveni semnele de îmbătrânire.
Interviu "New Gazeta"

Teoria de adaptare-reglementare

Modelul de îmbătrânire dezvoltat de un fiziolog ucrainean remarcabil și de Gerontolog V.V. Frolkis în anii 1960-70, pe baza unei idei pe scară largă că bătrânețe și moarte sunt programate genetic.<Изюминка> Teoria Frolki este că dezvoltarea vârstei și speranța de viață sunt determinate de echilibrul a două procese: împreună cu procesul distructiv al îmbătrânirii, procesul este desfășurat<антистарения>pentru care Frolkis a oferit termenul<витаукт> (Lat. Vita - Viața, Aucum - Creștere). Acest proces vizează menținerea viabilității organismului, adaptarea acestuia, creșterea speranței de viață. Reprezentările anti-stației (Vitauchete) au fost larg răspândite. Deci, în 1995, primul Congres Internațional despre această problemă a avut loc în Statele Unite.
Componenta esențială a teoriei Frolkis este ipoteza generată dezvoltată de aceștia, conform căreia mecanismele primare de îmbătrânire sunt încălcări în funcționarea genelor de reglementare, controlând activitatea genelor structurale și, ca rezultat, intensitatea sintezei proteine \u200b\u200bcodificate în ele. Tulburările de vârstă ale reglementării genei pot conduce nu numai la o modificare a raportului de proteine \u200b\u200bsintetizate, ci și la exprimarea genelor care nu funcționează anterior, apariția proteinelor sintetizate anterior și, ca rezultat, la îmbătrânirea și moartea celulelor.
V.V. Frolkis a crezut că mecanismele de îmbătrânire a genelor reprezintă baza pentru dezvoltarea unor tipuri comune de vârstă de vârstă - ateroscleroză, cancer, diabet, parkinson și bolile Alzheimer. În funcție de activarea sau suprimarea funcțiilor anumitor gene și va dezvolta unul sau un alt sindrom îmbătrânit, una sau altă patologie. Pe baza acestor idei, a fost nominalizată ideea de terapie generală de reglementare, concepută pentru a preveni schimbările care stau la baza dezvoltării patologiei de vârstă.

Teoria roșcată a tinnikov

Proteinele moleculei de ADN roșu liniar este o copie a segmentului ADN cromozomial. cuib. Ca și ADN-ul Telomeric, ADN-ul liniar este redus în timp. Prin urmare, redizoamele mici sunt scăzute progresiv în dimensiune; De aici și numele lor. Împreună cu o pierdere de ADN în Redusoma, numărul diferitelor gene conținute în acesta este redus. Scurtarea moleculelor ADN Redus (și cauzate de modificarea setului de gene în redusomes se schimbă odată cu vârsta, nivelul de exprimare a diferitelor gene cromozomiale și datorită acestui instrument cheie pentru măsurarea timpului biologic în dezvoltarea individuală.

Universitatea Națională de Educație Fizică și Sporturi din Ucraina

Departamentbiologie Umana

ESEU

SUBIECT: "Schimbul de substanțe și energie la îmbătrânire "

Primul student de curs

55 grupuri

Yarmosh Igor.

Kiev-2011.

Plan

Introducere

Radicalii liberi

Limită H.eoflica.

Gene îmbătrânire

Concluzii

Literatură

Introducere

Există aproximativ o sută de ipoteze care explică natura îmbătrânirii, totuși, nu mai mult de o duzină de concepte sunt recunoscute ca o comunitate științifică.

Majoritatea specialiștilor converg că îmbătrânirea este un fenomen care include o întreagă gamă de procese interdependente. Stabilizarea unei componente a complexului va duce doar la o avansare relativ minoră în direcția de rezolvare a principalelor probleme.

Aceasta este, cel mai probabil, nu există niciun motiv pentru care suntem mai în vârstă (permisibil să purtați sau celulele sinucidere) și există o serie de motive, acțiunea totală a cărora este consecințele devastatoare pe care termenul generalizat este inventat. Mai mult, astfel de schimbări devastatoare apar asupra nivelurilor celulare, organizate și moleculare. Probabil, multe teorii concurente de îmbătrânire chiar în felul lor, iar fiecare dintre ele dă doar o parte din imaginea generală.

Radicalii liberi

Oxigenul provoacă rugina de fier, iar uleiul se grăbește.În procesul de activitate vitală în corpul nostru, se formează forme agresive de oxigen (radicalii liberi, sunt oxidanți) și provoacă procese similare cu rugina sau putrezile, această descompunere literalmente ne mănâncă din interior.

Formele agresive de oxigen sau oxidanți sunt necesare pentru organism, ele sunt implicate în multe procese fiziologice. Cu toate acestea, adesea, numărul radicalilor liberi crește asupra măsurilor, ele distrug, de asemenea, tot ceea ce cade pe mâna: molecule, celule, ADN uscat care cauzează mutațiile celulare.

Radicalii liberi sunt molecule cu un electron nepedecvat.

Ele sunt foarte instabile și foarte ușor intră în reacții chimice. O astfel de particulă instabilă, cu care se confruntă cu alte molecule, "fură" este un electron, care schimbă semnificativ structura acestor molecule.

Moleculele afectate tind să ia un electron în alte molecule "cu drepturi depline", ca urmare a dezvoltării unei reacții cu lanț distructiv, care este degradată de o celulă vie. Reacțiile lanțului care implică radicalii liberi pot provoca multe boli periculoase. Efectul negativ al radicalilor liberi se manifestă în accelerarea îmbătrânirii corpului, provocând procese inflamatorii în mușchi, conectare și alte țesuturi.

Sa stabilit că se iau de la noi mai mult de o duzină de ani de viață!S-au dovedit științific că radicalii liberi respectă dezvoltarea bolilor cum ar fi: cancer, ateroscleroză, atac de cord, accident vascular cerebral, ischemie, ateroscleroză, bolile sistemelor nervoase și imune și bolile pielii.

Mai multe despre acești mici ucigași

Oxidanții sunt formați în corpul nostru cu patru metode "fabrici" de radicalii liberi servesc apelanților alungiti mici în interiorul celulei - mitocondriile, stațiile sale de energie.

Sosind în celulă, radicali își dăunează structurile interne, precum și coaja înșiși mitocondriile, care îmbunătățește scurgerile.

Ca rezultat, devine din ce în ce mai mult cele mai multe forme de oxigen și distrug celula. Radicali liberi, cum ar fi "teroriștii moleculari", "CHOP" de celulele vii ale corpului, schimbând totul în haos.

Trebuie spus că natura și-a pus propriile mijloace de protecție împotriva excesului de radicali liberi.

Sistemul funcționează, dar încă alunecă în mod constant radicalii individuali care nu au avut timp să interacționeze cu enzimele antioxidante.

Atunci când nivelul radicalilor liberi crește (în special cu bolile infecțioase și în timpul șederii lungi la soare, în producția dăunătoare etc.), nevoia corpului în antioxidanți suplimentari crește (acționează ca capcane pentru radicalii liberi).

De exemplu, fumătorii au nevoie de trei ori mai mare vitamina C decât pentru nefumători, H pentru a menține același nivel de antioxidanți din sânge.

Lupta cu radicalii liberi este compubiri: Cu ajutorul drogurilor - "capcane", neutralizând radicalii liberi existenți și cu referințe care împiedică formarea radicalilor liberi.

De exemplu, bioflavonoidele deschise de Albert Saint Georgi au capacitatea de a lega radicalii liberi.

În 1990, Ames și colegii săi de la Universitatea din California din Berkeley au anunțat mai întâi că, în țesuturile șobolanilor de doi ani de două ori mai multe daune cauzate de radicalii liberi decât în \u200b\u200bțesuturile șobolanilor de două luni.

Ames Group a descoperit cea mai importantă dependență dintre oxidare, mutație ADN și vârstă, adică. Odată cu vârsta, mutațiile sunt acumulate sau ca o opțiune, vârsta (îmbătrânirea) este mutații celulare, care acum se acumulează.

A fost posibil să explicăm fenomenul curios că cercetătorii au fost găsiți destul de mult timp: modificările corpului cu îmbătrânire naturală sunt similare cu acțiunea radiației ionizante, atunci când sunt expuse la astfel de radiații, descompunerea apei apare la formarea unor forme active de oxigen , care încep să deterioreze celulele.

Limita Hayflick.

Așa cum este bine cunoscut din cursul inițial de biologie, celulele au capacitatea de a împărtăși. Și la ce oră o fac de bună voie.

Cu toate acestea, în timp, celulele pierd capacitatea de auto-reproducere. Acest fenomen a primit numele "Limit Hakeflik". Celula umană este capabilă să împărtășească doar 50-70 de ori.

Acestea au fost găsite cauze în celulele în sine. Când molecula ADN reproduce propria sa, nu funcționează fără pierderi - vârful moleculei de telomer scade. Acest lucru se întâmplă la fiecare diviziune obișnuită, până când în cele din urmă este epuizată deloc și molecula ADN nu mai poate să-și îndeplinească funcția, respectiv celula poate fi împărțită în mai multe.

În ciuda faptului că "Limita Heiflica" este un limitator care nu permite să trăiască infinit de mult timp, există o opinie că această resursă nu este produsă în timpul vieții unei persoane moderne. Astfel, Alexey Tinovnikov (Primul care a sugerat existența unui teometru) spune: Efectul tenalizatorului este dovedit, dar pentru îmbătrânirea astăzi, nu este legată direct. Fiecare fumător va muri de la cancer în timp - pur și simplu nu așteptați până în momentul în care se întâmplă, probabil și cu telomere.

Nu este încă cunoscut ce loc de cercetare va lua rolul de telomere, în complexul proceselor interdependente care duc la îmbătrânire. Având în vedere că acest concept a fost publicat pe scară largă, vom spune despre asta în detaliu.

Așa cum sa spus - celulele umane nu pot sufoca infinit, cu excepția EMR, sex, cancer.

LA valorile cu telomberele foarte scurte oferă adesea defecțiuni în timpul diviziunii, deoarece cromozomii lor "scurtați" devin instabili.

Cromozomii sunt mai puțin protejați înainte de influențele diferiților factori dăunători, deoarece este telomerul, ca un vârf le protejează.

Enzima telomerază joacă un rol important în sinteza temperului la capătul moleculei ADN.

În experimente, oamenii de știință au reușit să schimbe procesul de îmbătrânire în celule prin introducerea genelor ADN-ului responsabil pentru formarea enzimei telomerazei.

Celulele canceroase pot fi împărțite infinit, gena telomerazei este inclusă în ele, adică Celulele maligne devine similar cu sexul sau embrionarul, numai în aceste celule gena este prezentă și restabilește lungimea normală a telomerului.

G. cercetătorii RUPA de la "Geron Corporation" au introdus o genă enzimatică telomerază în celule.

Adică, enzima, telometrele enzimatice au început să sintetizeze, celulele au dobândit capacitatea de a împărtăși de 2 ori mai mult, adică. Durata vieții lor a crescut.

Celulele umane au capacitatea de a împărtăși 50-60 de ori. În experimentele grupului Geron, după administrarea de telomerază, celula oferă mai mult de 100 de diviziuni. Cancerul de cancer nu apare.

LA aK a fost raportat într-o ediție a Corporației Geron, cercetătorii care efectuează experimente de laborator cu telomerază au demonstrat deja că este posibil să se schimbe celulele umane obișnuite, astfel încât să se înmulțească și să se înmulțească fără sfârșit.

În ianuarie 1998, mass-media din întreaga lume au fost explodate literalmente cu rapoartele pe care grupul oamenilor de știință americani au reușit să forțeze celulele umane normale să depășească "limita Hayflik".

În loc de conștientizare și mor, celulele au continuat să împărtășească.

În același timp, transformarea lor în celulele canceroase (adică transformarea malignă) nu a avut loc. În toate semnele celulei, erau normale. În ziare au apărut imediat articole cu titluri precum "genetica îngropată la nemurire", "medicamentele de la îmbătrânire vor fi disponibile ca aspirină", \u200b\u200b"Tabletele de la bătrânețe devin o realitate", etc.

De fapt, oamenii de știință care lucrează sub patronajul "Geron Corporation", cu ajutorul manipulărilor genetice, forțați în celulele umane normale pentru a lucra enzima telomerază, a căror activitate înainte de a fi zero.

T. Într-o manieră, telomerază și a provocat mântuirea celulelor unice din cote.

Desigur, nu merită să luăm în considerare genele care codifică subunitățile proteine \u200b\u200bale telomerazei ca "gene de nemurire".

În plus, menținerea lungimii ADN-ului telomeric la un anumit nivel depinde nu numai de interacțiunea cu proteinele de legare la telomerază și de telomere, ci și de la alții, în timp ce factori necunoscuți care reglementează formarea componentelor complexului care formează telomer.

Dar faptul că introducerea medicamentelor în celulele canceroase de medicamente care blochează componenta ARN a telomeratei duce la scurtarea telomerului și moartea ulterioară a celulelor, speranța apariției de noi fonduri pentru combaterea cancerului.

Limita sau limita HeIflica este teoria explicând natura mecanismului din spatele îmbătrânirii celulelor. Conform acestei teorii, celula normală umană se poate reproduce și va împărtăși de la patruzeci la șaizeci, înainte de a pierde această abilitate și se prăbușește ca urmare a unei deces sau apoptoză programată.

Teoria, numită limita de Heiflica, ar dori oamenii de știință să revizuiască teoria teoriei lui Alexis Carrel, conform căreia celulele se pot reproduce fără sfârșit.

Istoria creării teoriei heiflicării

Leonard Hayflik (născut la 20 mai 1928 în Philadelphia), profesorul Anatomy al Universității din California din San Francisco, și-a dezvoltat teoria în acel moment când a lucrat la Institutul Vistarov din Philadelphia (Pennsylvania), în 1965. Frank McFarlene a fost în mod bluntly Chemat această teorie în onoarea lui Hayflik din cartea sa numită "Inner Mutagenez", publicată în 1974. Conceptul limitei Heiflica a ajutat la studierea efectelor îmbătrânirii celulare în corpul uman, dezvoltarea celulelor din stadiul de embrion până la Momentul morții, inclusiv efectul reducerii duratei secțiunilor terminale cu cromozomii, numiți telomere.

În 1961, Heiflik a început să lucreze la Institutul de Vistar, unde, în cursul observațiilor, el a văzut că celulele umane nu împărtășesc infinit. Hayflik și Paul Murhead au descris acest fenomen în monografia numită "cultivarea serială a celulelor diploiului uman". Lucrarea lui Heiflik în Institutul Vistar a urmărit un obiectiv de a oferi o soluție nutritivă a oamenilor de știință care au efectuat experimente la Institut, dar, în același timp, Heiflica a fost implicată în propriile studii privind efectele virusului în celule. În 1965, Heiflica a subliniat conceptul limitei Heiflica într-o monografie numită "o speranță limitată de viață a tulpinilor celulelor diploide umane într-un mediu artificial".

Heiflik a ajuns la concluzie, conform căreia celula este capabilă să completeze mitoza, adică procesul de reproducere pe diviziune, doar de la patruzeci la șaizeci de ori, după care vine moartea. Această concluzie a aparținut tuturor soiurilor de celule, fie adulți sau celule germinale. Hayflik a tras o ipoteză conform căreia capacitatea minimă replicativă a celulei este asociată cu îmbătrânirea sa și, în consecință, cu procesul de îmbătrânire a corpului uman.

În 1974, Heiflick a devenit unul dintre fondatorii Institutului Național de Îmbătrânire în Bowfesd, în Maryland.

Această instituție este Departamentul Institutului Național al Sănătății SUA. În 1982, Heiflik a devenit, de asemenea, vicepreședintele Societății Americane de Herontologie, fondată în 1945 în New York. În viitor, Heiflik a lucrat la popularizarea teoriei și respingerii teoriei nemuririi celulare a Carrel.

Descoperiți teoria Carrelle

Alexis Carrel, un chirurg francez, care la începutul secolului al XX-lea a lucrat cu țesuturile inimii de pui, credeau că celulele au reușit să reproducă fisiunea. Carrel a susținut că a reușit să realizeze împărțirea celulelor inimii de pui într-un mediu nutritiv - acest proces a continuat mai mult de douăzeci de ani. Experimentele sale cu o cârpă de inimă de pui au consolidat teoria diviziunii celulare infinite. Oamenii de știință mai mult decât o dată au încercat să repete lucrarea lui Karrel, dar experimentele lor nu au confirmat "deschiderea" lui Karrel.

Critica teoriei lui Haiflika

În anii 1990, unii oameni de știință, cum ar fi Harry Ruby de la Universitatea din California din Berkeley, au declarat că limita Heiflica aparține exclusiv celulelor deteriorate. Rubin a sugerat că deteriorarea celulelor pot fi cauzate de faptul că celulele sunt situate într-un alt mijloc decât mediul lor original din organism sau de faptul că oamenii de știință au supus celulelor în condiții de laborator.

Studii suplimentare privind fenomenul îmbătrânirii

În ciuda criticii, alți oameni de știință au fost utilizați de teoria Heiflica ca bază pentru studii ulterioare ale fenomenului îmbătrânirii celulelor, în special cu telomerii, care sunt la sfârșitul secțiunilor cu cromozomi. Telomerii protejează cromozomii și reduc mutații în ADN. În 1973, omul de știință rus A. Tin a aplicat teoria morții celulare a lui Haiflik în studiile sale despre capetele cromozomilor care nu se reproduc în timpul mitozei. Potrivit lui Tolnikov, procesul de diviziune celulară este finalizat, de îndată ce celula nu mai poate reproduce capetele cromozomilor.

Un an mai târziu, în 1974, Heiflicas a numit teoria lui Heiflica limita Hayflick, folosind acest nume în lucrarea sa, "mutageneză internă". În centrul orașului Bereneta, a fost o ipoteză că îmbătrânirea este un factor intern celulele inerente de diferite forme de viață și că mijloacele lor de trai corespund teoriei cunoscute sub numele de limita Heiflica care stabilește timpul de moarte al corpului.

Elizabeth Blackburns de la Universitatea din San Francisco și colegul ei Jack Shostak, un angajat al Școlii Medicale Harvard din Boston, în Massachusetts, sa transformat în teoria limitei lui Hayflick în studiile sale despre structura teleoomerului în 1982, când au reușit să cloneze și izola telomere.

În 1989, gradul și arsurile Blackburn au urmărit următorul pas în studiul fenomenului de îmbătrânire a celulelor, deschizând enzima numită telomerază (gruparea enzimelor de transferază, controlul compoziției de dimensiune, număr și nucleotidice a cromozomului de teomer). Grederul și arsurile Blackburn au descoperit că prezența telomerazei ajută celulele corpului să evite moartea programată.

În 2009, Blackburn, D. Shostak și K. Greder au primit premiul Nobel în domeniul fiziologiei și al medicamentelor cu formularea "pentru deschiderea mecanismelor de protecție ale cromozomului telomere și enzime de telomerază". Studiile lor s-au bazat pe limita lui Haiflik.

O persoană are o speranță de viață extraordinar de lungă, comparativ cu cele mai multe vieți de pe Pământ, în special mamiferele mărimii corespunzătoare. Deși multe teorii au fost propuse în ceea ce privește motivul pentru care este așa, unele discuții continuă să crească că determină speranța de viață a diferitelor specii.

Cea mai veche persoană din istorie - până în prezent este cunoscută, a existat o femeie franceză de 122 de ani pe nume Jeanne, care a murit în 1997. Cu toate acestea, persoanele care au trăit 100 de ani sau mai mult nu mai sunt prezentate într-un fenomen neobișnuit.

Acum o percepem ca un lucru foarte frecvent, dar este important să ne amintim că cu doar două secole în urmă speranța de viață a vieții era mult mai mică. Vederea este larg răspândită că speranța de viață globală în 1900 a fost de numai 31 de ani. Datorită dezvoltării rapide a cunoștințelor medicale în secolul al XX-lea, precum și globalizarea acestor cunoștințe în zonele vastă ale lumii, speranța de viață din întreaga lume a crescut la aproximativ 72 de ani în 2014.

Aceasta înseamnă că, de sute de mii de ani, când sa dezvoltat ca o specie, probabil a avut o durată de viață de cel mult 25-30 de ani. Puteți să o comparați cu o durată de viață a cimpanzeilor, care este în medie de 40-50 de ani în sălbăticie și 50-60 de ani în captivitate sau gorile care trăiesc aproximativ 40 de ani.

Având în vedere cât de îndeaproape suntem asociați cu maimuțele asemănătoare omului - împărțite cu aproximativ 99% dintre aceleași ca cimpanzeii și gorila, puteți înțelege speranța noastră modernă de viață destul de impresionantă.

Deși speranța medie de viață din întreaga lume este mărită în mod constant în ultimul secol, există o întrebare despre existența unei restricții privind viața umană sau datorită progresului constant în medicină, speranța medie de viață de la 72 la 100 de ani.

De ce oamenii trăiesc atât de mult timp în comparație cu cele mai multe specii?
După cum sa menționat mai sus, mecanismul exact pentru determinarea speranței de viață a creaturii este discutat cu tărie, dar unii dintre cei mai puternici solicitanți pentru o explicație includ consumul total de energie și limita superioară a numărului de cicluri de diviziune celulară.

Consumul de energie
În comparație cu cele mai multe alte specii, oamenii și maimuțele au mult timp pentru a atinge maturitatea. De exemplu, antelopii nou-născuți pot conduce la 90 de minute după naștere, în timp ce oamenii nu merg adesea până la atingerea vârstei de 1 an.

Unele tipuri de excavări, cum ar fi mamiferele, cum ar fi oamenii, trăiesc mai puțin de un an și adesea mor în câteva săptămâni după nașterea singurii lor descendenți. Pe de altă parte, oamenii nu ajung la pubertate pentru cel puțin primul deceniu, iar vârsta medie a femeilor care au dat naștere primului copil din țările lumii variază de la 18 la 31 de ani.

Toate acestea sugerează că alte specii se dezvoltă, coace și multiplicați mult mai repede și, prin urmare, necesită un consum mult mai mare de energie, deoarece consumul lor de energie este mult mai mare. Salopete menționate în fiecare zi mănâncă insecte cu o greutate comună cu ei înșiși aproape cu ei, deoarece metabolismul lor este incredibil de rapid, iar inima bate mai mult de 600 de ori pe minut!

Adică, alte specii dezvoltă și reproduce mai repede, ajungând la maturitate timp de 1-2 ani și se înmulțesc cât mai des posibil în timpul perioadei viabile de reproducere.

Oamenii și alte primate sunt complet opuse acestuia, iar viteza metabolismului lor relativ mai jos este de aproximativ două ori mai mică decât cea a altor mamifere. Respirația celulară și consumul de energie duc la o epuizare mai rapidă a corpului și a sistemelor sale, iar un nivel mai scăzut al metabolismului poate prelungi viața timp de decenii.

Diviziile celulare
O altă explicație potențială este limita încorporată a de câte ori populația celulară poate împărtăși înainte de îmbătrânire, adică în imposibilitatea de a împărtăși în continuare.

Această limită se numește limita Hayflick, iar pentru celulele umane este de aproximativ 52 de cicluri de divizare. Această limită a expirării diviziei celulare pare a fi sugerate la un punct de tăiere natural pentru viața umană și persistă pentru alte animale.

Vizualizări cu o speranță de viață deliberată scurtă, cum ar fi mouse-urile (2-3 ani), au o limită de heiflica de 15 diviziuni, în timp ce animalele cu o speranță de viață mai lungă decât oamenii au o limită mai mare a lui Hayflick (de exemplu, țestoasele marine, cu Speranța de viață așteptată de mai mult de două secole), are o limită de heiflica de aproximativ 110.

Pe măsură ce celulele îmbătrânesc, secțiunile lor de ADN la capetele cromozomilor sunt reduse în lungime, ceea ce face imposibilă în continuare diviziunea celulară precisă. Persoana prezintă semne de îmbătrânire atunci când se apropie de această frontieră și mor aproximativ după 52 de diviziuni.

O serie de alte specii simple au găsit o genă, care limitează în mod eficient durata de viață, activând alte gene care controlează totul de la transcripție și produse proteice la declanșatoare de reproducere. Sa descoperit că atunci când această genă unică sa mutat în anumite lemn de ploaie, speranța lor de viață ar putea dubla.

Hayflick Limit. Celula medie este împărțită de aproximativ 50-70 de ori înainte de a muri. Pe măsură ce celulele sunt împărțite, telomere la capătul cromozomului devin din ce în ce mai puțin.
© CC BY-SA 4.0, AZMISTOWSKI17

Această genă pare a fi un predecesor precoce al unei gene care controlează producția de insulină la persoanele care pot lucra și ca un mecanism de control pentru inhibarea și activarea altor gene. Aceste descoperiri sunt interesante, deoarece pot sugera la schema genetică fundamentală a vieții organismului. Pentru cercetătorii care caută o "sursă de tineret" sau "nemurire", aceste frontiere de cercetare sunt deosebit de interesante.

Excepții de la regula
Deși oamenii au potențialul de a trăi timp de un secol sau chiar mai mult, nu suntem în niciun caz organismul cel mai mult pe planetă. Se știe că țestoasele gigantice găsite în Insulele Galapagos trăiesc mai mult de 150 de ani, în timp ce cel mai vechi eșantion al rechinului Greenland este mai mare de 400 de ani. În ceea ce privește nevertebrate, există câteva tipuri de moluște care pot trăi mai mult de cinci secole!

Da, este mai degrabă demn de remarcat faptul că speranța de viață a vieții sa dublat în doar un singur secol, dar pe baza a ceea ce știm încă, există o margine de mijloc a cât timp putem trăi dacă nu găsim o cale de extensie genetică Viața.

Pe măsură ce celulele și țesăturile îmbătrânesc și au acumulat mai multe erori în codul lor genetic, organismul începe să se prăbușească, bolile devin tot mai multe șanse, iar capacitatea de a trata tratamentul face dificilă. Se referă la acest lucru necesită calm, deoarece, după cum știm cu toții, viața este frumoasă și imprevizibilă, deci este mai bine să trăim în timp ce avem o astfel de oportunitate!