Ферменти і старіння

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7

Теорія соматичних мутацій нещодавно отримала підкріплення в експериментах Кертіса і Сцилларда з іонізуючим випромінюванням. Спонтанні мутації, пов'язані і не пов'язані мітозом безперервно виникають у всіх доступних для дослідження тканинах і з віком накопичуються. Мутантні клітини у великій кількості зустрічаються майже у всіх органах старих людей, так само як і тварин. Це аномальні клітини, і вони послаблюють функцію відповідних органів. З допомогою мутагенних іонізуючих випромінювань можна отримувати результати, подібні з тими, до яких призводить природне старіння; це означає, що ми можемо прискорити процес старіння. Визначати число мутацій дуже важко, так як їх можна ідентифікувати тільки під час мітозу при нормальному або аномальному розходженні хромосом. Деякі клітини (наприклад, в кістковому мозку, або кишковому епітелії) поділяються так швидко, що потомство клітин з аномальним каріотипом (розривами хромосом тощо) незабаром, після кількох поділів, гине. У біологічному сенсі вони «слабкіше» нормальних клітин. Молоді тварини, що піддаються дії іонізуючих випромінювань, можуть довгий час залишатися зовні здоровими, але ознаки старіння з'являються у них передчасно, і вони раніше вмирають внаслідок променевого пошкодження хромосом. Як показали дослідження, частота мутацій у тварин з невеликою тривалістю життя навіть в нормальних умовах вище, ніж у довгоіснуючих форм.
Быстроделящиеся клітини, наприклад клітини кісткового мозку або епідермісу, дуже чутливі до опромінення і володіють відомою схильністю до малігнізації. Клітини головного мозку, не здатні ділитися, малочутливі до опромінення і піддаються дегенерації лише в рідкісних випадках. Старечих змін в самих нервових клітинах майже не спостерігається. Очевидно, багато нейрони взагалі не функціонують. З досвіду нейрохірургії відомо, що руйнування або видалення великих ділянок у таких «німих» зон не призводить до випадань функцій. Обчислено, що у кожної людини, починаючи з раннього періоду життя, щодня відмирає близько 10 000 мозкових клітин, і вони не заміщаються новими допомогою мітозу. Їх функцію беруть на себе резервні нейрони; таким чином, усі функції повністю зберігаються, поки нейрони ще є в запасі. Якщо ж цей резерв вичерпаний, з'являються ознаки функціональної недостатності.
Цікаві наслідки мутацій в статевих клітинах. До початку періоду статевої зрілості в яєчнику жінки вже містяться в незрілому стані всі яйцеклітини, які можуть бути запліднені в наступні 30-40 років. Під впливом мутагенних факторів число змінених яйцеклітин поступово зростає. Цим прийнято пояснювати той факт, що в літніх матерів частіше народжуються розумово відсталі діти (наприклад, діти з синдромом Дауна). Для 45-літніх матерів ймовірність народження дитини з синдромом Дауна в 20 разів вище, ніж для 25-річних.
Зовсім інакше йде справа з батьками. Відсоток розумово відсталих дітей в потомстві 60-80-річних чоловіків навряд чи більше, ніж у потомстві 20-літніх. Сперматозоїди утворюються безперервно і в набагато більших кількостях, ніж яйцеклітини. Дефектні або мутантні сперматозоїди менш рухливі і тому не можуть досягти зрілого яйця в фаллопієвій трубі в умовах конкуренції з нормальними сперматозоїдами. Цей природний відбір сперматозоїдів на «якість»- один з механізмів еволюції.
Протеолітичні ферменти протидіють процесам старіння, обумовлених мутаціями. Плазматична мембрана і цитоплазма здорових клітин містить достатню кількість інгібіторів для захисту від ендогенних протеаз; наявність їх було у багатьох випадках показано на культурах клітин. У мутантних клітинах інгібіторів менше, що обумовлює виборчу чутливість таких клітин до дії ендогенних протеаз. Таким чином, організм захищений від утворення та накопичення дефектних тканин; в той же час мутантні клітини піддаються атаці з боку антитіл.