Starzenie

1 Modele starzenia komórki Dieta niskokaloryczna - sposób na  długowieczność Wykład 10  Limit Hayflick’a wskazuje, że każda  komórka ma zaprogramowany wiek  • Hayflick stwierdził, że komórki ludzkie w hodowli dzielą się maksymalnie około 50 razy i umierają • Eksperymenty, w których przeszczepiano stare komórki na młody  organizm wskazały, że zdolność do liczby podziałów jest cechą  wewnętrzna komórki i nie ma znaczenia wpływ młodego organizmu • U  większości zwierząt istnieje pozytywna korelacja między maksymalną  długością życia, a maksymalną liczbą podziałów komórek • Komórki od pacjentów z progerią Wernera zdolne są do maksymalnie  10ciu podziałów • Problem: czy replikacyjny czas życia możemy porównać z  chronologicznym czasem życia komórki ??? Z czego wynika zaprogramowany wiek  komórki? • Wczesne teorie wskazywały na istnienie genów śmierci  („death gene”) lub genów starzenia, które by  indukowały w pewnym momencie starzenie i śmierć  komórki; do tej pory nie zidentyfikowano takich  genów • Obecnie  uważa się, że starzenie wynika z osłabienie  mechanizmów zapewniających długowieczność Teorie starzenia • Telomerowa teoria starzenia • Teoria mutacji genowych • Teoria  osłabionej naprawy DNA • Teoria akumulacji odpadów w komórce: np. teoria  wolnorodnikowa • Teorie gerontologiczne: zmiany hormonalne, szybkość  metabolizmu • Teorie ewolucyjne: adaptacyjna, antagonistyczna  plejotropia i „disposable soma”  2 Struktura i skracanie telomerów 2-20 kb: (TTAGGG)n Telomerowa teoria starzenia • Im starsze komórki tym krótsze telomery • W progeriach obserwuje się szybszą utratę  telomerów • Komórki nowotworowe – replikacyjnie nieśmiertelne  mają stałą długość telomerów, dzięki aktywności  telomerazy • Ale (!) większość komórek somatycznych ma  ograniczoną liczbę podziałów i nie jest możliwe tak  silne skrócenie telomerów, aby nastąpiła utrata dużej  liczby genów; nie zidentyfikowano też żadnego genu,  którego utrata powodowałaby starzenie  Teoria mutacji genowych i osłabionej  naprawy DNA • Z wiekiem obserwuje się nagromadzanie mutacji  (starzenie DNA), które mogą prowadzić do zmian  funkcji białek • Z wiekiem spada też wydajność naprawy DNA, co  prowadzi do akumulacji mutacji • Istnieje korelacja między długością życia gatunku a  sprawnością systemów naprawy DNA • Prawie wszystkie znane choroby charakteryzujące się  przyspieszonym starzeniem spowodowane są  mutacjami w genach związanych z naprawą DNA,  ochroną telomerów czy całego DNA  Choroby przedwczesnego starzenia arterioskleroza,  osteoporoza, atrofia 

(…)

… czy kóz); testosteron
raczej wpływa na to, że mężczyźni zaczynają się szybciej
starzeć od kobiet i stąd prawdopodobnie wynika, że kobiety żyją
średnio o 5-7 lat dłużej od mężczyzn
•
Niski poziom hormonu wzrostu (GH), a także czynnika wzrostu
podobnego do insuliny IGF-1 (jego ekspresja i sekrecja indukowana jest
przez GH) oraz osłabienie drogi sygnalnej zależnej od IGF-1 wydłużają
życie
•
mutacje daf-2 (receptor dla IGF-1) i age-1 (kaskada sygnałowa IGF-1) u
C. elegans wydłużają życie
•
stulatkowie mają niski poziom IGF-1 oraz wysoką wrażliwość na insulinę
•
karły nieleczone hormonem wzrostu żyją dłużej, ale szybsze objawy
starzenia (obniżajacy się z wiekiem poziom GH wpływa na spadek masy
mięśniowej, powoduje osteoporozę i wzrost ilości tkanki tłuszczowej)
•
osoby cierpiące na gigantyzm żyją krócej…
…%
Choroby układu 63%
17%
krążenia
• Także zmniejszone występowanie
cukrzycy, degeneracyjnych chorób układu
nerwowego i chorób autoimmunologicznych
•
•
•
•
•
•
•
Zwierzęta rosną wolniej i osiągają
mniejszą masę maksymalną
Opóźnione dojrzewanie płciowe
Krótszy okres płodności
Obniżona temperatura ciała;
wrażliwość na zmiany temperatury
(zanik tkanki tłuszczowej)
Zanik tkanki mięśniowej (ale ten
związany z wiekiem jest osłabiony);
słabsza siła fizyczna
Łatwiejszy wzrost toksyn we krwi
Gorsze gojenie ran
Zmiany psychiczne: depresja,
nadpobudliwość
6
Waga ciała czy ilość tkanki
tłuszczowej nie wpływają na
przedłużenie życia
Kierunki badań na dietą
niskokaloryczną
• Szczury, które otrzymywały 92% normalnej liczby kalorii,
ale które miały wagę ciała mniejszą o 40% niż grupa
kontrolna, charakteryzowały…
…
Pobudzenie
mechanizmów
obronnych
• Ksenohormeza mówi o tym, że organizmy
rozwinęły mechanizmy pozwalające na odbieranie
hormetycznych sygnałów od innych organizmów z
tego samego środowiska
Co jest białkiem efektorowym
aktywowanym przez dietę
niskokaloryczną?
Redukcja
ROS
• U człowieka jest siedem homologów białka Sir2; są to
syrtuiny Sirt1-7, które oprócz histonów deacetylują
wiele innych białek
Zmiana…
... zobacz całą notatkę