Снижение функций митохондрий

Литературные публикации по проблеме старения часто настолько же запутаны и противоречивы, насколько они обширны. Теории какой-то основной причины процессов старения остаются в центре внимания исследователей. Однако, если принять во внимание огромное многообразие проявлений фенотипа старения, очень трудно понять, как природа столь высокой плейотропии может сводиться к одной причине. Большинство противоречий, присущих теориям старения, вытекает также из далеко идущих утверждений о роли в старении процессов и систем, которые лишь частично можно подвергнуть экспериментальной проверке.

Снижение функций митохондрий

Снижение функций митохондрий

Поэтому их участие в процессах старения нельзя ни доказать, ни опровергнуть. Существует предположение о том, что с точки зрения эволюции старение можно определить как конечный результат сохранения энергии в соматических клетках На протяжении жизни общее количество имеющейся энергии организму необходимо дифференцированно распределить на выполнение разных функций, в том числе на макромолекулярный синтез и распад, на поддержание жизнедеятельности клеток и органов, а также на воспроизведение вида.

Поскольку запас энергии — величина конечная, то чтобы обеспечить размножение видов путем успешной передачи генов будущим поколениям, необходим компромисс в распределении энергии для выполнения каждой из функций. Как следует из теории утилитарности тела, энергосбережение достигается путем поддержания абсолютной или почти абсолютной точности в репликации половых клеток, но с менее строгой коррекцией ошибок в соматических клетках. Этим, по меньшей мере, можно объяснить ставящую нас в тупик неспособность организмов поддерживать структуры и функции вопреки завершенному морфогенезу Кроме того, эта гипотеза подтверждается фактом существования обратной взаимосвязи между продолжительностью жизни и плодовитостью млекопитающих (Holliday, 1994). Расширяя эту гипотезу, можно допустить, что если энергоснабжение становится критическим в результате уменьшения выработки энергии либо снижения ее доставки, то все энергозависимые процессы в соматических клетках будут нарушаться пропорционально их энергетическим потребностям. Просто проверить следствия такого предположения можно по экспериментальным данным о корреляциях между продолжительностью жизни млекопитающих и выработкой энергии либо процессами, которые следует считать энергозависимыми.

По наиболее признанной синтетической теории старения снижение функций митохондрий обусловлено повреждением в результате воздействия на них свободных радикалов, особенно на внутреннюю мембрану. Поскольку в этой мембране находятся цепи транспорта электронов, а ферменты цикла трикарбоновых кислот (ЦТК) локализованы в митохондриальном матриксе, то из-за их оксидативного повреждения свободными радикалами, возникающими как побочные продукты клеточного дыхания, может резко уменьшиться способность организма вырабатывать АТФ для удовлетворения своих энергетических потребностей.

Результаты проведенных сравнительных экспериментов на беспозвоночных и грызунах разных видов показали значительные морфологические и функциональные сдвиги в митохондриях в процессе старения (обзор Bittles, 1989). Схожие данные получены при исследовании митохондрий у людей в возрасте от 60 до 80 лет а также культур клеток человека, близких к окончанию своей жизни in vitro Этими данными существенно поддерживается гипотеза о накоплении делеций в соматической мтДНК, а также предположение, что другие мутации в значительной степени определяют процессы старения (Linnane et al, 1989), а цитоплазматическая сегрегация мутантных геномов способствует возникновению клеток с различными биоэнергетическими возможностями. Независимо от того, появились ли мутации в мтДНК спонтанно, в результате повреждения свободными радикалами или вследствие и того и другого, вероятно, что эта проблема, однажды возникнув, будет нарастать и проявляться из-за особенностей организации мтДНК, к которым относятся фактическое отсутствие интронов отсутствие защиты гистонов (Richter et al., 1988), а также отсутствие рекомбинантного восстановления выпадений Эволюция в мтДНК примерно в 5-10 раз быстрее, чем в я ДНК.

Последующая сегрегация мутантной мтДНК в каждой клетке путем гетероплазмии и влияния на биоэнергетические возможности клеток в значительной степени будет зависеть от стохастической по своей сути митохондриальной репликации в вырождающихся дефектных геномах По мнению Miquel (1991), именно это — главная причина связанного с возрастом снижения функций фиксированных постмитотических клеток, тогда как митохондриальный обмен может существенно ослабить связанные с возрастом реакции клеток других типов.

Заказать установку триколор в Набережных Челнах

Бесплатная электронная почта Mailaxy



Comments are closed.