Застаряването на клетките на организма. клетъчната функция в стареене

клетъчната функция в стареене

Heterochrony и хетеротопната променя функции - са типични за процеса на стареене.

Смъртта на условията, унищожаването на някои от клетъчните елементи в другите водопада повишено натоварване, а това води до тяхното хиперфункция.

В митотично активни клетки, това повишено натоварване стимулира клетъчно делене.

Намаляването на броя на клетките не е същия ефект върху нивото на активност на различни органи в напреднала възраст.

Известно е, че по време на нормална, ненапрегнат тяло част от клетъчната активност може да се деактивира от операцията (капиляри "мито", белодробни алвеоли, невромоторните единица мускул, бъбрек нефрони и др.). В напреднала възраст, във връзка със смъртта на мнозина клетка резерв укрепване работата на тялото е ограничен.

Освен това, поради намаляването на индивидуалната клетъчна функция е същото тяло на работа се извършва при различни възрасти неравно брой клетъчни елементи. Например, съгласно Jankovsky (1971), при извършване на същата операция в старата човешки активиран повече мускулни влакна невромоторните единици в сравнение с възрастни.

Определено ниво на образуване на антитела в напреднала възраст се поддържа с участието на повече имунни клетки, както при млади животни, поради по-голямата активност на имунокомпетентни клетки всеки поотделно, поради големия капацитет на протеиновия синтез в тях (Ehneva, 1976). Намаляването на броя на клетки в различна степен засяга активността на различни органи.

Намаляване на относително малкия брой на нервните клетки може значително да повлияе на активността на нервните център и тези по периферията на тъкани, които се регулират от центъра. Ето защо структурни промени, умиране на нервни клетки, така смислено и значимо въздействие върху стареенето на целия организъм.

Съдбата на клетките, нарушаването на неговите функции, смъртността се определя не само стареене, но също така обработва vitaukta, насочена към поддържане на дългосрочната жизнеспособност на клетъчните структури. Те включват: хиперактивност и хипертрофия на много клетки в явлението многоядрени и starenii- poliploidii- увеличение в областта на клетка и ядрени мембрани, поддържа оптимално ядрени, цитоплазмен и клетъчна хипертрофия на околната среда vzaimootnosheniya- саркоплазмения ретикулум в много kletkah- запази стойността на потенциала на мембрана в редица клетки populyatsiy- повишена чувствителност към редица gormonov- активиране на клетъчно делене (далак) при затихване и друг клетъчен отговор.

От решаващо значение в механизма на свързани с възрастта промени във функцията на клетките са промени в състоянието на клетъчните мембрани, промяна на техните регулаторни ефекти върху клетъчния метаболизъм. потенциала на мембрана (МР) клетка е един вид клетъчната сигнализация система, която определя способността на клетките да се отговори на следващите въздействия. На нивото на клетъчната мембрана поляризация зависи транспорт на вещества, секреция, както и много други прояви на активността на клетка.

Стойността на MP еднозначно варира в различните клетъчни популации в напреднала възраст. Това на практика не се променя в мускулните влакна, хепатоцити, гръбначните моторни неврони, неврони на сенсомоторни kory- няколко нарастват cardiocytes, съдови гладкомускулни клетки, асинарни клетки слюнчена жлеза и сътр. (Martinenko Танин 1967, 1976 г. Fayzulin, Frolkis 1977 г., 1978- TuraevaA 1979). Тези данни са получени при опити върху плъхове, в това число по-възрастните животни обикновено се считат за да са на възраст 24-26 месеца.

Въпреки това, в много стари плъхове (36-38 месеца), стойността на потенциала на мембрана пада значително. В рамките на една и съща клетка населението MP стойност варира по различен начин. В стари животни относително по-често клетки с ниска стойност на потенциала на мембрана. Тези клетки са структурно променени. прагове Измерване electroexcitability отделните мускулни влакна показват някои разлики на тези стойности при възрастни и по-възрастните животни. При възрастни плъхове, средната стойност на стимулиране праг ток е (6,3 + 0,14) * 10 -8 А.

В старата праг животни отговор на мускулните влакна на електрическа стимулация най-вероятно да се случи, когато стимулиране текущата сила (8,9 + 0,14) * 10 -8 А (Martinenko, 1975). Проучванията показват, че потенциал на действие (АР) възникнали при възрастни плъхове при критично ниво на деполяризация на 49.3 тУ, и старата - 33.4 тУ. Колкото по-висока степен на критичност на деполяризация, толкова по-малко мощност трябва да е дразнещо за свикване на ток необходимо срязване AV праг потенциал, по-високата възбудимостта.

Промяната на праг потенциал при възрастни животни беше 30.9 + 1.0 тУ, и по-стари плъхове - 46,7 + 0,6 тУ. Увеличете критичен праг деполяризация при възрастни плъхове също показва, че 24-26-месечно плъхове трябва да бъдат по-голямо количество деполяризира мембраната, така че не е широко разпространено PD. Трябва да се отбележи, че тази посока на промяна на възбудимост не е присъщо на всички клетки. Според Танин (1976) electroexcitability клин и гръбначния мозък моторни неврони в нарастващата възраст.

Преброяване на входния импеданс на мускулните влакна, съпротивлението на мембраната и съпротивлението на мембрана за единица дължина на влакна в бели плъхове показват някои разлики в тези количества, в зависимост от възрастта на животното. По този начин, входно съпротивление на мускулни влакна при възрастни плъхове средно 390 + 8 ома, и стари плъхове - 270 + 17 ома.

На съпротивление на мембраната в плъхове на възраст почти два пъти по-ниска, отколкото при възрастни. Значително намалява при по-възрастни животни и устойчивост мембрана за единица дължина на влакното. Със застаряването на промяна потенциалите на действие на клетките. Амплитуда PD мускулни влакна намалява, продължителност увеличения (Solomatins, 1970 Frolkis и др., 1976). По този начин, при възрастни кучета амплитуда на потенциала на действие на мускулните влакна е равна на 116,9 + 1,8 тУ, и стария - 72,5 + 3,2 MV при възрастни плъхове - 113,6 + 2,4 тУ, и старата - 91,2 + 2,3 тУ.

Продължителността на потенциала на действие се определя главно от скоростта на реполяризация на клетъчната мембрана. На промяна на продължителността на процеса на възбуждане в напреднала възраст показват, промени в продължителността на абсолютни и относителни огнеупорни фази. По време на абсолютната огнеупорен фаза, която съвпада с процеса на възбуждане, изцяло за възбудима клетката.

По време на относителното огнеупорен фаза, която съвпада с реполяризацията на клетъчната мембрана, настъпва възстановяване клетъчна възбудимост. В стари животни значително увеличава продължителността на абсолютните и относителните огнеупорни фази. По този начин, в 2-6-месечно плъхове относителна рефрактерен период на мускулните влакна е 5- 5.6 милисекунди, и в 30-36 месец - 7,5-10 MS.

За нервните клетки с дълги аксони е от съществено значение възбуждане размножаване скорост. Повечето изследователи твърдят, че скоростта се забавя разпространението на възбуждане по периферните нерви при по-възрастните. Промяната не е същото в различни нервни стволове. Така в лакътния нерв в младите хора е равна на 57.94 + 0.76 м / сек, старите - 50.38 + 0.84 m / C в фибулата - 53.92 + 0.99 и 42.9 + 0.9 м / сек, в тибиална - 47.7 + 0.67 и 37.56 + 1.03 m / и съответно (Timko, 1970).

Промени в електрическите свойства на отделни клетки, промени в тяхната функционална активност води до факта, че промените във възрастовите групи различен електрическата активност на клетките на скелетните мускули, сърцето и мозъка. В напреднала възраст удължен латентен период от произволно включване на задвижващия блок (група на мускулните влакна инервирани от един нерв влакна) в дейности (за млади хора е равна на 0,1 - 0,5 секунди, и възрастните хора - с 0.6-3) (Jankowski, Knyazev, 1962- Fudel-Osipova, 1968).

Електромиограмата (EMG) стари хора се характеризират с съдържаща голям брой малки потенциал амплитуда (по-малко от 400 мВ), и младите хора амплитуда съответства на 900-1200 СрН. Млади хора токове действие бицепс мускул агрегата е 11-13 Hz, възрастните - 6-8 Hz. Възрастните хора са по-чести многофазни течения са на по-голяма продължителност, отколкото в по-младите. Промени в електрическите свойства на клетките води до промяна електрокардиограма (ЕКГ) и електроенцефалограма (EEG).

За разбиране на свързани с възрастта промени е изследване на активна и пасивна транспорт на йони важни функции на клетки през клетъчната мембрана. Известно е, че този процес не само определя нивото на поляризация на мембраната, но също така има регулаторен ефект върху активността на много вътреклетъчни ензими, интензитетът на протеин биосинтеза (Маленков, 1976).

Според Kuprash (1975), вътреклетъчното съдържание на К + йони в миокардни влакна, черния дроб, бъбреците, скелетните мускули на плъхове на възраст значително намалена. Концентрацията на йони Na + и С1 не променя значително в тези тъкани. Според Novikova (1964), на вътреклетъчната концентрация на К + йони в мускулите на плъхове се поддържат на същото ниво от раждането до 3 месечна възраст, и намалява значително при 12 и 24-месечно плъхове. йонна концентрация Na + остава относително постоянна от 1 до 12 месеца, и повишен в 24-месечно плъхове.

Съдържанието на вътреклетъчни К + йони намалява с възрастта, и броя на йони повишаване на С1 ~ късно онтогенезата. Новиков (1978) и Turaev (1979) отбелязва, натрупването на вътреклетъчни Na + йони и намаляване на съдържанието на К + йони в хепатоцити.

За обратното заключение идва Наги (Нади, 1979). Той определи активността на К + йони във вътрешността на клетките и заключи, че натрупването на този йони в клетките в напреднала възраст. Според него, натрупването на вътреклетъчния К + йони в големи количества - една от водещите причини за нарушаване на протеиновия синтез в напреднала възраст.

Активен транспорт на Na + и К + през мембраната срещу градиента на концентрация изисква енергия, произведена по време на разпадането на АТР, включващ мембрана Na +, К + - ATPase. С остаряването страдат процеси активен йонен транспорт - намалява активността на мембраната Na +, К + - ATPase (Novikova, Malysheva, 1975- Sousa, Baskin, 1977), намалено съдържание на АТР и креатин фосфат, интензитет на тъкан дишане варира конюгиране на окисление и фосфорилиране неравномерно варира ензимна активност дихателната верига в скелетните мускули, сърце, мозък (Bogackaya, Potapenko 1972-, 1974- Frolkis и сътр., 1976). При тези условия, адаптивният стойност има скорост на растеж на гликолиза в няколко тъкани.

Известно е, че активността на мембраната Na +, К + - ATPase активира от К + йони от външната повърхност на клетката, и йони на Na + - от вътрешната страна. Ако влиза през микроелектрода значително количество йони Na +, след това клетките се деполяризация вътре в клетката. Въпреки това, настъпва активиране едновременно Na +, К + - ATPase води до клетъчна деполяризация, увеличение в мембранния потенциал.

Оказа се, че в клетките на стари животни след приложение на вътреклетъчния Na + йони темп забави реполяризация, и това показва, отслабване на процесите на активния транспорт на йони. Същият извод е съставен от проучване на така наречения термичен хиперполяризацията (Horban, 1978, 1979).

При охлаждане клетки (0 °) поради инактивиране на калиев-натриев помпа голямо количество йони Na + влиза в клетката и предизвиква неговото деполяризация. В прехвърляне на клетките в среда с висока температура (+ 10 °, 20 ° С), помпата се активира и хиперполяризиращ клетка.

Както се вижда на фиг. 19, в стария процеса на клетъчно хиперполяризация забави и е експресията на намаляване интензивността на активния транспорт на йони. Следователно, скоростта на стареене намалява процеси за редукция, насочени към запазване на първоначалната функционалното състояние на клетката.

Фиг. 19. Динамика MP възстановяване лъч надбъбречната кора стари клетъчните зони (А) и (D) по-млади плъхове след предварително третиране на студен (0 ° С, 60 минути) и влиянието на ionol (температурен диапазон - 7-17 ° С, време на инкубиране - 20 минути).
На ординатата: PMD MV по хоризонталната ос: 1 - интактни животни 2 - преработени ionol.

В процеса на стареене променя пропускливостта на мембраната, която е свързана с промяната в състоянието на йонни канали. Martynenko (1967) определя транспорт 42K йон в мускулни влакна и cardiocytes животни от различни възрасти (фиг. 20).

Фиг. 20. Промяна на проницаемост на предсърдни мускулни влакна (А) и скелетната мускулатура (В) при възрастни (1) и стари (2) плъхове.
На ординатата - относителна радиоактивност 42K- по абсцисата - времето ч.

Транспорт и йонен обмен на K + сме фаза характер. Първата фаза е по-маркиран възрастови разлики транспорт на К + йон в cardiocytes, а вторият - в мускулните влакна. В първата фаза на по-голямо значение е пасивно, и вторично активен транспорт на йони през мембраната.

Промяна на транспорта на йони К + и Na + отразява на потока на Са2 + регулиране на контрактилитета на мускулните влакна, cardiocytes, нервните клетки. Промени в йонен транспорт на К + и Na + могат да окажат въздействие върху проводимостта на натриев-калций и води до намаляване на контрактилитета на клетките.

Реакция клетки, междуклетъчните връзки се определят не само ги electroexcitability, но хемочувствителността. междуклетъчно предаване на информация се осъществява с участието на химически посланици. Локализирано на протеинови структури на клетъчни мембрани, които имат афинитет към много физиологично активни вещества, - рецептори (адренергичен, holino-, insulinoretseptory и др.).

Един от водещите механизми на стареенето на клетките, свързани с възрастта разстройства на междуклетъчните връзки чрез микросреда мембраната отмествания (реакции на свободни радикали, и т.н. ..) могат да варират така рецепторна конформация че престават да "разпознават" субстрата. Спад в броя на рецепторите, промяна на статуса си до известна степен откъснати от регулаторните влияния клетъчни и допринасят за неговото атрофия, унищожение.

Към днешна дата, най-важният отворена верига вътреклетъчен регулирането, което води до реакция на клетките, когато са изложени на физиологично активни вещества. Това е система на втория синтез невротрансмитер медииране ефект от мембраната към вътреклетъчните процеси, - цикличен adenilnukleotidov.

Освен това се приема, че катаболитното аденилат циклаза е част от серия от рецептори върху вътрешната страна на мембраната. Според Kostikova и сътр. (1976), Gatsko и сътр. (1977), Frolkis (1977), съдържанието на цикличен аденозин монофосфат (сАМР) в напреднала възраст не се променя. Kulchitskii (1978) показва, че с непроменен изходните сАМР и цикличен гуанозин монофосфат (цГМФ) при възрастните животни по-малки дози от катехоламини, ацетилхолин променят съдържанието си в сърцето и черния дроб. Можем да предположим, че това е един от механизмите за повишаване на чувствителността на клетките към стареене действие на тези вещества.

С остаряване реакцията варира клетки и органи на входящата информация, медиирано чрез система на физиологично активни вещества. Доказано е, че застаряването може да повиши чувствителността на клетките към редица хормонални фактори. Това е отразено във факта, че по-ниски дози на хормони, невротрансмитери причиняват клетъчни промени в състоянието на старост. Както се вижда на фиг. 21, редица хормони (инсулин, норадреналин, естрадиол дипропионат) причина хиперполяризация на клетките в по-възрастните животни в дози подпрагова за възрастни животни.

Фиг. 21. Възраст характеристики на влиянието на различни дози от инсулин (А), естрадиол дипропионат (В) и HA (В) със сума мембранния потенциал при възрастни мускулни влакна (1) и стари (2) плъхове.
На ординатата - MF тУ на абсцисата - време з стрелата -. В момента на приложение на хормона.

Въпреки това, реактивност, оценен от максималния отговор на дозата на хормони и невротрансмитери намалява с възрастта. Този феномен е още по-разкрита в изследвания на органите на реакцията. Тук реактивност отслабването присъединява клетки и намаляване на броя на клетките в напреднала възраст.

Споделяне в социалните мрежи:

сроден