Öregedés (biológia)
Az öregedés a természetes okok miatti halálozás kockázatának idővel megnövekedett [1] biológiai folyamata , amely a test vagy részei fontos funkcióinak fokozatos romlásának és elvesztésének, különösen a szaporodási és regenerációs képességnek . Az öregedés következtében a szervezet kevésbé alkalmazkodik a környezeti feltételekhez, csökken és elveszíti képességét a ragadozók elleni küzdelemre, valamint a betegségekkel és sérülésekkel szembeni ellenállásra . Az emberi öregedést vizsgáló tudományt gerontológiának , az öregedés biológiai oldalát közvetlenül vizsgáló szakaszát pedig az ún .biogerontológia .
Az öregedés evolúciója a biológia egyik megfejtetlen titka. Számos elmélet létezik , amely az öregedést az evolúcióval magyarázza. Általánosságban úgy vélik, hogy az öregedés ütemének fő mozgatórugója az exogén mortalitás zord környezetben, ami miatt az evolúciós nyomás csekély hatással van az öregedést lassító változások kiválasztására. A mutáció-akkumulációs elmélet szerint a későbbi életkorban (a szaporodási periódus után) negatív hatású káros mutációk passzívan halmozódhatnak fel, a természetes szelekció bármilyen ellenállása nélkül. Az antagonista pleiotrópia elmélet más oldalról közelíti meg a kérdést, és azt sugallja, hogy ha az öregedés ritka lesz, akkor a természetes szelekció olyan géneket fog előnyben részesíteni, amelyek az élet korai szakaszában több haszonnal járnak, de az élet későbbi szakaszában negatív hatással lehetnek. Ezeket az elméleteket egyesíti az a tény, hogy az exogén mortalitás növekedése a várható élettartam evolúciós csökkenéséhez vezet, és fordítva. Ezek az elméletek azonban nem univerzálisak, és vannak kivételek, és az exogén halandóság jelenléte egyes elméletileg halhatatlan lények között ellentmond a klasszikus elméleteknek [2] .
Az " öregedés " kifejezés az emberi öregedés társadalmi hatásaira, valamint az élettelen rendszerek pusztulására, például a fémek öregedésére használható .
Különböző élőlények öregedése
Az öregedés jelensége bizonyos mértékig szinte minden élő szervezetben megfigyelhető, néhány elhanyagolható mértékben öregedő szervezet kivételével . A 100 év körüli embereknél is megfigyelhető az elhanyagolható öregedés jelensége [3] .
Öregedés és szaporodás
A szaporodás az élőlények életének fontos funkciója: minden más életfolyamat, különösen az öregedés és a halál , alkalmazkodik az élőlények szükségleteihez. Az öregedési folyamat megértéséhez fontos kiemelni az egyszeres és többszörös szaporodási stratégiák közötti különbségeket. Az egymagzatú szervezetek egyetlen szaporodási aktussal szaporodnak a szervezet egész élete során. A legtöbb monocita organizmus egynyári és kétéves , de sok rovar és néhány gerinces is létezik , mint például a rózsaszín lazac és az angolna . A többszörösen szaporodó organizmusok viszont szakaszosan szaporodnak a szexuális érettség tartományában , ami általában az élet nagy részét teszi ki.
SingletonsA monocita szaporodási formákban az öregedés az életciklus végén következik be, ezt követően a szervezet nagyon gyors öregedési szakaszon megy keresztül, ami a szervezet halálához vezet. A növényekben az öregedési fázis általában szerves része a megújuló folyamatnak, elengedhetetlen annak befejezéséhez. A magvak szétszóródását például az érés, a terméshullás és a magszáradás folyamatai kísérik , amelyek elválaszthatatlanok a növény öregedési folyamatától. Ezt a gyors öregedést bizonyos hormonok okozzák , amelyek szintje a növény fejlettségi állapotától és a környezeti feltételektől függően változik. Ha például kísérleti módszerekkel megakadályozzák a növényi növekedési hormon, az auxin felszabadulását, a növény tovább él, és szokatlanul hosszú öregedésen megy keresztül.
Hasonló öregedési mintázat figyelhető meg egyes rovaroknál, amelyeket két eltérő adaptív színstratégia különböztet meg : a védő színezés , amely álcázza a rovart a potenciális ragadozók elől, és az elrettentő színezés , amely általában a rovar toxicitását jelzi. Az alkalmazkodás ezen két példája eltérő optimális fajtúlélési stratégiával rendelkezik: A védekező rovarok gyorsabban pusztulnak el a szaporodás befejezése után, ezáltal csökkentve a ragadozók lehetőségét, hogy megtanulják felismerni őket – míg a félelmetes rovarok nagyon sokáig élnek a szaporodás után, növelve a ragadozók azon képességét, hogy emlékezzenek rájuk. . Mindkét adaptációs stratégiát a szaturnuszi lepkék családjának képviselőinél találták meg , amelyek kimutatták, hogy szaporodásuk utáni élettartamukat egy hormonrendszer szabályozza, amely a rovarok repüléssel töltött idejét is szabályozza: a védőszínnel rendelkező lepkék több időt töltenek repülnek, kimerülnek és gyorsan elpusztulnak, miközben az ijesztő színű molyok kevesebbet repülnek, energiát takarítanak meg, és ennek következtében tovább élnek [4] .
Több organizmusA változatos formák közé tartozik a legtöbb gerinces , a legtöbb hosszú életű rovar , rákfélék és pókok , lábasfejűek és haslábúak , valamint évelő növények. A monocita formákkal ellentétben a többszörösen szaporodó szervezeteknek nem kell minden létfontosságú erejüket felhasználniuk a szaporodási szakasz (szaporodási szakasz) végéig a sikeres szaporodáshoz, és a szaporodási periódushoz viszonyított átlagos élettartamuk egyedenként, ill. fajtól függően: a kis rágcsálók és a vadon élő madarak átlagosan a potenciális költési időszakuk 10-20 százalékát használják ki, míg a bálnák , elefántok , majmok és más nagy emlősök természetesen költési időszakuk több mint 50 százalékát használják ki, és gyakran még túlélni is.
Többszülő szervezetekben az öregedés fokozatos, és nincsenek nyilvánvaló specifikus szisztémás vagy környezeti mechanizmusok, amelyek elindítanák ezt a folyamatot. Az öregedés elsősorban a szervezet szaporodási képességének csökkenésében nyilvánul meg. A rögzített testméretet elérő fajoknál a szaporodási képesség csökkenése korán megindul, és az életkorral felgyorsul. A nagy hüllőkben , amelyek még kicsikben érik el az ivarérettséget, és hosszú szaporodási perióduson keresztül tovább növekszenek, a lerakott peték száma az életkorral meglehetősen hosszú időn keresztül növekszik, de végül megáll és fokozatosan csökken. A szaporodási időszak ilyen esetekben rövidebb, mint a várható élettartam.
A többszülő szervezetek másik jellemzője, hogy az öregedési folyamat sebessége függ a szaporodási képességtől és az utódok túlélésétől - a legtermékenyebb szervezetek sokkal gyorsabban öregszenek, mint a kevésbé termékenyek. Ez a függőség lehetővé teszi a rövid élettartamú állatok túlélését a nagy utódok miatt, és a terméketlen állatokat a sok szaporodási lehetőség miatt.
A többszülő élőlények öregedésének matematikai leírására néha az úgynevezett Gompertz-Maikham [4] (vagy egyszerűen csak Gompertz) mortalitási törvényt alkalmazzák, amely szerint a halálozás valószínűsége az életkorral exponenciálisan növekszik: , ahol x az életkor, és p a halálozás relatív valószínűsége egy bizonyos idő alatt, a és b együtthatók. Így konstans a tag hiányában a populáció mérete az életkorral dupla kitevővel csökken [5] . Ez a törvény empirikus, és nem érvényes minden állatra és nem minden időszakra, de ez a legegyszerűbb a különböző organizmusok öregedésének összehasonlítására, ezért a b együtthatót gyakran használják az öregedés sebességének mutatójaként.
![s(x)=exp[-m(b^{x}-1)]](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/c26ed314af895c5a482ff82d45685acbacc6a108)
A Gompertz-Makham törvény csak közelítés, az átlagos életkorban érvényes. A fiatal kor területén a jelen törvényben előírtnál lényegesen magasabb a halálozási arány. Például az északi tőkehal ívás közben akár 6 millió tojást is lerakhat , de csak kis részük éli túl az ivarérettségig [6] . Az ilyen mortalitás túlnyomórészt annak az eredménye, hogy a fiatal egyedek nem képesek elkerülni a ragadozókat, harcolni a betegségekkel, és lehet születési rendellenességek eredménye is, nem pedig az öregedés. A késői életkor területén éppen ellenkezőleg, a mortalitás csökkenése a Gompertz-törvényhez képest, pontosabban az időegységre eső halálozás valószínűségének kilépése egy fennsíkra [7] . Akárcsak a csecsemőhalandóság esetében, ez is egy általános törvény, amelyet még az élettelen természetben is betartanak [8] . És bár a jelenség egyik lehetséges magyarázata a népesség heterogenitása lehet, a jelenlegi adatok egyértelműen jelzik a halandóság platósodásának összefüggését az öregedési folyamat lassulásával [9] .
A többszülő szervezetek esetében nyilvánvaló a populációdinamikai tényezők hatása a replikatív (a generatív vonal sejtjei) és a szomatikus (testi) öregedés alakulására . Az egyed arányos hozzájárulása a szaporodó populáció méretének növekedéséhez az életkor előrehaladtával csökken, ahogy a szaporodási képesség csökken. Ezek a tények arra utalnak, hogy egyetlen egyedből van optimális utódaméret. Az, hogy ez mennyiben irányíthatja a specifikus öregedés alakulását vagy az egyéb okok okozta öregedés elleni védekezési módszereket, még nyitott kérdés, amelyben nincs egyetértés a kutatók között [4] .
Öregedés különböző rendszertani csoportokban
Többsejtű állatokAz állatok öregedési hatásai általában csak védett környezetben (például laboratóriumokban és állatkertekben ) észlelhetők. Természetes körülmények között a ragadozás , a betegségek vagy a táplálékhiány a domináns halálok, így az öregedés nagyon ritka. Általános szabály, hogy egy állat természetes élettartama alig haladja meg a pubertás eléréséhez szükséges időt, és az időskori elpusztulás előtti maximális élettartam többszöröse (a szabály alól azonban van néhány kivétel). Az alábbi táblázat egyes élőlények időskori halála előtti maximális regisztrált élettartamának értékeit mutatja be, a táblázatot elsősorban védett körülmények között nyert adatok alapján állítottuk össze.
|
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
.
b Egy személy igénybe tudja venni az orvosi szolgáltatásokat , ráadásul sokkal jobban dokumentálják az egyén hosszú életének eseteit. Ennek eredményeként az emberi élettartam hosszabbnak tűnik, mint a hasonló állatoké.a majális lárvájából akár 2-3 évig is él.
- A várható élettartamot befolyásoló tényezők.
A várható élettartam állatfajonként nagyon eltérő . Számos tényező befolyásolja. A legtöbb esetben a várható élettartam az állat termékenységétől függ: minél több utódot ad, annál kevesebbet él. Ezenkívül az élettartam függ az állat méretétől, agyának méretétől és anyagcsere-aktivitásától . Például általában a kisebb állatok élettartama rövidebb, a nagyobbaké pedig hosszabb.
A legegyszerűbb állatokEgyes alacsonyabb rendű állatok gyakorlatilag elkerülik az öregedést azáltal, hogy testük minden szövetében gyorsan megújítják a sejteket, ami az egyszerű és decentralizált testszerkezetnek köszönhetően lehetséges. Ilyen szervezetek például a tengeri kökörcsin és az édesvízi hidra . Egy 1998-ban publikált tanulmányban [11] kimutatták, hogy a külső, citológiai jelek és a szaporodási képesség szerint a hidra a vizsgálat során 4 évig nem mutatta az öregedés jeleit. Még ha elvileg életkora is van, a várható élettartam és a pubertás eléréséhez szükséges idő között, ami csak körülbelül egy hét, igen jelentős a különbség.
Lassan öregedő gerincesekBár az öregedés a legtöbb állatnál nyilvánvaló, egyes állatoknál nem jelentős. Néhány nagy hüllő, különösen a teknősbékák , példák az ilyen állatokra . Például a galápagosi teknős ( Geochelone nigra ) akár 177 évig is élhet [12] , egyes halak, például a tokfélék pedig 150 évnél tovább élnek [13] . Ezeknek az állatoknak az élettartama és öregedése azonban nagyon kevéssé ismert. Ezen túlmenően ezeknek a szervezeteknek az energiafelhasználása még hosszú élettartam alatt is elhanyagolható, sokkal kisebb, mint az emlősöké. Ráadásul ezeknek az állatoknak a mérete még a pubertás elérése után is fokozatosan nő, ami lehetővé teszi számukra, hogy az öregedő testsejteket újakkal hígítsák.
EmlősökAz élettartam és a taxonómiai csoport kapcsolatát az emlősöknél tanulmányozták a legjobban . A főemlősök általában a leghosszabb életű csoportot alkotják, bár egyes kisméretű újvilági majmok élettartama rövid. Az egeres rágcsálók rövid életűek, míg a mókus rágcsálók elérik a háromszoros életkort az egereknél. Az élettartam három különböző tényezőtől függ: az agy súlyától, a testtömegtől és az anyagcsere sebességétől [4] [14] . A várható élettartam e tényezőktől való függése empirikus egyenlet formájában fejezhető ki: L = 5,5 E 0,54 S −0,34 M −0,42 . Az emlősök élettartama (L) években függ az agy tömegétől (E) és testtömegétől (S) grammban , valamint az anyagcsere sebességétől ( M ) kalóriánként grammonként óránként . Az E pozitív kitevője (0,54) azt jelzi, hogy az emlősök élettartama erősen és pozitívan korrelál az agy méretével, függetlenül a test méretétől vagy az anyagcsere sebességétől. Az anyagcsere sebességével való negatív korrelációs együttható azt mutatja, hogy a várható élettartam csökken a szervezet aktivitásának növekedésével. A testsúllyal való negatív korreláció azt jelzi, hogy a nagyobb állatok hosszabb élettartamának tendenciája nem a nagyobb testméret, hanem a nagyobb agytömeg eredménye.
A tipikus kapcsolat a kutyafajták esetében némileg sérül . A nagyobb fajtájú kutyák, bár lassabban érik el a pubertást, sokkal rövidebb életet élnek, körülbelül 2-szeres különbség a legnagyobb és legkisebb fajták között. Ez a példa volt az első megfigyelés, amely kimutatta, hogy a szelekció elvileg megváltoztathatja az élettartamot.
MadarakUgyanez a fajta L függése az E-től, S-től és M-től a madarakra is igaz , de a madarak általában hosszabb ideig élnek, mint az emlősök, annak ellenére, hogy magasabb a testhőmérséklet és az anyagcsere.
HüllőkA nagy hüllők várható élettartama meghaladja a megfelelő méretű emlősök várható élettartamát, de természetes anyagcseréjük sebessége tízszer kisebb. Így a teljes energiaveszteség az élet során a hüllőknél kisebb, mint az emlősöknél.
ÍzeltlábúakA különböző ízeltlábúfajok élettartama több naptól több évtizedig terjedhet. A legtöbb rövid életű rovarnak egy rövid szaporodási fázisa van; a hosszú életű pókok és rákfélék szaporodnak, éves szaporodási ciklusokkal.
EnergiaköltségekA fejlett agyú nagytestű állatok, különösen a főemlősök termelik a legtöbb energiát életük során. Például az emberi élet teljes energiatermelése grammonként 1,2 millió kalóriát tesz ki, míg a háziállatok, például a macskák és a kutyák életében mindössze 0,4 millió kalória.
A fenti összefüggés melegvérű állatokra vonatkozik . A hidegvérű állatok , amelyek napi inaktivitási vagy hibernálási időszakba mennek, jelentősen csökkenthetik anyagcsere-aktivitásukat, gyakran több mint tízszeresére. A mérsékelt szélességi körök rovarevő denevérei a leghíresebb példa – bár több mint 20 évig élnek, ennek az időnek közel 80 százalékát mély hibernációban töltik. Ennek eredményeként az egész életen át tartó energiaveszteségük nem haladja meg a többi kisemlős energiafelhasználását.
SingletonsAmint arra már rámutattunk, az egyedülálló állatok öregedésének mintázata nagyon különbözik az emlősökétől. Ennek az öregedésnek az egyik legérdekesebb példája a rózsaszín lazac életciklusa . A hal normál élettartama körülbelül két év. A lazacivadékok édesvízi testekben kelnek ki , lefelé vándorolnak a tengerbe, ahol életük nagy részét töltik. A pubertás elérése után a lazacok nagy csapatokban felfelé költöznek az ívóhelyekre , ezen út során a halak öregsége még nem észrevehető, és a halnak kiváló fizikai állapotban kell lennie ahhoz, hogy átmásszon a zuhatagon. Azonban már egy héttel az ívás után a lazac elpusztul az idős korban, ami jól látható a szinte minden testszövet degradációjából. Bár az élettartam jelentősen eltér a rokon fajok között, mindegyiknek csak egy ívási lehetősége van, amely után minden hal elpusztul [15] .
Az időszakos kabóca ( Magicicada spp.), más néven "17 éves sáska" hasonló öregedési mintázatot mutat . Lárvái 17 évig élnek a talajban, majd felnőtt szárnyas rovarokká válnak , párosodnak, tojásokat raknak és elpusztulnak. Normális esetben a több százezer km²-es területen lévő "fiasításban" lévő összes rovar 24 órán belül eléri a felnőttkort, ami nyilvánvalóan egy túlélési stratégia, amelynek célja, hogy megakadályozza , hogy a madarak és más ragadozók képesek legyenek megbirkózni a hatalmas számmal. kabócák esetében ezen kívül a keresést is megkönnyítik.párzópartner. A kifejlett rovarok élettartama mindössze néhány hét [15] .
Ezek a példák azt az esetet illusztrálják, amikor a szingli alakokban, amelyek gyakorlatilag életük hátralévő részében teljes erőt és funkcionalitást igényelnek, az öregedés nagyon gyors, és a szaporodási folyamat befejezéséhez kapcsolódik, és gyakran viszonylag egyszerű hormonális mechanizmusok aktívan szabályozzák. a természetes szelekció hatására alakulhat ki . Ezek a specifikus, genetikailag ellenőrzött öregedési folyamatok a programozott életvégi minták, amelyek akkor következnek be, amikor az öregedés túlélési előnyt biztosít a fiatalok számára. Más esetekben azonban az egyedülálló élőlények gyors öregedése a szaporodás után már nem szükséges élőlények kimerülésének eredménye.
A pótolhatatlan szervek kopása. Egyes állatok esetében a halál oka fontos pótolhatatlan szervek kopása lehet, még a test többi részének enyhe elöregedése esetén is. Például egyes növényevők élettartamát korlátozza, ha kemény fű rágása közben csikorgatják a fogukat . Ugyanakkor egy ember csak két fogat növeszthet, míg a leghosszabb életű növényevő, az elefánt hat fogat növeszthet, ami lehetővé teszi a kopott fogak újakra cserélését. A viszonylag lassú öregedés és a kevés természetes ragadozó miatt azonban az elefántok gyakran megélnek olyan kort, amikor az utolsó fogsor is lekopott, és az állat éhen hal [15] .
Növények| szervezet | Élettartam (becslés) |
|---|---|
| Larrea tridentata ( Larrea tridentata ) | 11 000* [16] |
| Óriás Sequoiadendron ( Sequoiadendron giganteum ) | 4000 [16] [17] |
| Kocsányos tölgy ( Quercus robur ) | 2000 [17] |
| európai vörösfenyő ( Larix decidua ) | 700 [17] |
| Ramson ( Allium ursinum ) | 8-10 [18] |
| Tejbükköny ( Astragalus utahensis ) | 3 [18] |
A növények esetében a szervezet öregedése nem olyan kifejezett, mint az állatoknál. Az olyan fogalmak, mint az öregedés, az érés , a halál , a fejlődés , a klorózis , a nekrózis , a kiszáradás, rosszul körülhatároltak, és gyakran átfedik egymást [19] . Ezenkívül nem világos, hogy mit kezdjünk a magvakkal , amelyek elég hosszú ideig fennmaradhatnak anélkül, hogy bármilyen élettani aktivitást mutatnának, vagy azokkal a növényi részekkel, amelyek vegetatív szaporítással új növényeket hoznak létre . Az élettartam nagymértékben változik a növényvilág tagjai között . Egyes fafajok akár több száz évig is élhetnek, míg egyes lágyszárú növények néhány hét alatt élnek át életciklust [20] .
A növények élettartamának mérlegelésekor fontos figyelembe venni, hogy a sejtpusztulás nagyon magas a növény élete során, és szabályozott a szövetek, vagy egygyümölcsűek esetében az egész növények pusztulása. egy hormonrendszer által . Az edényes növények növekedése a merisztémák aktivitásától függ , amelyek az állati őssejtekhez hasonló sejtekből állnak, és alapvetően embrionális szövetek. Sok sokgyümölcsű ( évelő ) növény esetében ez a növekedés szinte korlátlanul folytatódhat. A növényi szövet többi része azonban folyamatosan elhal. Például egy fa tömegének nagy részét elhalt fasejtek alkotják. Az egyes növényi szervek, például a levelek élettartama lényegesen rövidebb, mint az egész szervezeté. A lombozat fenntartása csak akkor előnyös, ha hozzájárul az egész növény túléléséhez. Ez megfigyelhető a mérsékelt övi lombhullató növényeknél : amikor a nappali órák csökkennek vagy a hőmérséklet csökken, a növényekben programozott sejthalál indul el, ami általában a levelek színének megváltozásához és lehullásához vezet.
A levelek „sárgulását” a szakirodalom gyakran levél öregedésnek vagy öregedési szindrómának nevezi [21] . Az öregedési folyamat során a haldokló levél tápanyagai mobilizálódnak, hogy a növény más részei felhasználhassák, lehetővé téve számukra a növekedést. A tápanyagok, elsősorban a nitrogén elérhetősége a növekedés fő korlátozó tényezője. Ráadásul a növények nem tudják megváltoztatni a talajban elfoglalt helyüket , így felhasználhatják a rendelkezésre álló ásványi anyagokat. Ennek eredményeként erős evolúciós nyomás nehezedik az élethez szükséges alkatrészek újrahasznosítására szolgáló rendszerek fejlesztésére.
Számos tényező indíthatja el az öregedési és tápanyag-újrahasznosítási programot. Egyes fajoknál máshol is tápanyagigényt okozhat, például a magok fejlődéséhez [22] . A lombozat vagy a növény más részeinek elpusztulási programját okozhatja továbbá a termőképességük fokozatos csökkenése az idő múlásával a fotoszintetikus apparátus vagy ezen testrészek érrendszerének öregedése következtében, hasonlóan az öregedési folyamathoz. állatok [20] [21] .
A többszülő állatokhoz hasonló öregedési folyamat a növényekben is fellép programozott öregedés hiányában. Ezt a folyamatot a sejtszerkezet változásai jellemzik, hasonlóan az állati sejtek szerkezetének változásaihoz. Csökken a szaga a szagképző növényeknél.
Egysejtű szervezetekAz egysejtű élőlények, akárcsak a többsejtűek, öregszenek. Intenzíven tanulmányozzák őket, mivel öregedésük hasonló a többsejtű szervezetek sejtes öregedéséhez. A sejtöregedés vizsgálatának modellszervezete a bimbózó élesztőgomba ( Saccharomyces cerevisiae ), amely az eukariótákhoz hasonlóan a magasabb rendű állatok és növények öregedő sejtjeinek biokémiai folyamataihoz hasonló. Kutatásokat végeztek egyes baktériumok , különösen az E. coli és a Caulobacter crescentus körében is .
Az öregedési folyamatok két különböző formáját tanulmányozták egysejtű élőlényekben [23] . Az első az anyasejt-specifikus öregedés a sejtosztódás során , amelyben az anyasejt öregszik, míg a leánysejt minden osztódáskor visszaállítja a sejtórát (megfiatalodik). Az anyasejt öregedése a sejtciklus fokozatos lelassulásában nyilvánul meg , ami után a sejt elveszíti új osztódási képességét, az úgynevezett replikatív öregedést . Ezt a folyamatot először aszimmetrikus osztódású sejtekben, azaz bimbózó élesztőben, majd az aszimmetrikus Caulobacter crescentus baktériumban találták meg , ahol az anyasejt meghatározása nyilvánvaló [24] . Később a sejtosztódás megfigyelései lehetővé tették a szimmetrikus osztódású szervezetben az anyasejt meghatározását - E. coli baktériumokat , ahol az anyasejt a "régi végű" sejt, bár később kisebb morfológiai különbségek mutatkoztak az anya- és leánysejtek között. is találtak [25] .
Az életkort ebben az esetben az osztódások száma határozza meg, amelyeken a sejt áthaladt, és nem a naptári idő. A vad típusú laboratóriumi élesztő ( Saccharomyces cerevisiae ) tipikus átlagos élettartama körülbelül 25 generáció. Az egyes sejtek élettartamának eloszlási függvénye a Gompertz-törvényt követi, valamint a magasabb rendű állatok élettartamát [23] . A Caulobacter crescentus baktérium átlagos élettartama 100-130 osztódás [24] .
A második öregedési folyamat, amely ebben a három modellszervezetben is megtalálható, a kronológiai sejtöregedés, ismertebb nevén feltételes öregedés (annak köszönhetően, hogy ez a folyamat csak bizonyos környezeti feltételek mellett megy végbe). Ez a folyamat a sejtek életképességének fokozatos leépülésében és elvesztésében nyilvánul meg az állófázis során [23] [26] [27] .
Az élesztőt példaként használva megállapították, hogy az anyasejtekre jellemző replikatív öregedési folyamathoz hasonlóan a feltételes öregedés is az intracelluláris struktúrák elhasználódásának folyamata és egy genetikai program. Például a sejtfal az állófázisban egy sor genetikailag programozott szerkezeti változáson megy keresztül, hogy növelje a szervezet életképességét és élettartamát. De végül a sejt elöregszik és elhal [23] .
A hosszú élettartam öröklődése
Az állatok, például a gyümölcslegyek és az egerek populációiban a hosszú élettartam öröklődése meghatározható a természetes populációk és egyes mutánsok és hibridek élettartamtáblázatainak összehasonlításával . Kísérleti adatok szerint a nőstények élettartamának változásának körülbelül 30 százaléka, a hímek élettartamának 20 százaléka genetikailag meghatározott. Ezek az értékek hasonlóak az olyan élettani tulajdonságok öröklődéséhez, mint a lerakott tojások száma és a háziállatok tejtermelése [4] .
A Gompertz-függvény exponenciális együtthatója az öregedés ütemét jelzi. A fajok élettartamának különbségei elsősorban az öregedés ütemének különbségeiből fakadnak, ezért ennek az együtthatónak a különbségeiben fejeződnek ki.
Az azonos fajhoz tartozó különböző egértörzsek mortalitási táblázatainak összehasonlítása azt mutatja, hogy a törzsek közötti különbségeket elsősorban a Gompertz-függvény korfüggetlen tagjának különbségei határozzák meg. Ha a vonalak csak korfüggetlen távon térnek el egymástól, akkor a rövidebb élettartamú vonalaknak magasabb a mortalitása, amely az élet során állandó mértékben magasabb, ami a Gompertz-függvény függőleges eltolódásában nyilvánul meg. Gyakran előfordul, hogy két természetes vonal első generációs hibridjei (F1) hosszabb ideig élnek, mint bármelyik szülő. Bár az ilyen hibridek biokémiai folyamatait nem vizsgálták, az élettartam táblázatok azt mutatják, hogy a hibridek csak életkortól független tagban különböznek a szülői vonalaktól, az öregedési sebesség változásában azonban nem. Más tanulmányok azt is kimutatták, hogy az egértörzsek élettartamában tapasztalható eltérések nagy része bizonyos betegségekre való örökletes fogékonyság különbségeinek köszönhető.
A hosszú élettartam emberben való öröklődését nehezebb tanulmányozni, mivel az élettartamot társadalmi-gazdasági és egyéb külső tényezők befolyásolják, amelyek megnehezítik a közeli hozzátartozók közötti összefüggéseket . A tanulmányok azonban azt mutatják, hogy a várható élettartam bizonyos, bár csekély mértékben öröklődik, és hajlamosak olyan betegségekre, mint a rák és a szívbetegség, elsősorban annak a ténynek köszönhető, hogy az egypetéjű (genetikailag azonos) ikreknél nagyobb valószínűséggel fordul elő e betegségek aránya, mint a testvérekben (genetikailag). különböző) ikrek, ill.
Testváltozások az öregedés során
Az öregedés élettana
Az emlősökben fellépő változások a legjobban tanulmányozhatók, elsősorban ezen organizmusok emberhez való viszonya miatt, de azért is, mert az öregedés tünetei ezeknél a fajoknál a legkifejezettebbek.
Minden emlős többszülő szervezet, amelyben az öregedés lassan megy végbe, és szinte minden testrendszerre kiterjed. Az általános változások közé tartozik a fő testtömeg (élő sejtek és csontok ) csökkenése, valamint a teljes tömeg növekedése a testzsír- és víztartalom növekedése miatt. A bazális anyagcsere , vagyis az anyagcsere-aktivitás minimális szintje minden szövetben csökken, csakúgy, mint az akaratlagos aktivitás mértéke, de ez utóbbi nagymértékben függ az állat típusától és az előző időszak edzésétől.
Sejt öregedésSejtszinten az öregedés a sejtosztódás lelassulásában nyilvánul meg . Ennek a hatásnak egy része a szomatikus sejtosztódás úgynevezett Hayflick-határának eredménye. Ez a határ az aktív telomeráz hiányának köszönhető , aminek következtében a kromoszómák végrészei , a telomerek , minden osztódáskor lerövidülnek. Emberben egy szomatikus sejt körülbelül 52-szer osztódhat, majd a telomerek eltűnnek, és a sejtek apoptózis -programot indítanak el , a sejtek "altruista öngyilkosságát". Bár a Hayflick-határt tartják a sejtosztódási sebesség csökkenésének fő okának, még az ezt a határt nem tartalmazó őssejtek is kevésbé aktívak, lelassítják osztódásukat, ritkábban differenciálódnak szomatikus sejtekké. A sejtöregedés terén az előrehaladást súlyosan hátráltató ok, hogy ezen a területen a kutatások főként nagy sejtpopuláción zajlanak a sejtpopuláció növekedésének egyik pillanatában. Ez a megközelítés azonban nem teszi lehetővé, hogy nyomon kövessük a változások teljes sorozatát, kezdve az egyes sejtekben történő előfordulásukkal és a sejtpopulációban bekövetkezett változásokkal. [28] Lásd még: [29]
Sejt genealógiaAz emberek és az egerek olyan emlősfajok, amelyek éles ellentétben állnak a várható élettartam és a rákos megbetegedések előfordulási gyakorisága tekintetében, amely rágcsálóknál több nagyságrenddel magasabb, mint az embernél. Az emberek és egerek sejtfenotípus-változásainak összehasonlítása új adatokkal szolgál az öregedéshez és átalakuláshoz vezető genetikai folyamatokról [28] . Az egyes sejtek és utódaik fenotípusában bekövetkezett változások tanulmányozása céljából készített élő sejtkultúrák számítógépes videofelvételeinek elemzése [30] lehetővé tette az emberi genetika genealógiáira emlékeztető sejtes genealógiák [31] összeállítását. Az őssejteket és leszármazottjaikat generációk óta sokféleképpen tanulmányozták. Legfeljebb 20 paramétert vettek figyelembe, mint például a sejt területe és alakja, mitózisok és sejthalál, kóros mitózisok, sejtmagok mérete és száma, clasmatosis, a sejtmozgások sebessége és jellege stb. [28]
Bőr és kötőszövetA kollagénmolekulák , az emlősök szervezetének fő szerkezeti intercelluláris fehérje közötti keresztkötések , valamint a simaizmok és az érfalak meszesedése növeli a kötőszövet merevségét . Ezzel párhuzamosan a csontváz csontjainak dekalcifikációja is megtörténik , aminek következtében a csontok elvékonyodnak, kevésbé megbízhatóak és kevésbé erősek. A gerinc porcának elvékonyodása miatt a test hossza csökken.
IdegrendszerA legtöbb szövetben sejtek, sőt egész struktúrák sorvadása lép fel, ez különösen észrevehető néhány lassan helyreálló szövetben, elsősorban a központi idegrendszerben . Bár 90 éves korig még a perifériás idegrostok száma is 20 százalékkal csökken az emberben, az agykéreg sejtjei a leginkább érintettek . Ez az idegsejtek elvesztése a fő oka az idősek mentális hanyatlásának, bár van némi hatása a csökkent oxigénellátásnak is . A prionszerű fehérjék felhalmozódása is növekszik, ami emberekben demenciához , valamint Alzheimer- és Parkinson-kórhoz vezet .
Olyan anyagok felhalmozódása, amelyek nem játszanak pozitív szerepetEzenkívül sok szövetet inert és potenciálisan veszélyes anyagok lerakódása jellemez. Például a lipofuscin pigment, amely fiatalkorban hiányzik, idős korban a szívizom tömegének legfeljebb 3% -a . A lerakódások az erekben is ismertek – érelmeszesedés .
Az endokrin rendszerben is észrevehetőek a változások, amelyek lelassítják a külső környezet változásaira adott választ, ennek következtében a szervezet érzékenyebbé válik az esetleges káros tényezőkre ( stressz ).
Az immunrendszerAz immunrendszer öregedése miatt az autoimmun reakciók valószínűsége nő a csecsemőmirigy - függő alrendszer aktivitásának általános csökkenésével . Ennek eredményeként, ahogy a rákos sejtekből származó daganatok kialakulásának valószínűsége nő, az autoimmun betegségek kockázata is nő .
Az öregedés genetikája
Az eukarióta öregedés genetikájaAz öregedés során a sejtek egy sor genetikai változáson mennek keresztül, amelyek így vagy úgy befolyásolják az öregedési folyamat lefolyását. Eukarióta öregedési vizsgálatokat végeztek számos modellszervezettel, mint például a háziegérrel ( Mus musculus ), a gyümölccsel ( Drosophila melanogaster ), a Caenorhabditis elegans fonálféreggel , a Podospora anserina gombával és a Saccharomyces cerevisiae élesztőgombával . Ezeknek a szervezeteknek a tanulmányozása legalább két olyan útvonal jelenlétét tárta fel, amelyek az öregedés során aktiválódnak.
| Podospora | Saccharomyces | Caenorhabditis | Drosophila | Egér |
|---|---|---|---|---|
| grisea | LAG1 | daf-2 | sod1 | Prop-1 |
| LAC1 | életkor-1 / daf-23 | cat1 | p66shc | |
| RAS1 | daf-18 | mth | mclk1 | |
| RAS2 | felvonás-1 / felvonás-2 | |||
| PHB1 | daf-16 | |||
| PHB2 | daf-12 | |||
| CDC7 | ctl-1 | |||
| BUD1 | régi-1 | |||
| RTG2 | spe-26 | |||
| RPD3 | clk-1 | |||
| HDA1 | mev-1 | |||
| SIR2 | ||||
| SIR4-42 | ||||
| UTH4 | ||||
| YGL023 | ||||
| SGS1 | ||||
| RAD52 | ||||
| FOB1 |
Ezen útvonalak egyike a SIR2 géntermék , a NAD ±-függő hiszton -dezacetiláz . Élesztőben a Sir2 fehérjére három lókuszban (helyen) van szükség a génrepresszióhoz: az élesztőpárosodási lókuszban, a telomer génekben és a riboszomális rDNS-ben. Egyes élesztőfajokban az rDNS ismétlődései közötti homológ rekombináció az rDNS ismétlődések kizárásához és extrakromoszómális cirkuláris rRNS (ECR vagy ERC, az angol nyelvből Exctachtomosomal rRNS circles ) létrejöttéhez vezet. Ezek az ECR-ek replikálódnak, és előnyösen felhalmozódnak az anyasejtben az osztódás során, és a fontos tényezőkhöz való kompetitív kötődés révén sejtöregedést okoznak. Az ECR-t nem figyelték meg más élesztőfajokban (amelyek szintén replikatív öregedést mutatnak) és magasabb rendű organizmusokban, például emberben. Extrakromoszómális cirkuláris DNS-t (ecDNS, eccDNS) találtak férgekben, legyekben és emberekben. Az eDNS szerepe az öregedésben, ha van ilyen, nem ismert.
Annak ellenére, hogy nincs kapcsolat a cDNS és a magasabb rendű szervezetek öregedése között, a Sir2 génhomológok további másolatai képesek meghosszabbítani a férgek és a legyek élettartamát. Azok a mechanizmusok, amelyekkel a Sir2 homológok magasabb rendű szervezetekben szabályozzák az élettartamot, továbbra is tisztázatlanok, de kimutatták, hogy a humán SIRT1 fehérje dezacetilezi a p53 -at , a Ku70-et és a transzkripciós faktorok forkhead családját. A SIRT1 más acetilált fehérjéket is szabályozhat, mint például a CBP/p300, és dezacetilezhet néhány hiszton aminosavat .
A RAS1 és a RAS2 szintén befolyásolja az élesztő öregedését, és emberi homológjaik vannak. Kimutatták, hogy a RAS2 fokozott expressziója növeli az élesztő élettartamát.
Számos más gén szabályozza az élesztő öregedését az oxidatív stresszel szembeni ellenállás növelésével . A szuperoxid-diszmutáz, egy fehérje, amely megvédi a sejtet a mitokondriális reaktív oxigénfajták (ROS) hatásaitól , lelassíthatja az élesztő öregedését, ha az állófázisban erősen expresszálódik.
Az IGF-1 inzulinszerű növekedési faktor fontos szerepet játszik a magasabb rendű szervezetek öregedésének szabályozásában . A férgek, legyek és egerek inzulinszerű jelátviteli útvonalát befolyásoló mutációk gyakran megnövekedett élettartammal járnak. Ezt az utat a kalóriakorlátozás gátolja, és a p53 / p21 / Akt fehérjéktől függő mechanizmuson keresztül befolyásolja az élettartamot [32] .
Élesztőben a Sir2 aktivitását a nikotinamidáz PNC1 szabályozza. A PNC1 termelése transzkripciós szinten megnövekszik stressz körülmények között , például alacsony kalóriatartalmú étrend, hősokk vagy ozmotikus sokk során . A nikotinamidot niacinná alakítva a nikotinamidáz nikotinamidot használ, amely gátolja a Sir2 aktivitását. A nikotinamidázt emberekben is találták, ahol PBEF néven ismert, és hasonló funkciója lehet, és a PBEF szekretált formája, az úgynevezett viszfatin , segíthet a szérum inzulinszint szabályozásában . Nem ismert azonban, hogy ezek a mechanizmusok emberekben is léteznek-e, az egér és az emberi fiziológia jelentős különbségei miatt.
Kimutatták, hogy az egerek étrendjében a kalóriakorlátozás körülményei között a Sir2 aktivitás nő. A sejtekben a rendelkezésre álló glükóz hiánya miatt több szabad NAD+ keletkezik, ami a Sir2 aktiválásához vezet. A resveratrol , amely bizonyos gyümölcsökben található polifenol , megnöveli az élesztőgombák, férgek és legyek élettartamát azáltal, hogy aktiválja a Sir2-t, és utánozza az alacsony kalóriatartalmú étrend hatását.
Egyes adatok szerint számos gén expressziójának ingadozása is kedvezhet az öregedési folyamatnak [33] . Az egyes, genetikailag azonos sejtek jelentősen eltérően reagálhatnak a külső ingerekre, és jelentősen eltérő élettartammal rendelkeznek, ami azt jelzi, hogy az epigenetikai tényezők fontos szerepet játszanak a génexpresszióban és az öregedésben.
A bakteriális öregedés genetikájaSokkal kevesebbet tudunk a baktériumok öregedéséről, egyszerűbb szerkezetük és könnyebb megfigyelésük ellenére. A baktériumok közül jobban ismertek az E. coli baktériumok kondicionált öregedése (kronológiai öregedés az állófázisban) során fellépő változások [34] .
A feltételes öregedés során az E. coliban a genetikailag szabályozott változások többsége a σ s szigma faktor expressziós szintjének változásából adódik , amely a C -hez hasonlóan a sérült fehérjék helyreállításával kapcsolatos gének expressziójáért felelős . elegans daf-16 gén és az élesztő RAS genom. /P.K.A . _ A σ s versenyez egy másik szigma faktorral, a σ 70 -nel , amely a baktériumok növekedéséért felelős, és soha nem fejeződik ki "teljes erejében". Így a baktérium még állófázis körülményei között is korlátozottan szaporodik, ami lehetővé teszi számára, hogy gyorsan újraindítsa a növekedést, ha a körülmények megváltoznak, de a hátránya, hogy a σ s nem képes megbirkózni jelentős oxidatív stresszel . Így a σ 70 reziduális aktivitása az állófázisban az úgynevezett antagonista pleiotrópia példája (lásd alább ), egy olyan típusú genetikai rendszerre, amely bizonyos életszakaszokban pozitív hatás miatt alakul ki, annak ellenére, hogy az életszakaszban negatív hatást fejt ki. egyéb, ritkább szakaszok.
Az öregedés okai
Kutatástörténet
Az öregedés tudományos magyarázatára a 19. század végén kezdődtek az első kísérletek . Az egyik első munkában Weisman [35] az öregedés eredetének elméletét javasolta, mint az evolúció eredményeként létrejött tulajdonságát . Weisman szerint "a nem öregedő organizmusok nemcsak hogy nem hasznosak, hanem károsak is, mert átveszik a fiatalok helyét", aminek Weisman szerint az evolúciónak az öregedéshez kellett volna vezetnie.
Az öregedés tanulmányozásának fontos lépése volt Peter Medawar professzornak a Londoni Királyi Társaságnak 1951 - ben készített jelentése "An Unsolved Problem in Biology" [36] címmel . Ebben az előadásban hangsúlyozta, hogy a természetben az állatok ritkán élnek meg olyan kort, amikor az öregedés észrevehetővé válik, így az evolúció nem tudja befolyásolni az öregedés kialakulását. Ez a munka egy új tanulmánysorozat kezdetét jelentette.
A következő 25 évben a kutatások túlnyomórészt leíró jellegűek voltak. Az 1970-es évek vége óta azonban számos elmélet született, amelyek megpróbálták megmagyarázni az öregedést [37] . Például egy híres szakirodalmi áttekintésben, amelyet Caleb Finch adott ki 1990-ben, körülbelül 4 ezer hivatkozás szerepelt [38] . Csak az 1990-es évek végén kezdett tisztulni a helyzet, és a legtöbb szerző kezdett általános következtetésekre jutni.
Valamennyi öregedéselmélet feltételesen két nagy csoportra osztható: az evolúciós elméletekre és a véletlen sejtkárosodáson alapuló elméletekre. Előbbiek úgy vélik, hogy az öregedés nem az élő szervezetek szükséges tulajdonsága, hanem programozott folyamat. Szerintük az öregedés az evolúció eredményeként alakult ki , bizonyos előnyök miatt, amelyeket az egész lakosság számára jelent . Ezzel szemben a kárelméletek azt sugallják, hogy az öregedés egy természetes folyamat eredménye, amely az idő múlásával felhalmozódó károsodások ellen igyekszik felvenni a harcot, és a különböző organizmusok öregedési különbségei ennek a küzdelemnek az eltérő hatékonyságának az eredménye. Ez utóbbi megközelítést ma már megalapozottnak tekintik az öregedés biológiájában [39] [40] [41] . Egyes kutatók azonban továbbra is védik az evolúciós megközelítést [15] , mások pedig teljesen figyelmen kívül hagyják az evolúciós és károsodási elméletekre való felosztást. Ez utóbbi kijelentés részben a terminológia változásának az eredménye: néhány újabb írásban az "evolúciós elméletek" kifejezés nem a "programozott öregedés" elméletekre utal, amelyek az öregedés evolúciós előfordulását jótékony jelenségként sugallják, hanem egy olyan megközelítést, amely szerint az evolúciós elméletek nem a "programozott öregedés" elméletei. leírja, miért kell az élőlényeknek öregedniük, szemben az öregedés biokémiai és fiziológiai alapjainak kérdésével.
Miért történik az öregedés
Evolúciós-genetikai megközelítésA genetikai megközelítés alapját képező hipotézist Peter Medawar vetette fel 1952-ben [36] , és ma „ mutáció - felhalmozási elméletként ” ismerték . Medawar észrevette, hogy a természetben az állatok nagyon ritkán élnek olyan korig, amikor az öregedés észrevehetővé válik. Elképzelése szerint a későbbi életszakaszokban megjelenő, csírasejt-mutációk következtében létrejövő allélok meglehetősen gyenge evolúciós nyomásnak vannak kitéve, még akkor is, ha hatásuk következtében olyan tulajdonságok szenvednek, mint a túlélés és a szaporodás. Így ezek a mutációk sok generáción keresztül felhalmozódhatnak a genomban . Azonban minden egyén, akinek sikerült hosszú ideig elkerülnie a halált, megtapasztalja hatásukat, ami öregedésben nyilvánul meg. Ugyanez vonatkozik a védett körülmények között élő állatokra is.
Később, 1957-ben D. Williams [42] felvetette olyan pleiotróp gének létezését, amelyek eltérő hatást gyakorolnak az élőlények túlélésére az élet különböző időszakaiban, azaz hasznosak fiatal korban, amikor a természetes szelekció hatása erős. erős, de később káros, amikor a természetes szelekció hatása gyenge. Ezt az elképzelést ma „ antagonisztikus pleiotrópiának ” ( angolul: Antagonistic pleiotropy ) nevezik.
Ez a két elmélet együtt alkotja az öregedés genetikájával kapcsolatos modern elképzelések alapját [41] . A felelős gének azonosítása azonban csak korlátozott sikerrel járt. A mutációk felhalmozódására vonatkozó bizonyítékok továbbra is ellentmondásosak [43] , míg a pleiotróp génekre vonatkozó bizonyítékok erősebbek, de nem kellően alátámasztottak. A pleiotróp gének példái közé tartozik a telomeráz gén eukariótákban és a szigma faktor σ 70 baktériumokban. Bár ismert, hogy számos gén befolyásolja a különböző organizmusok élettartamát, a pleiotróp génekre még nem találtak egyértelmű példát [44] .
Evolúciós-fiziológiai megközelítésAz antagonista pleiotrópia elmélete előrevetíti, hogy létezniük kell pleiotróp hatású géneknek, amelyek természetes szelekciója az öregedés megindulásához vezet. Valóban több, különböző életszakaszokban pleiotróp hatású gént találtak - E. coliban a sigma-70 , eukariótákban a telomerázt, de az öregedéssel való közvetlen összefüggést nem mutatták ki, sőt, azt sem, hogy ez egy tipikus jelenség minden szervezet számára, mindenért felelős.öregedési hatások. Vagyis ezek a gének csak jelöltekként tekinthetők az elmélet által megjósolt gének szerepére. Másrészt számos élettani hatást mutatnak ki anélkül, hogy meghatároznák az ezekért felelős géneket. Gyakran beszélhetünk az antagonista pleiotrópia elmélete által megjósoltokhoz hasonló kompromisszumokról, anélkül, hogy egyértelműen meghatároznánk azokat a géneket, amelyektől függenek. Az ilyen kompromisszumok fiziológiai alapja az úgynevezett Disposable soma theory [ 45 ] . Ez az elmélet azt kérdezi, hogyan kell a szervezetnek gazdálkodnia erőforrásaival (az elmélet első változatában csak az energiáról volt szó) a szóma karbantartása, javítása és a túléléshez szükséges egyéb funkciók között. A kompromisszum igénye az erőforrások szűkösségéből, illetve a felhasználásuk legjobb módjának megválasztásának igényéből fakad.
A test karbantartását csak annyit szabad elvégezni, amennyi a természetben való normál túlélési idő alatt szükséges. Például, mivel a vadon élő egerek 90%-a az első életévben elpusztul (leginkább hideg miatt), az erőforrások túlélésébe való idővel történő befektetése csak a populáció 10%-át érinti. Az egerek három éves élettartama a természet minden szükségletére teljesen elegendő, de az evolúció szempontjából az időskor elleni küzdelem helyett érdemes például a hőmegőrzés vagy a szaporodás javítására fordítani az erőforrásokat. Így az egér élettartama a legjobban megfelel életének ökológiai körülményeinek.
Az eldobható test elmélete számos feltételezést fogalmaz meg az öregedési folyamat fiziológiájával kapcsolatban. Ezen elmélet szerint az öregedés a szomatikus sejtek tökéletlen javítási és karbantartási funkcióinak eredménye, amelyek alkalmazkodnak a környezeti igényekhez. A károsodás pedig a sejtek létfontosságú tevékenységével kapcsolatos sztochasztikus folyamatok eredménye. A hosszú élettartamot az ezekért a funkciókért felelős gének szabályozása szabályozza, és a generatív sejtek halhatatlansága – a szomatikus sejtekkel ellentétben – a nagy erőforrás-ráfordítás, és esetleg bizonyos károsodási források hiányának az eredménye.
Hogyan történik az öregedés
Molekuláris mechanizmusokBizonyíték van a makromolekulák károsodásának számos fő mechanizmusára, amelyek általában egymással párhuzamosan működnek, vagy egymástól függenek [41] . Valószínű, hogy ezen mechanizmusok bármelyike domináns szerepet játszhat bizonyos körülmények között.
Sok ilyen folyamatban a reaktív oxigénfajták (különösen a szabad gyökök ) fontos szerepet játszanak , hatásukra egy sor bizonyítékot szereztek már elég régen, és ma az „ öregedés szabad gyökök elméleteként ” ismerték . Ma azonban az öregedés mechanizmusai sokkal részletesebbek. Például azt találták, hogy a DNS-metiláció természete a genomban szorosan összefügg a kronológiai életkorral [46] [47] [48] [49]
A szomatikus mutációk elméleteSzámos tanulmány kimutatta a szomatikus mutációk és a DNS -károsodás egyéb formáinak számának növekedését az életkor előrehaladtával , ami arra utal, hogy a DNS - javítás fontos tényező a sejtek élettartamának fenntartásában. A DNS-károsodás jellemző a sejtekre, és olyan tényezők okozzák, mint a durva sugárzás és a reaktív oxigénfajták, ezért a DNS integritását csak javító mechanizmusokkal lehet fenntartani. Valójában kapcsolat van a hosszú élettartam és a DNS-javítás között, amint azt a poli - ADP - ribóz polimeráz - 1 (PARP-1) enzim is bizonyítja , amely fontos szerepet játszik a stressz által kiváltott DNS-károsodásra adott sejtválaszban [50] . A PARP-1 magasabb szintje hosszabb élettartammal jár.
Megváltozott fehérjék felhalmozódásaA fehérjeciklus a sejtek túléléséhez is fontos , amihez kritikus a sérült és felesleges fehérjék megjelenése . Az oxidált fehérjék a reaktív oxigénfajták befolyásának jellemző eredménye, amelyek a sejt számos anyagcsere-folyamatának eredményeként képződnek, és gyakran zavarják a fehérje megfelelő működését. A javító mechanizmusok azonban nem mindig ismerik fel a sérült fehérjéket [34] , és az életkor előrehaladtával kevésbé hatékonyak [41] a proteaszóma aktivitás csökkenése miatt [51] . Egyes esetekben a fehérjék olyan statikus struktúrák részét képezik, mint például a sejtfal , amelyeket nem lehet könnyen lebontani. A fehérjeforgalom a chaperon fehérjéktől is függ, amelyek segítik a fehérjéket a szükséges konformáció elérésében . Az életkor előrehaladtával a javítóaktivitás csökkenése figyelhető meg [52] , bár ez a csökkenés a chaperonok (és a protoaszómák) sérült fehérjékkel való túlterhelésének a következménye.
Bizonyítékok vannak arra, hogy a sérült fehérjék felhalmozódása az életkorral megtörténik, és felelős lehet az életkorral összefüggő betegségekért, például az Alzheimer-kórért , a Parkinson-kórért és a szürkehályogért .
Mitokondriális elméletAz öregedés mitokondriális elméletét először 1978-ban javasolták (a fejlődés, az öregedés és a rosszindulatú növekedés mitokondriális elmélete) [53] [54] . Lényege abban rejlik, hogy a sejtmagban kódolt mitokondriális fehérjék hiánya miatt a magasan differenciált sejtekben a mitokondriumok szaporodásának lelassulása megteremti a feltételeket a hibás deléciós mtDNS megjelenéséhez és szelektív szelekciójához, melynek aránya fokozatosan növekszik. csökkenti a sejtek energiaellátását. 1980- ban az öregedés radikális mitokondriális elméletét javasolták [55] . Mára rengeteg adat van[ hol? ] jelezve, hogy a szabad gyökök nem okozzák a természetes öregedést . Ezek az adatok nem cáfolják az öregedés mitokondriális elméletét ( 1978 ), amely nem támaszkodik a szabad gyökökre, hanem az öregedés mitokondriális elméletének (1980) radikális változatának hamisságát bizonyítja. .
A molekuláris stressz és az öregedés közötti kapcsolat fontosságát a mitokondriális DNS-ben ( mtDNS ) felhalmozódó mutációk hatásának megfigyelései alapján feltételezték [56] . Ezeket az adatokat alátámasztotta az a megfigyelés, hogy az életkor előrehaladtával növekszik azon sejtek száma, amelyekből hiányzik a citokróm c oxidáz ( COX), ami az mtDNS mutációkkal jár. Az ilyen sejtek gyakran zavart okoznak az ATP- termelésben és a sejtek energiaegyensúlyában.
Telomerek elvesztéseSok emberi sejtben a sejtek osztódási képességének elvesztése a kromoszómák végein lévő telomerek elvesztésével jár, amelyek bizonyos számú osztódás után elvesznek. Ennek oka a telomeráz enzim hiánya , amely általában csak csíra- és őssejtekben expresszálódik. A telomeráz lehetővé teszi számukra, hogy folyamatosan osztódjanak, szöveteket és szerveket képezve. Felnőtteknél a telomeráz olyan sejtekben expresszálódik, amelyeknek gyakran kell osztódniuk, de a legtöbb szomatikus sejt nem termeli. A telomerázt a sejthalhatatlanság kulcsának, a „fiatalság forrásának” tartják. Ez az enzim lehetővé teszi a sejtek gyors szaporodását öregedés nélkül.
Mivel jelenleg nem ismert, hogy a telomerek pusztulása milyen mértékben befolyásolja az öregedési folyamatot [57] , a fő kutatások a DNS és különösen a telomer régiói integritásának megőrzésének folyamataira irányulnak. Michael Fossel egy interjúban azt javasolta, hogy a telomeráz-kezelés nem csak a rák elleni küzdelemben használható , hanem még az emberi öregedés elleni küzdelemben is, és ezáltal növelheti a várható élettartamot. Úgy véli, hogy a következő évtizedben elvégzik a telomeráz módszerek első tesztjeit a várható élettartam növelésére.
Nemrég kiderült, hogy az oxidatív stressz (reaktív oxigénfajták túlzott felszabadulása) is hatással lehet a telomervesztésre, ami bizonyos szövetekben nagymértékben felgyorsítja ezt a folyamatot [58] .
Az öregedés epigenetikai elméleteA sejtek idővel lassan elveszítik az elnyomott kromatin markereket, ami összefüggésbe hozható a szervezet sejtdifferenciálódásával. A repressziós markerek elvesztése előbb-utóbb a szunnyadó transzpozonok derepressziójához, illetve az általuk okozott DNS-károsodás mértékének növekedéséhez, majd a sejtes DNS-javító rendszerek aktiválásához vezet. Ez utóbbiak amellett, hogy részt vesznek a DNS-javításban, jogosulatlan rekombinációkat is okoznak a telomerekben. Az is lehetséges, hogy a transzpozon rekombinázok közvetlenül indíthatnak ilyen rekombinációkat. Ennek eredményeként a telomer DNS kiterjesztett szakaszai gyűrűkké alakulnak és elvesznek, a telomerek pedig lerövidülnek az elveszett cirkuláris DNS hosszával. Ez a folyamat tízszeresére gyorsítja a telomer DNS elvesztését, és a legtöbb sejt ezt követő apoptózisa előre meghatározza az öregedést, mint biológiai jelenséget. A javasolt elmélet alternatívája a genetikailag programozott öregedés hipotézisének, valamint a hibák és károsodások felhalmozódása következtében fellépő öregedés hipotézisének, magyarázza a telomerek felgyorsult elvesztésének mechanizmusát oxidatív stressz és DNS-károsodás esetén, valamint az öregedés és a daganatok előfordulása közötti kapcsolat [59] .
Rendszer és hálózati mechanizmusokAz öregedéskutatás korai szakaszában számos elmélet versengett az öregedés hatásainak magyarázatában. Ma azonban úgy gondolják, hogy a sejtkárosodás számos mechanizmusa párhuzamosan működik, és a sejteknek erőforrásokat is kell fordítaniuk számos mechanizmus leküzdésére. A kárelhárítás valamennyi mechanizmusa közötti kölcsönhatás feltárása érdekében az öregedés rendszerszemléletű megközelítését javasolták, amely megkísérli egyidejűleg számos ilyen mechanizmust figyelembe venni. Ezen túlmenően ez a megközelítés egyértelműen el tudja különíteni azokat a mechanizmusokat, amelyek egy szervezet életének különböző szakaszaiban működnek. Például a mutációk fokozatos felhalmozódása a mitokondriális DNS-ben gyakran a reaktív oxigénfajták felhalmozódásához és az energiatermelés csökkenéséhez vezet, ami viszont a DNS és a sejtfehérjék károsodásának mértékének növekedéséhez vezet.
Egy másik szempont, amely vonzóvá teszi a rendszerszemléletet, a különböző típusú sejtek és szövetek közötti különbség megértése a testben. Például az aktívan osztódó sejtek nagyobb valószínűséggel szenvednek a mutációk felhalmozódásától és a telomerek elvesztésétől, mint a differenciált sejtek. Ugyanakkor tisztázni kell, hogy ez a tézis nem vonatkozik a gyorsan és ismétlődően osztódó transzformált és tumorsejtekre, amelyek nem veszítenek telomereket és nem halmoznak fel mutációkat. A differenciálódott sejtek nagyobb valószínűséggel szenvednek fehérjekárosodástól, mint azok a sejtek, amelyek gyorsan osztódnak, és "hígítják" a sérült fehérjéket újonnan szintetizáltakkal. Ha egy sejt az öregedési folyamatok miatt elveszíti is szaporodási képességét, a károsodási mechanizmusok egyensúlya megmozdul benne.
Populációs megközelítésAz öregedés vizsgálatának másik megközelítése az öregedés népességdinamikájának vizsgálata . Az öregedés összes matematikai modellje nagyjából két fő típusra osztható: adatmodellekre és rendszermodellekre [60] . Az adatmodellek olyan modellek, amelyek nem használnak vagy próbálnak megmagyarázni semmilyen hipotézist azokban a rendszerekben zajló fizikai folyamatokról, amelyekhez ezeket az adatokat megszerezték. Az adatmodellek közé tartozik különösen a matematikai statisztika összes modellje. Ezekkel ellentétben a rendszermodellek főként fizikai törvények és a rendszer felépítésére vonatkozó hipotézisek alapján épülnek fel, a fő bennük a javasolt mechanizmus ellenőrzése.
Az öregedés első törvénye a Gompertz-törvény, amely az öregedés egyszerű kvantitatív modelljét kínálja. Ez a törvény lehetővé teszi az öregedési folyamat kétféle paraméterének elkülönítését. Az öregedés törvényének a Gompertz-görbétől való eltérésének tanulmányozása további információkkal szolgálhat az adott szervezetben az öregedés specifikus mechanizmusairól. Ennek az eltérésnek a legismertebb hatása a sok szervezetnél megfigyelt exponenciális növekedés helyett a későbbi életkorban bekövetkező mortalitás platósodása [9] . Ennek a hatásnak a magyarázatára számos modellt javasoltak, köztük a Strehler-Mildwan modell [61] és a megbízhatósági elmélet [62] [63] változatait .
A rendszermodellek számos egyedi tényezőt, eseményt és jelenséget vesznek figyelembe, amelyek közvetlenül befolyásolják az élőlények túlélését és az utódok születését. Ezek a modellek az öregedést az erőforrások egyensúlyának és újraelosztásának tekintik mind fiziológiai (egy szervezet élete során), mind evolúciós szempontból. Főszabály szerint, különösen az utóbbi esetben, az utódok születésének közvetlen költségei és a szülők túlélésének költségei közötti forrásmegosztásról beszélünk [60] .
Sejtválasz az öregedésreA sejtek és szövetek szintjén az öregedés egyik fontos kérdése a sejtkárosodásra adott válasz. A károsodás sztochasztikus természete miatt az egyes sejtek gyorsabban öregszenek, például a Hayflick-határ elérése miatt , gyorsabban, mint más sejtek. Az ilyen sejtek veszélyeztethetik az egész szövet egészségét. Ez a veszély a gyorsan osztódó őssejtek, például a csontvelő vagy a bélhámsejtek körében a legnagyobb , mivel az ilyen szövetekben nagy potenciál van mutáns, esetleg rákos sejtek létrehozására. Ismeretes, hogy ezeknek a szöveteknek a sejtjei gyorsan reagálnak a károsodásra az apoptózis program elindításával. Például még kis dózisú sugárzás (0,1 Gy ) is apoptózist indukál a bélhámsejtekben, és még az enyhe kémiai stressz is apoptózist indukál az őssejtekben idős egerekben.
Általában az ilyen szövetekben a masszív apoptózis a sejtkárosodás számának növekedésének jele. Másrészt más szövetekben a károsodás mértékének növekedésére adott válasz a sejtciklus egy bizonyos szakaszában a sejtek leállítása lehet az osztódás leállítása [41] . Az apoptózis és a sérült sejtek leállítása közötti egyensúly a legfontosabb az öregedés és a rák közötti kompromisszumként [64] . Vagyis a szervezetnek vagy el kell pusztítania a sérült sejteket, vagy hagynia kell létezni, növelve a rák kockázatát. Így a p53 és a telomerrövidülés, a sejtapoptózis indukálásában fontos tényezők, az antagonista pleiotrópia példájaként tekinthetők, amint azt fentebb tárgyaltuk.
Összefoglalva, a modern fogalmak szerint a sejt a károsodások felhalmozódása következtében öregszik. Ennek a felhalmozódásnak a sebességét mindenekelőtt a sejtszerkezetek javításának és karbantartásának genetikailag meghatározott költségei határozzák meg, amelyeket viszont a szervezet határoz meg környezeti szükségleteinek kielégítése érdekében. A hosszú életű szervezeteknek magasak a költségei (néha hosszabb az anyagcseréjük), ami lassabb kárfelhalmozódást eredményez. A sérült sejtek által jelentett kockázat leküzdésére a szervezet olyan mechanizmusokat hozott létre, amelyekkel megbirkózik velük, ami gyakran egy második kompromisszumot is magában foglal.
Politikai harc az öregedés ellen
2012 júliusában először Oroszországban , majd az USA-ban, Izraelben és Hollandiában bejelentették [65] az élethosszabbító politikai pártok létrehozásának kezdetét. E pártok célja, hogy politikai támogatást nyújtsanak a jelenleg zajló tudományos és technológiai forradalomhoz [66] az élethosszabbítás terén, és biztosítsák a társadalom leggyorsabb és egyben fájdalommentes átmenetét fejlődésének következő szakaszába - a várható élettartam radikális növekedése, a fiatalítás és az öregedés megáll annak érdekében, hogy a jelenkorban élők többségének legyen ideje kihasználni a tudomány vívmányait és növelni életét. A világ vezető tudósai az öregedés területén úgy vélik, hogy az öregedést hivatalosan is fel kell venni az Egészségügyi Világszervezet betegségek és betegségszindrómáinak listájára, amelyről a 3. Nemzetközi Genetics of Conference eredményeit követően kollektív levelet küldtek a WHO-nak. Öregedés és hosszú élet”, amelyet 2014 áprilisában Szocsiban rendeztek meg .
Lásd még
- Geroprotektorok
- halhatatlanság
- Clotho
- Maximális élettartam
- A DNS-metiláció változásai az öregedéssel
- Az öregedés népesedési dinamikája
- Hayflick limit
- Elhanyagolható öregedés
- Progeria
- Gompertz-Makham halandósági törvény
- Az öregedés evolúciójának elméletei
- Telomeráz (öregedés)
- Halál
- a baktériumok öregedése
- az emberi öregedés
- Phenoptosis
- Az emlősök öregedésének élettana
- Az öregedéskutatás idővonala
Jegyzetek
- ↑ Komarovsky, P. Polina Loseva - Hogyan győzzük le az öregedést : Az óramutató járásával ellentétes irányban: [ arch. 2021. szeptember 23. ] // Racionális válaszok. - 2021. - szeptember 22.
- ↑ Adiv A. Johnson, Maxim N. Shohirev, Boris Shoshitaishvili. Az öregedés evolúciós elméleteinek megújítása // Aging Research Reviews. – 2019-11. – november ( 55. köt. ). — P. 100947 . — ISSN 1872-9649 . - doi : 10.1016/j.arr.2019.100947 . Az eredetiből archiválva : 2021. december 21.
- ↑ Késői halálozás lassulása, halandóság kiegyenlítése, mortalitási fennsíkok . Letöltve: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2012. március 12..
- ↑ 1 2 3 4 5 Öregedés _ _ Encyclopedia Britannica . Letöltve: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2007. szeptember 29..
- ↑ Gompertz- görbe . wolfram mathworld . Letöltve: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2007. szeptember 13..
- ↑ Északi tőkehal – a túlélés kérdése . Letöltve: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2012. május 9..
- ↑ Késői halálozás lassulása, halandóság kiegyenlítése, mortalitási fennsíkok . Az emberi hosszú élet titkainak megfejtése . Letöltve: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2012. március 12..
- ↑ Angelos Economos. Nem Gompertzi paradigma a metazoa állatok mortalitási kinetikájához és a gyártott termékek meghibásodási kinetikájához // Életkor . - 1979. - 1. évf. 2 . - 74-76 . o . Az eredetiből archiválva : 2007. szeptember 30.
- ↑ 1 2 Rose MR, Rauser CL, Mueller LD, Benford G. A forradalom az öregedéskutatásért // Biogerontology. - 2006. - T. 7 , 4. sz . - S. 269-277 . — PMID 16612665 .
- ↑ 400 éves kagylót találtak. — Hírek és események a Bangori Egyetemen . Hozzáférés dátuma: 2008. január 30. Az eredetiből archiválva : 2007. december 13.
- ↑ A halandósági minták az öregedés szerencséjét sugallják a Hydra-ban // Kísérleti gerontológia. - 1998. - 1. évf. 33 . - P. 217-225 . Archiválva az eredetiből 2007. július 9-én.
- ↑ Egyes állatok öregszenek , mások nem . senescence.org . Hozzáférés dátuma: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2007. július 16.
- ↑ Finch, C.E. Longevity, Senescence, and the Genome / The University of Chicago Press, Chicago and London... - 1990.
- ↑ John R. Speakman. Testméret, energia-anyagcsere és élettartam (angol) // The Journal of Experimental Biology : folyóirat. — A biológusok társasága, 2005. - 20. évf. 208 . - P. 1717-1730 . Archiválva az eredetiből 2007. augusztus 7-én.
- ↑ 1 2 3 4 Az öregedés evolúciója . Letöltve: 2007. október 29. Az eredetiből archiválva : 2007. szeptember 27..
- ↑ 1 2 Egyes növények és állatok maximális élettartama . Microsoft encarta . Az eredetiből archiválva : 2007. október 9.
- ↑ 1 2 3 Egyes magnövények maximális életkora . Encyclopedia Britannica . Az eredetiből archiválva: 2008. február 15.
- ↑ 1 2 Egyes gyógynövények élettartama . Archiválva az eredetiből 2007. július 16-án.
- ↑ Thomas Howard et al. Defining senescense and death (angol) // Journal of experimental botany. - 2003. - 1. évf. 54 , sz. 385 . - P. 1127-1132 .
- ↑ 1 2 Leonard Guarente, Gary Ruvkun és Richard Amasino. Öregedés, élettartam és öregedés // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . - 1998. - 1. évf. 95 , sz. 19 . - P. 11034-11036 .
- ↑ 1 2 Bleecker, A. & Patterson, S. Senescence , Abscission and Meristem Arrest in Arabidopsis // Plant Cell . - 1997. - 1. évf. 9 . - P. 1169-1179 .
- ↑ Nood, E., LD és Guiamet, JJ {{{title}}} // Handbook of the Biology of Aging / Schneider, EL & Rowe, JW. - 1996. - S. 94-118 .
- ↑ 1 2 3 4 Peter Laun et al. Az élesztő mint a kronolohikus és reproduktív öregedés modellje – Összehasonlítás (angolul) // experimental gerontology : Journal. - 2006. - Vol. 41 . - P. 1208-1212 .
- ↑ 1 2 Martin Ackerman et al. Öregedés aszimmetrikus osztódású baktériumban (angol) // Tudomány. - 2003. - 1. évf. 300 .
- ↑ Eric J. Stewart et al. Öregedés és halál egy morfológiailag szimmetrikus felosztással szaporodó szervezetben (angol) // PLoS Biology : folyóirat. - 2005. - 20. évf. 3 , sz. 2 . -45 . o . _
- ↑ Dukan S., Nyström T. Bakteriális öregedés: a stasis a citoplazmatikus fehérjék fokozott és differenciális oxidációját eredményezi, ami a hősokk-regulon fejlődési indukciójához vezet // Genes and Development : Journal . - 1998. - 1. évf. 12 . - P. 3431-3441 . Archiválva az eredetiből 2007. szeptember 27-én.
- ↑ Thomas Nystroem. Bakteriális öregedés, programozott halál és előre megfontolt sterilitás (angol) // ASM News : Journal. - 2005. - 20. évf. 71 , sz. 8 . — 363. o . Az eredetiből archiválva : 2008. február 29.
- ↑ 1 2 3 A Fehéroroszországi Nemzeti Tudományos Akadémia Genetikai és Citológiai Intézete, O. V. Kvitko, „STUDY OF CELLULAR AGING” (elérhetetlen link) . Hozzáférés dátuma: 2009. május 20. Az eredetiből archiválva : 2008. április 23.
- ↑ Jung Y, Brack AS (2014). A szomatikus őssejtek öregedésének sejtmechanizmusai archiválva 2021. május 25-én a Wayback Machine -nél . Curr Top Dev Biol. 2014; 107:405-438. doi : 10.1016/B978-0-12-416022-4.00014-7
- ↑ Humán embrionális fibroblaszt tenyésztési videó példa (a link nem érhető el) . Letöltve: 2009. május 20. Az eredetiből archiválva : 2008. február 24..
- ↑ Fibroblaszttenyészet sejtek törzskönyve (hozzáférhetetlen link) . Hozzáférés dátuma: 2009. május 20. Az eredetiből archiválva : 2008. február 21.
- ↑ Tohru Minamino, Issei Komuro. Az inzulin által kiváltott öregedés kritikus szerepe a diabéteszes vasculopathiában (angol) // Vascularis Disease Prevention : folyóirat. - 2007. - Vol. 4 , sz. 3 . - P. 194-200 . Az eredetiből archiválva : 2018. június 12.
- ↑ Ryley J., Pereira-Smith OM Microfluidics eszköz egysejtes génexpressziós analízishez Saccharomyces cerevisiae-ben // Élesztő . - 2006. - Vol. 23 , sz. 14-15 . - P. 1065-1073 . Az eredetiből archiválva : 2007. október 23.
- ↑ 12 Thomas Nystrom . Feltételes senescensein baktériumok: a halhatatlanok halála (angol) // Molecular Microbiology : Journal. - 2003. - 1. évf. 48 . - P. 17-23 .
- ↑ Weissmann A. Essays on Heredity and Kindred Biological Problems (angol) / Oxford Clarendon Press. - 1889. - 1. köt. egy.
- ↑ 1 2 Medawar PB Egy megoldatlan probléma a biológiában / Lewis. – London, 1952.
- ↑ Elina Drevina. Miért öregszünk (a link nem elérhető) . Digest Intelligent Information Technologies (2009. december 3.). Letöltve: 2009. december 23. Az eredetiből archiválva : 2009. december 27..
- ↑ Finch C. Senescence, Longevity, and the Genome / The University of Chicago Press . – 1990.
- ↑ Robin Holliday. Az öregedés már nem megoldatlan probléma a biológiában (angol) // Annals of New York Academy of Sciences. - 2006. - Vol. 1067 . - 1-9 . o .
- ↑ Leonard Hayflick. A biológiai öregedés már nem megoldatlan probléma // Annals of New York Academy of Sciences. - 2007. - Vol. 1100 . - 1-13 . o .
- ↑ 1 2 3 4 5 Thomas BL Kirkwood. Az öregedés furcsa tudományának megértése // Sejt . - Cell Press , 2005. - Vol. 120 . - P. 437-447 .
- ↑ Williams GC Pleiotrópia, természetes szelekció és az öregedés evolúciója // Evolution : Journal. - Wiley-VCH , 1957. - 1. évf. 11 . - P. 398-411 .
- ↑ Shaw FH, Promislow DEL, Tatar M., Huges KA, Geyes CJ A Drosophila melamogaster genetikai variációira vonatkozó következtetések összeegyeztetése felé // Genetics. - 1999. - 1. évf. 152 . - P. 553-566 .
- ↑ Leroi AM, Barke A., De Benedictics G., Francecshi C., Gartner A., Feder ME, Kivisild T., Lee S., Kartal-Ozer N. et al. Milyen bizonyítékok vannak arra, hogy léteznek egyes gének antagonista pleiotróp effektusokkal? (angol) // Mech. Aging Dev.. - 2005. - Vol. 126 . - P. 421-429 .
- ↑ Kirkwood TBL Az öregedés fejlődése // Természet . - 1977. - 1. évf. 270 . - P. 301-304 .
- ↑ Carola Ingrid Weidner, Qiong Lin, Carmen Maike Koch és társai. és Wolfgang Wagner (2014. február). A vér öregedése nyomon követhető a DNS-metiláció változásaival mindössze három CpG-helyen Archivált 2014. február 9-én a Wayback Machine -nél . Genom Biology, 15:R24 doi:10.1186/gb-2014-15-2-r24
- ↑ Steve Horváth (2013) Az emberi szövetek és sejttípusok DNS-metilációs kora. Genome Biology, 14(10):R115 doi:10.1186/gb-2013-14-10-r115
- ↑ Bocklandt S, Lin W, Sehl ME, Sánchez FJ, Sinsheimer JS és mások. (2011) Epigenetic Predictor of Age. PLoS ONE 6(6): e14821. doi:10.1371/journal.pone.0014821
- ↑ West, J., Widschwendter, M. és Teschendorff, A.E. (2013). Az életkorral összefüggő epigenetikai sodródás megkülönböztető topológiája az emberi interaktómában. PNAS, 110(35), 14138-14143. doi:10.1073/pnas.1307242110
- ↑ Burke A. A poli(ADP-rebozil) áció élettana és patofiziológiája // Bioesszék. - 2001. - Vol. 23 . - P. 795-806 .
- ↑ Carrard G., Bulteau AL, Petropoulos I., Friguet B. A proteaszóma szerkezetének és működésének károsodása az öregedésben // International Journal of Biochemistry and Cell Biology. - 2002. - 20. évf. 34 . - P. 1461-1474 .
- ↑ Soti C. és Csermey P. Öregedés és molekuláris chaperonok // Experimental Gerontology. - 2003. - 1. évf. 38 . - P. 1037-1040 .
- ↑ Lobachev AN A mitokondriális folyamatok szerepe a szervezet fejlődésében és öregedésében. Öregedés és rák , Kémiai absztraktok. 1979v. 91 N 25 91:208561v.Depoted Doc. , VINITI 2172-78, 1978, p. 48 , < http://aiexandr2010.narod.ru/rol.pdf > Archiválva : 2013. június 6. a Wayback Machine -nél
- ↑ Lobachev A.N. Mitokondriális biogenezis a sejtdifferenciálódás és öregedés során , VINITI 09/19/85, No. 6756-B85 Dep., 1985, p. 28 , < http://aiexandr2010.narod.ru/Biogenesis.pdf > Archiválva : 2013. július 3. a Wayback Machine -nél
- ↑ Miquel J, Economos AC, Fleming J et al. A mitokondriális szerep a sejtek öregedésében , Exp Gerontol, 15, 1980, p. 575–591
- ↑ Wallace DC Mitokondriális betegségek emberben és egérben // Tudomány . - 1999. - 1. évf. 283 . - P. 1482-1488 .
- ↑ Aubrey De Gray . A telomerek rövidülése gyermekkorban a felnőttkorhoz képest: minőségi különbség (a link elérhetetlen) . Genetikai Tanszék, Cambridge-i Egyetem, Egyesült Királyság. Letöltve: 2018. augusztus 24. Az eredetiből archiválva : 2010. december 23.
- ↑ Von Zglinicki T. Az oxidatív stressz lerövidíti a telomereket // Trends in biochemical sciences. - 2002. - 20. évf. 27 . - P. 339-344 .
- ↑ Galitsky V.A. Az öregedés epigenetikai természete // Tsitol. - 2009. - T. 51 . - S. 388-397 . Az eredetiből archiválva: 2013. június 15.
- ↑ 1 2 Novoszelcev V.N., Novoszelceva Zh.A., Yashin A.I. Matematikai modellezés a gerontológiában – stratégiai perspektívák // Uspekhi gerontologii. - 2003. - T. 12 . - S. 149-165 .
- ↑ Mueller LD, Rose MR Az evolúciós elmélet előrejelzi a késői életkor halálozási fennsíkjait // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA : Journal. - 1996. - 1. évf. 93 . - P. 15249-15253 .
- ↑ Gavrilov és Gavrilova, 2001 .
- ↑ Kézikönyv az öregedés biológiájáról : [ eng. ] / Szerk.: EJ Masoro & SN Austad. — 6. kiadás. - San Diego, CA, USA: Academic Press, 2006. - P. 3-42. — ISBN 0-12-088387-2 .
- ↑ Tyner SD, Venkatachalam S., Choi J., Jones S., Ghebranious N., Igelmann H., Lu X., Soron G., Gooper B., Brayton C. et al. p53 mutáns egerek, amelyek korai öregedéssel összefüggő fenotípusokat mutatnak (angol) // Nature : Journal. - 2002. - 20. évf. 415 . - P. 45-53 .
- ↑ Egykérdésű politikai párt a hosszú életért tudományért . Letöltve: 2012. augusztus 2. Az eredetiből archiválva : 2016. március 23.
- ↑ A tudósok nyílt levele az öregedésről . Letöltve: 2012. augusztus 2. Az eredetiből archiválva : 2015. április 29..
Irodalom
Enciklopédiák
- Microsoft Encarta : Öregedés , élettartam
- Encyclopaedia Britannica : Öregedés , Élettartam (angol, előre fizetés szükséges)
Általános tudományos áttekintések
- Az öregedés mechanizmusai (angolul, az öregedés mechanizmusainak/elméleteinek leírása.)
- Aging Series szerkesztette: Christopher B. Newgard és Norman E. Sharpless (2013 )
- Jonathan Silvertown (2013): Az élettartam és az öregedés tudománya. University of Chicago Press, Chicago, ISBN 978-0-226-75789-6
- (2015). Az öregedés molekuláris és sejtbiológiája (angolul, az öregedés mechanizmusainak leírása.)
- Victoria, V., Gaur, M. G. és Amaro-Ortiz, A. (2017). A mezenchimális őssejtek szekréciós válaszai: öregedés-üzenetküldő rendszer és immunmodulációs perspektíva . Frontiers in genetics, 8, 220. doi : 10.3389/fgene.2017.00220 PMC 5742268 A cikk részletesen ismerteti a sejtöregedés típusait és a különböző típusú öregedés molekuláris mechanizmusait
- Anisimov V.N. (2008). Az öregedés molekuláris és fiziológiai mechanizmusai PDF könyv letöltés
Külön elméletek
- Theodore Goldsmith. Az öregedés evolúciója (angol) . (Angol, az öregedés "Programozott halálelméletét" vagy "Evolúciós elméletét" védő cikk.)
- Az öregedés és a hosszú élettartam evolúciós elméletei (angolul, az öregedés evolúciós megközelítésének áttekintése.)
- Gavrilov, LA Az öregedés és a hosszú élettartam megbízhatósági elmélete : [ eng. ] : [ arch. 2004. július 1. ] / LA Gavrilov, NS Gavrilova // Journal of theoretical Biology. - 2001. - P. 527-545. - doi : 10.1006/jtbi.2001.2430 .
- Leonard Hayflick. A biológiai öregedés már nem megoldatlan probléma // Annals of the New York Academy of Sciences. - 2007. - T. 1100 . - S. 1-13 . Archiválva az eredetiből 2007. július 6-án. (Angolul, Leonard Hayflick , a Hayflick-határ felfedezője, az Egyesült Államok Gerontológiai Intézetének korábbi vezetője és az Egyesült Államok Nemzeti Öregedési Intézetének alapítója azevolúciós elmélet ellen szóló cikke
- Thomas Nystrom. Feltételes öregedés baktériumokban: a halhatatlanok halála (angol) // Molecular Microbiology : Journal. - 2003. - 1. évf. 48 . - doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03385.x .
- Peter Launa et al. Az élesztő mint a kronológiai és reproduktív öregedés modellje – Összehasonlítás (angol) // Experimental Gerontology : Journal. - 2006. - Vol. 41 , sz. 12 . - P. 1208-1212 . (nem elérhető link) (angol, élesztőöregedés áttekintése.)
- A moszkvai tudós felfedezte az emberi öregedés okát
- Az öregedés epigenetikai elmélete (2013.05.13. óta nem elérhető link [3451 nap])
Szervezetek, erőforráslisták
- eternalmind.ru (orosz nyelv, News of Modern Gerontology. (az öregedés tudománya))
- Biologicalgerontology.com (angol, források az öregedés és az élethosszabbítás biológiájáról.)
- Unraveling the Secrets of Human Longevity (angolul, források az öregedés és az élethosszabbítás biológiájáról.)
- Senescence.info (angol, források az öregedés biológiájáról.)
- Cellular Senescence Információs Központ (a link 2013. 05. 13. óta nem érhető el [3451 nap] - előzmények ) (angolul, források a sejtek öregedésével kapcsolatban.)
- Amerikai Öregedésgátló Orvostudományi Akadémia (angol, American Association for Anti-Aging Medicine.)
- Amerikai Öregedéskutatási Szövetség (angolul, American Association for the Study of Aging.)
- Aging Research Center (ARC) (angolul, Aging Research Center.)
Adatbázisok
- AnAge (angol, Animal Aging és Lifespan Database), Creative Commons licenc alatt
Dinamikus képek
 Szótárak és enciklopédiák | |
|---|---|
| Bibliográfiai katalógusokban |
| Hosszú élet | |
|---|---|
| Öregedés |
|
| Élethosszabbítás |
|
| Halhatatlanság | |
| Records |
|
| hosszú élettartam gének | |
| Lásd még | |
| Élethosszabbítás | ||
|---|---|---|
| Kérdések |  | |
| Magazinok | ||
| Erőforrások |
| |
| Emberek | ||
| Szervezetek | ||
| " Élethosszabbítás " kategória | ||