Старение представляет собой сложный и разнообразный процесс, который по разному влияет на разных людей и даже разные органы. Большинство геронтологов (люди, которые изучают старение) считают, что старение является кумулятивным эффектом взаимодействия многих прижизненных факторов. Эти факторы включают наследственность, влияние окружающей среды, культурное влияние, диеты, физическую активность и отдыха, перенесенные заболевания и многие другие факторы.

Все жизненно важные органы начинают терять некоторые функции с возрастом. Возрастные изменения были обнаружены во всех клетках тела, тканях и органах, и эти изменения влияют на функционирование всех систем организма. Живая ткань состоит из клеток. Есть много различных типов клеток, но все они имеют одинаковую структуру. Ткани - это слои подобных клеток, которые выполняют определенную функцию. Различные виды групп тканей сформированы в органы.

Как стареет организм человека

Существуют четыре основных типа тканей:

Соединительная ткань , она поддерживает другие ткани и связывает их вместе. Она включает в себя кости, кровь и лимфатические ткани в дополнение к тканям, которые дают поддержку и структуру кожи и внутренних органов.

Эпителиальная ткань обеспечивает покрытие на более глубоких слоях тела. Кожа и поверхность различных проходов внутри тела из эпителиальной ткани.

Мышечная ткань состоит из трех типов тканей:

Поперечнополосатых мышц, таких как те, которые движут скелет.

Гладкие мышцы, такие как мышцы, которые окружают желудок и другие внутренние органы.

Сердечная мышца, которая составляет большую часть сердечной.

Нервные ткани состоят из нервных клеток (нейронов) и используется для передачи сообщений от различных частей тела. Мозг состоит из нервной ткани.

Клетки являются основными строительными блоками тканей. Все клетки испытывают изменения с возрастом. Они становятся крупнее и в меньшей степени способны к делению и размножению. Среди других изменений, увеличение пигментов и жирных кислот внутри клетки (липидов). Многие клетки теряют способность выполнять свои функции, или они начинают функционировать неправильно.

С возрастом отходы накапливаются в тканях. Жирные коричневый пигмент липофусцин собирается во многих тканях, как и другие жирные вещества.

Соединительная ткань претерпевает изменения, становится все более жесткой. Это делает органы, кровеносные сосуды, дыхательные пути менее эластичными. Изменения клеточных мембран так же происходят, поэтому многие ткани имеют проблемы с получением кислорода и питательных веществ, избавлением от углекислого газа и отходов.

Многие ткани теряют массу. Этот процесс называется атрофией. Некоторые ткани становятся узловыми или более жесткими.

Наиболее значительные изменения происходят сердце, легких и почках. Эти изменения появляются медленно и на протяжении длительного периода времени. Когда органы работают на пределе своих возможностей, он не может увеличить свои функции. Внезапная сердечная недостаточность или другие проблемы могут развиваться, когда организм работает сложнее, чем обычно.

Факторы, создающие дополнительную нагрузку на организм:

Некоторые лекарства

• Значительные изменения в жизни

Внезапное изменение в деятельности

Подъем на большую высоту

С осторожностью нужно принимать различные лекарственные препараты в зрелом возрасте , т.к. велик риск получения побочных эффектов от их применения со стороны других органов.

Побочные эффекты лечения могут имитировать симптомы многих заболеваний, поэтому легко ошибиться реакцией препарата на болезнь . Некоторые препараты имеют совершенно разные побочные эффекты у пожилых, чем у молодых людей.

Теория старения клеток

Никто не знает, как и почему люди меняются, как они становятся старше. Некоторые теории утверждают, что старение связано с накопленной травмой от ультрафиолетового излучения, износом организма, с побочным действием продуктов обмена веществ, и так далее. Другие теории старения организма предполагают генетически контролируемый процесс. Тем не менее, ни одна теория не объясняет достаточно убедительно изменения, происходящие в процессе старения.

Старение представляет собой сложный и разнообразный процесс, который по разному влияет на разных людей и даже разные органы. Большинство геронтологов (люди, которые изучают старение) считают, что старение является кумулятивным эффектом взаимодействия многих прижизненных факторов . Эти факторы включают наследственность, влияние окружающей среды, культурное влияние, диеты, физическую активность и отдыха, перенесенные заболевания и многие другие факторы.

В отличие от изменений в подростковом возрасте, которые предсказуемы с точностью до нескольких лет, каждый человек в возрасте стареет по-своему. Некоторые системы начинают стареть уже в 30 лет. Другие процессы старения происходят намного позже. Хотя некоторые изменения, как правило, происходят с возрастом, они происходят с разной скоростью и в разной степени. Не существует надежного способа предсказать, в частности, как вы будете меняться с возрастом.

Атрофия

Клетки сокращаются. Если достаточное количество клеток уменьшаются в размерах, это свидетельствует об атрофии органа. Это часто является нормальным возрастным изменением, которое может произойти в любой ткани. Это наиболее распространено в скелетных мышцах, сердце, мозге, и вторичных половых органах (например, груди).

Причина атрофии неизвестна, но вероятны следующие причин: снижение нагрузки, уменьшение кровоснабжения и питания клеток, а также снижение стимуляции нервов и гормонов.

Гипертрофия

Клетки увеличиваются. Это увеличение размера связано с увеличением клеточных белков , таких как клеточная стенка и внутренние структуры клетки, а не увеличение жидкости клетки.

Когда некоторые клетки атрофируются, другие могут гипертрофироваться в попытке компенсировать потери клеточной массы.

Гиперплазия

Число клеток увеличивается. Существует увеличение скорости деления клеток.

Гиперплазия обычно происходит в попытке компенсировать потерю клеток. Это позволяет некоторым органам и тканям сохранять способность регенерации, в том числе кожи, слизистой оболочки кишечника, печени и костного мозга. Печень особенно хорошо регенерируется. Она может заменить до 70% от ее структуры в течение 2 недель после травмы.

Другие ткани имеют ограниченную способность к регенерации , например кости, хрящи и гладких мышц (например, мышцы вокруг кишечника).

Существуют ткани, которые редко или вообще не восстанавливаются , среди них нервы, скелетные мышцы, сердечная мышца, и хрусталик глаза. При повреждении эти ткани заменяются рубцовой тканью.

Дисплазия

Размеры, формы или организация зрелых клеток становится ненормальной. Это также называется атипичной гиперплазией. Дисплазия является довольно распространенной в клетках шейки матки и слизистой оболочки дыхательных путей.

Неоплазия

Образование опухолей, таких как раковые (злокачественные) или доброкачественные (доброкачественное ). Опухолевые клетки часто воспроизводятся очень быстро. Они могут иметь необычные формы и нарушенные функции.опубликовано .

Если у вас возникли вопросы, задайте их

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet

Все чаще и чаще мы слышим о новых открытиях ученых, которые приблизили нас к бессмертию и вечной молодости. Возникают новые теории о старении, появляются новая терапия позволяющая притормозить старение. Наука проникает «глубже и глубже в кожу», и это приводит к реальным прорывам.

Одним из прорывов стало обнаружение счетчика жизненного цикла клетки в 1961 году. Это открытие было удостоено Нобелевской премии. Тогда ученые впервые заговорили о потенциальном бессмертии клетки. А косметологи ухватились за новую возможность омоложения кожи.

Клеточный «счетчик»

Леонард Хейфлик в середине XX века совершил прорыв в понимании старения. Он обнаружил, что клетки не могут делиться бесконечно и у них существует вполне определенный предел. То есть, дойдя до «черты», они входят в «сумеречную область», называемую клеточным старением, - они деформируются и уже не функционируют должным образом, а затем умирают.

В известной серии экспериментов Хейфлик показал что человеческие фибробласты (которые производят все элементы клеточного матрикса дермы) могут делится 60–80 раз. Секрет в хромосомах, на концах которых находятся «счетчики» - теломеры.

Такие счетчики представляют собой небольшие сегменты ДНК, они защищают хромосомы от деградации. При каждом делении клетки теломеры уменьшаются, и достигая «предела Хейфлика», клетка больше не может делиться и постепенно умирает. Это своего рода часики, которые не перестают тикать, пока не исчезнут. Теломеры есть у каждого, но их длина отличается, это генетическая данность.

Внешнее и внутреннее старение

Процесс старения затрагивает весь организм, органы изнашиваются, меняется осанка и пластика движений, но первой меняется наша кожа. Она начинает стареть изнутри, в дерме. Потеря эластичности, утолщение кожи, морщины - всё это следствия потери дермальной массы, размягчения каркаса из коллагена и эластина, ухудшения работы главных поставщиков элементов матрикса - фибробластов.

Индустрия красоты сосредоточена на том, чтобы как можно естественнее и эффективнее воздействовать на фибробласты. Однако бездумно стимулировать или останавливать клеточные циклы может быть чревато, следует учитывать разные механизмы старения:

• «Внутреннее» старение: то, к чему так любят апеллировать женщины, которым лень ухаживать за собой. Самое главное в процессе внутреннего старения - генетическое наследие индивида, на которое человек не может воздействовать: набор генов и запрограммированная клеточная смерть (на которую влияет та самая длина теломер).
• «Внешнее» старение: то, о чем любят рассказывать адепты ЗОЖ. Вредные привычки, нездоровая еда, «ядохимикаты» окружающей среды, большие дозы ультрафиолета признаны самыми отягчающими обстоятельствами преждевременного увядания кожи. Другими словами, основные факторы внешнего старения - неконтролируемый окислительный стресс и воспалительные процессы.

Если с «внешним» старением все ясно, воздействовать на него научились, и довольно неплохо (от кремов до лазеров), то до недавнего времени никто и не мог подумать, что можно повлиять на генетику, т. е. на внутреннее старение. Но после открытия теломер и их роли всё изменилось.

Было установлено, что чем старше человек, тем короче его теломеры. Это произвело эффект разорвавшейся бомбы, и медицинские и косметические лаборатории стали искать способы восстановить теломеры или предотвратить их укорачивание.

В 2009 году Элизабет Блекберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак были награждены Нобелевской премией по физиологии и медицине за открытие теломеразы. Теломераза - фермент, который восстанавливает поврежденные теломеры, она может возвращать их к юношеской длине. При введении теломеразы клетки фибропластов в пробирке вместо 80 раз делились 280 раз.

В нашей коже теломеразу производят в основном стволовые клетки, «золотой запас», они могут делиться бесконечное число раз, выполняя функцию регенерации. В обычных же клетках кожи теломераза перестает вырабатываться в очень юном возрасте.

Косметика, влияющая на теломеры

На данном этапе эксперименты с теломеразой проводятся в медицинских учреждениях под строгим контролем государственных органов. Законодательно препараты с теломеразой не разрешены для свободного пользования. Однако косметическая индустрия все-таки пытается обходными путями стимулировать этот фермент в клетках кожи.

На косметическом рынке появился Терпенон, который, по заявлением производителя, имеет потенциал сохранять длину теломер. Однако это вещество лишь притормаживает клеточный цикл. Другими словами, фибробласты живут дольше, но они «заморожены». С одной стороны, это прекрасно, клетки живут дольше, но с точки зрения омоложения замедлять работу фабрик выпускающих коллаген, эластин и гиалуроновую кислоту нерационально, тем более в возрастной коже, когда и так активность клеток угасает.

Более логичной выглядит идея о том, чтобы поддержать или обеспечить необходимую среду для функционирования клетки. Если она «плавает» в благоприятной и питательной среде, жизнь ее может быть продлена (возможно, даже теломераза будет продолжать синтезироваться). Поэтому сейчас на пике популярности находятся мезотерапия и биоревитализация, задача которых как раз создать благоприятную среду для фибробластов.

Разумеется, мы можем продолжать бороться и с внешним старением. ЗОЖ и старые добрые антиоксиданты помогут в этом. Особенно Ресвератрол, который не только ловит свободные радикалы, но и блокирует поврежденные участки ДНК, не позволяя переносить дефекты в новую клетку при делении.

А научные эксперименты с теломеразой - наша новая надежда обуздать генетику. И хотя «управление старением» еще предстоит освоить, будущее уже можно потрогать рукой.

Татьяна Моррисон

Фото istockphoto.com

Старение клеток является многофакторным процессом и с незапамятных времен волнует ученых. Этот процесс включает эндогенные молекулярные программы клеточного старения, а также экзогенные влияния, приводящие к прогрессирующему вторжению в процессы выживаемости клеток.

С возрастом прогрессивно страдает ряд функций клеток. Стареющие клетки обладают сниженной способностью к поглощению питательных веществ и восстановлению хромосомных повреждений. Морфологические изменения в стареющих клетках, в которых снижается активность окислительного фосфорилирования в митохондриях и их вакуолизация, уменьшается эндоплазматическая сеть, снижается активность синтеза ферментов и рецепторов клеток. Какие преобразования происходят с ядром клетки в процессе старения.

Ядро КЛЕТКИ является местом хранения и реализации генетического материала - планов построения и регуляции процессов белкового синтеза в клетке.

ГЛАВНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ ЯДРА ЯВЛЯЮТСЯ:

• ядерная оболочка;
• хроматин;
• ядрышко;
• ядерный матрикс.

Ядро всегда локализуется в определенном месте клетки. Основными функциями, которые выполняет ядро клетки, являются хранение, использование и передача генетической информации. Кроме того, ядро отвечает за образование субъединиц рибосом.

Ядро в клетке может находиться в двух состояниях: митотическом (во время деления) и интерфазном (между делениями). Во время интерфазы под микроскопом в ядре живой клетки видно только ядрышко, и оно кажется оптически пустым. Структуры ядра в виде нитей, зерен можно наблюдать только при действии на клетку повреждающих факторов, когда она переходит в пограничное состояние между жизнью и смертью. Из этого состояния клетка может вернуться к нормальной жизни или погибнуть.

ЯДЕРНАЯ ОБОЛОЧКА - основная функция - барьерная. Она отвечает за отделение содержимого ядра от цитоплазмы, ограничение свободного транспорта макромолекул между ядром и цитоплазмой, а также за создание внутриядерного порядка - фиксацию хромосомного материала. Ядерная оболочка состоит из внешней и внутренней ядерной мембраны.

Внешняя мембрана ядерной оболочки, непосредственно контактирующая с цитоплазмой клетки, имеет целый ряд структурных особенностей, которые позволяют отнести ее к собственно мембранной системе эндоплазматической сети. В первую очередь к таким особенностям относится наличие на ней со стороны гиалоплазмы многочисленных полирибосом, а сама внешняя ядерная мембрана может прямо переходить в мембраны гранулярной эндоплазматической сети.

Внутренняя ядерная мембрана связана с хромосомным материалом ядра. Со стороны кариоплазмы к внутренней ядерной мембране прилегает так называемый фибриллярный слой, состоящий из фибрилл, но он характерен не для всех клеток.

Ядерная оболочка не является сплошной. В ней имеются ядерные поры, которые образуются в результате слияния двух ядерных мембран. При этом формируются округлые сквозные отверстия. Эти отверстия ядерной оболочки заполнены сложноорганизованными глобулярными и фибриллярными структурами. Количество ядерных пор зависит от метаболической активности клеток: чем интенсивнее синтетические процессы в клетке, тем больше пор на единицу поверхности клеточного ядра.

ХРОМАТИН (от греч. chroma - цвет, краска) - это основная структура интерфазного ядра. Химически он представляет собой комплекс белков и ДНК различной степени спирализации (закрученности). ДНК - это последовательность нуклеотидов, индивидуальная и неповторимая для каждого. Она представляет собой уникальный шифр или код, который обусловливает особенности строения, функционирования и развития (старения) организма. То есть особенности старения передаются по наследству.

Морфологически различают два вида хроматина: гетерохроматин и эухроматин. Гетерохроматин соответствует частично конденсированным в интерфазе участкам хромосом и является функционально неактивным. Эухроматин - это деконденсированные в интерфазе участки хромосом, функционально активный хроматин.

Во время митоза весь эухроматин максимально конденсируется и входит в состав хромосом. В этот период хромосомы не выполняют никаких синтетических функций. Иногда в отдельных случаях целая хромосома в период интерфазы может оставаться в конденсированном состоянии, при этом она имеет вид гладкого гетерохроматина. Например, одна из Х-хромосом соматических клеток женского организма подлежит гетерохроматизации на начальных стадиях эмбриогенеза (во время дробления) и не функционирует. Этот хроматин называется половым хроматином или тельцами Барра.

Белки хроматина составляют 60-70% от его сухой массы и представлены двумя группами:

• гистоновыми белками;
• негистоновыми белками.

Гистоновые белки (гистоны) - щелочные белки, содержащие основные аминокислоты (главным образом лизин, аргинин). Они располагаются неравномерно в виде блоков по длине молекулы ДНК. Один блок содержит 8 молекул гистонов, которые образуют нуклеосому. Нуклеосома образуется путем компактизации и сверхспирализации ДНК.

Негистоновые белки составляют 20% от количества гистонов и в интерфазных ядрах образуют внутри ядра структурную сеть, которая носит название ядерного белкового матрикса. Этот матрикс представляет основу, которая определяет морфологию и метаболизм ядра.

ЯДРЫШКО - самая плотная структура ядра, она является производным хромосомы, одним из ее локусов с наиболее высокой концентрацией и активным синтезом РНК в интерфазе, но не является самостоятельной структурой или органеллой.

Ядрышко имеет неоднородную структуру и состоит из двух основных компонентов - гранулярного и фибриллярного. Гранулярный компонент представлен гранулами (созревающие субъединицы рибосом) и локализуется по периферии. Фибриллярный компонент представляет собой рибонуклеопротеидные тяжи предшественников рибосом, которые сосредоточены в центральной части ядрышка.

Ультраструктура ядрышек зависит от активности синтеза РНК: при высоком уровне синтеза в ядрышке выявляется большое число гранул, при прекращении синтеза количество гранул снижается, и ядрышки превращаются в плотные фибриллярные тяжи базофильной природы.

ЯДЕРНЫЙ МАТРИКС (кариоплазма) - это жидкая часть ядра, которая заполняет пространство между хроматином и ядрышками.

Кариоплазма состоит главным образом из белков, метаболитов, ионов. Частью ядерного матрикса является фиброзная пластинка ядерной оболочки. Ядерный скелет, вероятно, способствует образованию белковой основы, к которой прикрепляются петли ДНК.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СТАРЕНИЕ КЛЕТОК - это состояние необратимого прекращения роста. В основе старения организма лежит клеточное старение. Которое, в свою очередь, вызвано реорганизацией генома, происходящей в результате укорочения теломер, дефектов систем репарации ДНК.

Доказано, что в стареющих клетках происходит активация специфических генов, повреждаются регуляторы и стимулируются ингибиторы роста, а также включаются и другие генетические механизмы. Ученые предполагают, что генные дефекты могут быть обусловлены теломерическим укорочением хромосом.

Теломеры играют важную роль в стабилизации терминальных порций хромосом и прикреплении их к ядерному матриксу. Длина теломеров уменьшается у клеток людей старческого возраста. Обнаружена связь между длиной теломера и активостью теломеразы, в результате деятельности которой длина теломерных участков хромосом клетки увеличивается или сохраняется на постоянном уровне.

Клетки в возрасте не похожи на молодые, и проявляется это в накоплении лишних фрагментов ДНК и неправильных клеточных белков, а также в появлении аномальных структур в ядрышке (кластере белков и нуклеиновых кислот, расположенном в ядре клетки). Также эти клетки подвержены репликативному старению, то есть они способны делиться определенное число раз (около 50).

Ученые также установили, что в некоторых случаях возможен сброс счетчика . При этом удалось узнать, как активируется специальный ген NDT80. Чтобы убедиться в предполагаемой роли данного гена, исследователи активировали его в старой и уже не размножающейся клетке. Включение NDT80 принесло двойной эффект - клетка прожила вдвое дольше обычной, и у нее оказались исправлены возрастные дефекты в ядрышке. Это указывает на то, что в аномалиях ядрышка кроется один из ключей к клеточному старению (второй ключ, теломерный, изучен намного лучше). К сожалению, пока непонятно, как работает механизм обнуления клеточных часов. Известно только, что белок, кодируемый геном NDT80, является фактором транскрипции, то есть служит спусковым крючком - активирует другие гены в клетке.

Последователи свободно-радикальной теории старения считают, что приобретенные повреждения клеток при старении возникают под действием свободных радикалов. Причинами этих повреждений может быть воздействие ионизирующей радиации или прогрессирующее снижение активности антиоксидантных механизмов защиты, например, витамина Е. Кроме того, свободные радикалы вызывают повреждение нуклеиновых кислот как в ядре, так и митохондриях. Мутации и уничтожение митохондриальной ДНК с возрастом становятся просто «драматическими». Свободные радикалы кислорода катализируют также образование модификаций белков, включая ферменты, делая их чувствительными к повреждающему действию нейтральных и щелочных протеаз, содержащихся в цитозоле, что ведет к дальнейшему нарушению функций клетки.

Посттрансляционные изменения внутриклеточных и внеклеточных белков также возникают с возрастом. Одна из разновидностей таких изменений - неферментное гликозилирование белков. Например, связанное с возрастом гликозилирование белков хрусталика лежит в основе старческой катаракты.

Таким образом, процесс клеточного старения многообразен. Он запускается различными факторами, идет через разные сигнальные пути. В разных клетках процесс старения различен, наступает в разные моменты времени, но в любом случае приводит к дисфункции и смерти клетки. Точка в обсуждении причин клеточного старения и его влияния на общее старение организма еще не поставлена, и ученым только предстоит найти ответы на многочисленные вопросы, важные для разработки средств борьбы со старением.

• КЛЕТОЧНАЯ КОСМЕТИКА CELLCOSMET & CELLMEN (ШВЕЙЦАРИЯ)
• КОСМЕТИКА «ДОКТОР ШПИЛЛЕР БИОКОСМЕТИК» (DR.SPILLER )
• ИНЪЕКЦИИ КРАСОТЫ

Клеточное старение - явление, которое обычно связывают с потерей способности клетки к делению (предел Хейфлика). Этот процесс также называется репликативным старением. В русскоязычной литературе под термином клеточное старение ещё понимают снижение функциональной активности клеток по мере увеличения их возраста.

Стареющие клетки могут долгое время оставаться жизнеспособными. Нередко после остановки деления и торможения клеточного цикла у них не наступает программируемой клеточной гибели . Обычно они уничтожаются клетками иммунной системы . С возрастом в организме происходит накопление старых клеток, вероятно, вследствие ухудшения выполнения иммунной системой своих функций.

Стареющие клетки могут оказывать влияние как на соседние клетки, так и на весь организм, выделяя определённые сигнальные молекулы. Влияние это разнообразно, изучено недостаточно и, в общем, скорее отрицательно . Похоже, что клеточное старение является одним из механизмов старения организма.

Механизм клеточного старения

Укорочение теломер

Следует отметить, что у клеток больных синдромом Хатчинсона - Гилфорда (детская прогерия) предел Хейфлика значительно снижен. Схожая картина наблюдается у больных синдромом Вернера (прогерия взрослых). В этом случае больные нормально доживают до 17-18 лет, но начинают стремительно стареть, перейдя этот рубеж. Теломеры у таких больных нормальной длины, но из-за мутаций их ДНК более чувствительна к разрушению, чем ДНК здорового человека.

Согласно ещё одной модели, у молодых клеток пока ещё длинные теломеры находятся в области гетерохроматина . По мере укорочения теломер область гетерохроматина включает в себя всё больше субтеломерной ДНК, где, возможно, находится некий ген-супрессор, подавляющий программу клеточного старения. Инактивация этого гена путём включения его в область гетерохроматина и приводит к запуску процесса старения .

Роль фосфоинозитид-3-киназы

Ингибирование PI3K в культуре человеческих фибробластов приводит к торможению их пролиферации. Клетки демонстрируют признаки, характерные для стареющих клеток: активацию бета-галактозидазы , повышение экспрессии гена коллагеназы и подавление экспрессии специфического маркера пролиферирующих фибробластов, гена EPC-1 (англ. early population doubling level cDNA 1 ) .

Признаки клеточного старения

Изменение ответа на факторы роста

По мере старения клеток уменьшается их способность реагировать на определённые внешние стимулы. Эффект действия факторов роста , гормонов и других стимулирующих агентов на старые клетки гораздо ниже, чем на молодые, способные к активному делению. Токсины , антибиотики , радиация и тепловой шок, напротив, оказывают на них более сильное воздействие.

Известно, что культура клеток пациентов, страдающих синдромом преждевременного старения, таким как прогерия и синдром Вернера, дает значительно более низкий ответ на стимуляцию инсулином , сывороткой и другими факторами, чем клетки здоровых людей .

Рецепторная система клеток существенно не меняются при старении. Таким образом, снижение клеточного ответа на фактор роста не связано с уменьшением количества их рецепторов.

Остановка клеточного цикла

При старении клеток наблюдается необратимая блокировка клеточного цикла. Точный механизм, мешающий клетке перейти в S-фазу, пока неизвестен. Однако отмечается, что при пролиферативном старении клеток отсутствует экспрессия некоторых генов, обеспечивающих протекание клеточного цикла. В стареющих клетках подавлена экспрессия циклинов , Cdk2 , инсулиноподобного фактора роста 1 (IGF-1) , а также некоторых других факторов. При этом никакие экзогенные факторы, в том числе IGF-1, не могут вывести «старую» клетку из состояния неспособности к делению.

Существует мнение, что апоптоз и переход клеток в стадию покоя являются альтернативной защитной реакцией на действие повреждающих агентов и необходимы для профилактики онкогенной трансформации клеток . Если повреждённая клетка по той или иной причине не переходит к апоптозу или клеточному старению, она может стать злокачественной .

Клеточное старение и рак

Болезни, связанные со старостью разделяются на две большие категории. Первую группу составляют болезни, связанные с утратой функции, в основном, это дегенеративные заболевания (например, болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона , саркопения , макулодистрофия и т. д.). Вторая группа состоит из болезней, связанных с усилением функции (аденома простаты ,атеросклероз и другие). Наиболее известной и смертоносной из них является рак . Фактором риска для образования злокачественной опухоли являются влияние генетических факторов и окружающей среды, но наиболее значимый из них это фактор зрелого возраста . Вероятность опухолеобразования после 50 лет возрастает почти экспоненциально . Во-первых, это вызвано тем, что с возрастом накапливаются мутации , способствующие онкогенезу. Доказательством этого служит, например, что у людей с мутациями в генах, вызывающими рак , образование опухоли происходит в раннем возрасте. Также генетическая нестабильность (дестабилизация хромосом, обмен сестринских хроматид, анеуплоидия , мутации и амплификации генов , клональная гетерогенность, неопластическая трансформация) может влиять на онкогенез . Во-вторых, накопление стареющих клеток образует среду благоприятную для опухолеобразования. Нормальное тканевое микроокружение может подавить способность мутировавших раковых клеток к размножению и выживанию, поэтому опухолевые клетки часто должны уметь модифицировать окружающую тканевую среду. Однако тканевое микроокружение само может обладать проканцерогенным состоянием независимо от присутствия раковых клеток. Возникновению такого состояния может способствовать возраст . Механизм с помощью которого возраст вызывает состояние, благоприятствующее онкогенезу, является мультифакторным и, до конца, неизученным. Одним из таких факторов является клеточное старение. Например, повреждение или стресс, подвергающий пролиферирующую клетку риску злокачественной трансформации, вызывает клеточное старение, защищая клетки от рака . Это связано с работой p53 и p16INK4a/pRB, являющегося наиболее значимым противоопухолевым механизмом. Следовательно, для онкогенеза необходима генетическая (мутагенная) или эпигенетическая инактивация этого эффективного механизма .

Опухоль может образоваться как из клеток, которые экспрессируют теломеразы (например, стволовые клетки), так и из клеток, которые этого не делают. В клетках, в которых теломеразы отсутствуют, укорочение теломер может вызвать репликативное старение, которое предназначено предотвращать развитие рака . И, наоборот, короткие теломеры могут привести к увеличению генетической нестабильности и, соответственно, к образованию опухоли. А в клетках экспрессирующих теломеразы , её выключение может вызвать генетическую нестабильность .

Однако клеточное старение может вызвать и развитие рака . Сначала эта идея кажется парадоксальной, но эволюционная теория антагонистической плейотропии предусматривает, что биологический процесс может быть как полезным, так и вредным, в зависимости от возраста . Большинство животных развивается в условиях, изобилующих смертельной внешней опасностью (хищники , инфекции , голод и т. д.). В этих условиях пожилая особь представляет собой редкость и поэтому отбор против процессов, которые на поздних этапах жизни способствуют возникновению болезни, является слабым. То есть, они избегают влияния процесса естественного отбора . Таким образом, биологический процесс, который был нужен для развития выносливости у молодого организма (например, подавление опухолеообразования) может нести вред для зрелого организма, (вызывая болезни позднего возраста, включая рак) .

См. также

Литература

Примечания

1. Fernandes P. B. , Panos C. Wall-less microbial isolate from a human renal biopsy. (англ.) // Journal of clinical microbiology. - 1977. - Vol. 5, no. 1 . - P. 106-107. - PMID 833264 . [исправить]
2. Campisi J. , d"Adda di Fagagna F. Cellular senescence: when bad things happen to good cells. (англ.) // Nature reviews. Molecular cell biology. - 2007. - Vol. 8, no. 9 . - P. 729-740. - DOI :10.1038/nrm2233 . - PMID 17667954 . [исправить]
3. Harley C. B. , Futcher A. B. , Greider C. W. Telomeres shorten during ageing of human fibroblasts. (англ.) // Nature. - 1990. - Vol. 345, no. 6274 . - P. 458-460. - DOI :10.1038/345458a0 . - PMID 2342578 . [исправить]
4. Harley C. B. , Vaziri H. , Counter C. M. , Allsopp R. C. The telomere hypothesis of cellular aging. (англ.) // Experimental gerontology. - 1992. - Vol. 27, no. 4 . - P. 375-382. - PMID 1459213 . [исправить]
5. Kim N. W. , Piatyszek M. A. , Prowse K. R. , Harley C. B. , West M. D. , Ho P. L. , Coviello G. M. , Wright W. E. , Weinrich S. L. , Shay J. W. Specific association of human telomerase activity with immortal cells and cancer. (англ.) // Science (New York, N.Y.). - 1994. - Vol. 266, no. 5193 . - P. 2011-2015. - PMID 7605428 . [исправить]
6. Morris J. Z. , Tissenbaum H. A. , Ruvkun G.

Амитоз иногда ещё называют простым делением.

Определение 1

Амитоз – прямое деление клетки путём перетяжки или инвагинации. При амитозе не происходит конденсация хромосом и не образуется аппарат деления.

Амитоз не обеспечивает равномерного распределения хромосом между дочерними клетками.

Обычно амитоз свойствен стареющим клеткам.

Во время амитоза ядро клетки сохраняет строение интерфазного ядра, а сложной перестройки всей клетки, спирализации хромосом, как во время митоза, не происходит.

Нет никаких доказательств равномерного распределения ДНК между двумя клетками при амитотическом делении, потому считают, что ДНК при таком делении может распределятся между двумя клетками неравномерно.

Амитоз встречается в природе достаточно редко, в основном у одноклеточных организмов и у некоторых клеток многоклеточных животных и растений.

Типы амитоза

Различают несколько форм амитоза:

• равномерный , когда образуются два равных ядра;
• неравномерный – образуются неодинаковые ядра;
• фрагментация - ядро распадается на множество мелких ядер, одинаковой или нет величины.

Первые два типа деления вызывают образование двух клеток из одной.

В клетках хряща, рыхлой соединительной и некоторых других тканях происходит деление ядрышек с последующим делением ядра путём перетяжки. У двухъядерной клетки появляется кольцевая перетяжка цитоплазмы, которая при углублении вызывает полное деление клетки на две.

В процессе амитоза в ядре происходит деление ядрышек с последующим делением ядра перетяжкой, цитоплазма так же делится перетяжкой.

Амитоз-фрагментация вызывает образование многоядерных клеток.

В некоторых клетках эпителия, печени наблюдается процесс деления ядрышек в ядре, после чего всё ядро перешнуровывается кольцевой перетяжкой. Процесс этот заканчивается образованием двух ядер. Такая двухъядерная или многоядерная клетка уже не делится митотически, через некоторое время она стареет или гибнет.

Замечание 1

Таким образом, амитоз – это деление, которое происходит без спирализации хромосом и без образования веретена деления. Так же неизвестно синтезируется ли перед началом амитоза синтез ДНК и как происходит распределение ДНК между дочерними ядрами. Происходит ли предыдущий синтез ДНК перед началом амитоза и как она распределяется между дочерними ядрами – неизвестно. При делении определённых клеток иногда митоз чередуется с амитозом.

Биологическое значение амитоза

Некоторые учёные считают этот способ деления клеток примитивным, другие относят его к вторичным явлениям.

Амитоз по сравнению с митозом встречается значительно реже у многоклеточных организмов и может быть отнесён к неполноценному способу деления клеток, утративших способность к делению.

Биологическое значение процессов амитотического деления:

• процессы, обеспечивающие равномерное распределение материала каждой хромосомы между двумя клетками, отсутствуют;
• образование многоядерных клеток или увеличение количества клеток.

Определение 2

Амитоз – это своеобразный тип деления, который иногда можно наблюдать при нормальной жизнедеятельности клетки, а в большинстве случаев, когда функции нарушаются: влияние излучения или действие других вредных факторов.

Амитоз свойствен высокодифференцированным клеткам. В сравнении с митозом он встречается реже и играет второстепенную роль в клеточном делении большинства живых организмов.