Головна
Реферати » Реферати по біології » Загальна геронтологія

Загальна геронтологія

гіпотезі «гіпоталамічних годин» (Дильман, 1968, 1976), старість розглядається як порушення внутрішнього середовища організму, пов'язане з наростанням активності гіпоталамуса. У підсумку в літньому віці різко збільшується секреція гіпоталамічних гормонів (ліберинів) і ряду гормонів гіпофіза (гонадотропінів, соматотропіну), а також інсуліну. Але поряд зі стимуляцією одних структур гіпоталамуса, інші при старінні знижують свою активність, що призводить до «разрегулированию» багатьох сторін обміну і функції організму.

Молекулярно-генетичні гіпотези.

Найбільшу увагу зазвичай привертають молекулярно-генетичні гіпотези, що пояснюють процес старіння первинними змінами генетичного апарату клітини. Більшу їх частину можна поділити на два основні варіанти. У першому випадку, вікові зміни генетичного апарату клітин розглядаються як спадково запрограмовані, у другому - як випадкові. Таким чином, старіння може бути запрограмованим закономірним процесом, логічним наслідком зростання і дозрівання, або результатом накопичення випадкових помилок у системі збереження і передачі генетичної інформації.

Якщо дотримуватися першого думки, то старіння, по суті, стає, продовженням розвитку, протягом якого, у певній, закріпленої в еволюції послідовності включаються і вимикаються різні ділянки геному. Тоді при «розтягуванні» програми розвитку сповільнюється робота
«біологічного годинника» , які задають темп програмі старіння. Наприклад, в дослідах з обмеженням харчування в молодому віці (тварини з «продовженої життям» ) відбувається уповільнення зростання, а отже, і старіння, хоча механізм далеко не так простий. Передбачається, що уповільнення зростання і відсунення статевого дозрівання і досягнення остаточних розмірів тіла призводить до збільшення тривалості життя. Тобто, старіння, як і інші етапи онтогенезу, контролюється генами.

Старіння помилково

Була вперше запропонована Л. Оргел (1963). Вона грунтується на припущенні, що основною причиною старіння є накопичення з віком генетичних ушкоджень в результаті мутацій, які можуть бути як випадковими (спонтанними), так і викликаними різними повреждающими факторами (іонізуюча радіація, стреси, ультрафіолетові промені, віруси, накопичення в організмі побічних продуктів хімічних реакцій та інші).
Гени, таким чином, можуть просто втрачати здатність правильно регулювати ті чи інші активності у зв'язку з накопиченням ушкоджень ДНК.

У той же час існує спеціальна система репарації, що забезпечує відносну міцність структури ДНК і надійність в системі передачі спадкової інформації. В дослідах на декількох видах тварин показано зв'язок між активністю систем репарації ДНК і тривалістю життя.
Передбачається її вікове ослаблення при старінні. Роль репарації чітко виступає в багатьох випадках передчасного старіння і різкого укорочення тривалості життя. Це стосується, перш за все, до спадкових хвороб репарації (прогерії, синдром Тернера, деякі форми хвороби Дауна та інші). У той же час існують нові дані про численні репарації ДНК, які використовуються як аргумент проти гіпотез помилок. У статті під назвою «Наука заперечує старість» французький дослідник Р. Россьон (1995) вважає, що в світлі цих фактів теорія накопичення помилок в нуклеотидних послідовностях. вимагає перегляду. Все ж репарація, мабуть, не призводить до 100% виправленню ушкоджень.

Багато геронтологи вважають, що старіння-результат накопичення таких невиправлених помилок. За словами Хейфліка, «втрата точної або надійної
(контролюючої) інформації відбувається через накопичення випадкових впливів, що ушкоджують життєво важливі молекули ДНК, РНК і білків. Коли досягається порогова величина такого роду "поразок", "ушкоджень",
"похибок" або "помилок", нормальні біологічні процеси припиняються і вікові зміни стають очевидними. Істинна природа шкоди, спричинених життєво важливим молекулам, поки невідома, але відомий сам факт його прояву » .

Деякі геронтологи, і серед них Ф. Маррот Сайнекс з Медичної школи
Бостонського університету, вважають, що ключовим моментом в старінні є помилки в ДНК. Незворотні зміни в хімічній структурі довгих, що утворюють ДНК ланцюжків атомів отримали назву мутацій. За
Сайнексу, мутації-це зміни в інформації, зашифрованої в структурі
ДНК, яка контролює функціонування клітини. Мутації можуть виникати в результаті невиправлених помилок при утворенні повий ДНК, в результаті помилок в процесі відновлення або через пошкодження ДНК забруднюючими хімічними речовинами. Мутації в ДНК клітини можуть привести до того, що клітина почне синтезувати змінену РНК, а це в свою чергу призведе до синтезу змінених білків - ферментів. Видозмінений фермент може працювати гірше нормального, а то і зовсім не працювати. У підсумку реакції обміну речовин, в яких бере участь такий дефектний фермент, можуть припинитися, і клітина перестає виконувати свої функції або навіть загине.

Теорія старіння в результаті накопичення мутацій вперше була висунута в
1954 фізиком Лео Сцилард який прийшов до цього висновку, спостерігаючи за дією радіації на людей і тварин, скорочували їх життя. Радіація викликає множинні мутації ДНК, а також прискорює появу таких ознак старіння, як сивина або ракові пухлини. З цього Сцилард зробив висновок, що саме мутації є причиною старіння людей і тварин. І хоча він не зумів пояснити, ка-ким чином мутації виникають у людей і тварин, не піддавалися опроміненню, на його думку, вони. можливо, є не що інше, як результат природних ушкоджень клітин.

Деякі сучасні геронтологи, зокрема д-р Говард Кертіс з
Брукхвейнской національної лабораторії в Нью-порка, поділяють точку зору
Сцілардл і також вважають, що старіння викликається накопиченням протягом життя невиправлених мутацій, що руйнують функціональні потенції клітини.
Кертіс вважає, що старіння, викликане мутаціями, можна запобігти або принаймні сповільнити, виправляючи допомогою генної інженерії ті процеси 11 клітинах тіла, які зумовлюють репарацію (ремонт) ДІК.

За думки деяких вчених, обумовлене мутаціями ДНК старіння не так серйозно, як старіння, викликане невиправними пошкоджень і РНК, білків і ферментів Д-р Леслі Оргел з Інституту Солка в Ла-Хойя (Каліфорнія) припустив , що помилки в синтезі РНК і білків призводять до старіння клітин в результаті, як він це назвав, «катастрофи помилок» . Кожна молекула РНК, лічена з ДНК, відповідальна за синтез безлічі копій певного ферменту; РНК служить «матрицею» , з якою робиться безліч ідентичних копій молекули білка. Отже, при дефектної РНК кожна білкова молекула, що сходить з «конвеєра» буде так само дефектна і не зможе ефективно брати участь в реакціях обміну речовин. Крім того, деякі ферменти беруть участь у виробництві білків на базі «матричної» РНК, а інші здійснюють синтез РНК на матриці ДНК. Значить, якщо помилка вкралася в структуру РНК або білка, вона вироблятиме все більш ущербні
«матриці» , що призведе до кумулятивного ефекту - лавиноподібного накопиченню помилок і до останньої катастрофе-смерті.

Вчені виявили, що дія ферментів з культури старих людських клітин ненормально: 25% таких ферментів дефектні, що служить підтвердженням теорії «катастрофи помилок» Оргела. І хоча це ще не остаточний доказ, можна сподіватися, що спроби запобігти старіння, викликане накопиченням помилок, виявляться успішними. Можливо, знадобиться усувати НЕ первинну помилку на молекулярному рівні, а лише її наслідки. Один із способів уповільнення акумуляції помилок, який пропонує Алекс Комфорт, полягає в деякому уповільненні швидкості процесів обміну речовин і клітинах, що зменшує ймовірність виникнення помилки. Цього можна домогтися шляхом зниження температури тіла. Як підтвердили досліди, життя тварин нижчих тварин - риб і черепах - справді від цього подовжується.

Винищення вільних радикалів

Зображення або моделі ДНК, РНК і білкових молекул часто представляються у вигляді жорстких, статичних конструкції на зразок мостів; насправді ж це нестабільні бив довгі, схожі на ланцюгу структури, які з тисяч молекул, які досить легко розпадаються на ланки. Усередині клітини вони постійно піддаються атакам з боку інших молекул-одні з них представляють звичайні продукти клітинного метаболізму. інші - речовини, що забруднюють навколишнє середовище, і зокрема свинець. Таким чином, в клітці постійно утворюються нові молекули, які замінять пошкоджені. В процесі обміну речовин утворюються молекули Особою роду, які називаються вільними радикалами, вони мають сильну тенденцію з'єднуватися з іншими молекулами. Іноді клітини виробляють вільні радикали для полегшення процесу обміну речовин, і з'являються вони найчастіше в ході тих реакцій, які споживають кисень для «спалювання» вуглеводів і протікають з виділенням енергії. Часом вільні радикали виникають випадково, коли кисень, завжди присутній в клітці і володіє високою активністю, з'єднується з молекулмі клітини.

За визначенням Алекса Комфорту, вільний радикал-це «високоактивний хімічний агент, готовий з'єднатися з чим завгодно» . В результаті безконтрольні вільні радикали можуть заподіяти серйозну шкоду клітинним мембран, а також молекулам ДНК і РНК. Ця обставина робить їх головним визначальним чинником біологічного старіння. Один із способів боротьби зі старінням, в якому винні вільні радикали - застосування так званих антиоксидантів. Цікаво, що одна з найбільш активних програм з вивчення антиоксидантів проводилася промисловістю харчових упаковок, де намагалися знайти засоби проти шкідливого впливу вільних радикалів на частку що зберігаються продукти, які піддавалися впливу кисню повітря. Найпоширеніший в США антіоксідан називається
ВНТ; він щорічно виробляється харчовою промисловістю у величезних кількостях. На всіх етикетках круп, жувальної гумки, маргарину, соди, картопляних пластівців та інших харчових продуктів можна знайти напис: «Для схоронності додано ВНТ» . Роботи д-ра Денхема Хармю з Медичного коледжу Університету штату Небраска (раніше Хармен працював хіміком в компанії «Шелл» , але його так заворожили «безсмертні» клітини курчати, описані Алексісом Каррелем, що він звільнився і вступив до медичного інституту, щоб присвятити себе вивченню процесу старіння) показали, що пацюки, яким згодовували

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14