Биохимия старения

ИЗМЕНЕНИЯ ДНК: Увеличение температуры плавления, что отражает увеличение числа химических сшивок молекулы ДНК; снижение экстрагируемости хромосомных белков (вследствие той же причины); снижение степени ковалентных модификаций белков и влияния способности различных агентов модифицировать эти белки, что снижает управляемость геномом.

Уменьшается транск-рипционная активность - синтез РНК на активных участках ДНК в хроматине; с возрастом увеличивается число нерепарируемых повреждений, разрывов, поперечных сшивок, мутаций ДНК.

БЕЛКОВЫЙ ОБМЕН и ФЕРМЕНТЫ: Синтез белков разного типа мало изменяется с возрастом или часто меняется циклически в процессе всего онтогенеза, отражая в большинстве случаев изменения процессов центральной регуляции. Снижение распада белков, часто отмечаемое в старости, наряду со снижением их синтеза, видимо, также является регуляторно-компенсаторным феноменом.

Не выявлено никаких специфических закономерностей в изменении ферментов определенных классов, одного и того же органа или клеточной органеллы. Сдвиг к Н4-ЛДГ в мозге, сердце и скелетных мышцах, отмеченный для крыс в старости, может сделать эти ткани более аэробными.

Кинетические параметры ферментов (молекулярная масса, электрофоретическая подвижность, Км и др.) в большинстве случаев одинаковы для молодых и старых организмов. Однако, удельная активность ферментов, в расчете на очищенный фермент, часто снижается в старости, а их термочувствительность возрастает. Характерное проявление общих принципов старения для "старения молекулы" - это снижение специфических функций и снижение степени резистентности к условиям внешней среды. В целом, большинство авторов резюмируют, что изменения уровня ферментов с возрастом являются вторичными, отражающими регуляторные изменения в организме.

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН: Потребность и использование углеводов с возрастом снижается (наряду с повышением потребности в витаминах и микроэлементах, содержащихся в овощах и фруктах). Уменьшаются запасы гликогена в мышцах и печени. Изменяется гормональное обеспечение процессов утилизации глюкозы с повышением контраинсулярных влияний и развитием относительной недостаточности инсулин-зависимых процессов. Повышается активность глюконеогенеза в тканях с повышенным уровнем утилизации лактата. Типична недостаточность лактозы в желудочно-кишечном тракте - плохая переносимость молока.

ОБМЕН ЛИПИДОВ: Типично повышение с возрастом содержания жира в организме и его избирательное накопление в определенных областях тела, что, во многом, определяется регуляторными изменениями, прежде всего для половых гормонов. Содержание холестерина крови растет с 20-30 лет до 60 (у мужчин) и 70 (у женщин) лет. Распад липидов выраженно снижается с возрастом, синтез липидов снижается медленнее. Фосфолипидный состав мембран клеток достаточно постоянен с возрастом, но в сыворотке крови количество их может изменяться весьма выраженно и разнонаправленно. Повышение с возрастом уровня триглицеридов происходит за счет снижения активности липопротеидлипазы; это приводит к снижению антиатерогенных липопротеидов, стабилизирующих жиры крови. Жирные кислоты крови, один из существеннейших источников энергии для интенсивно работающих тканей (сердечная мышца, скелетные мышцы, печень), изменяются мало с возрастом или их уровень несколько повышается за счет снижения интенсивности окисления при сохранении уровня их синтеза.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН: Способность генерировать и утилизировать энергию - ключевое явление для жизни, поэтому снижение основного обмена с возрастом - эквивалент снижению жизненности вообще. Большинство авторов отмечает снижение поглощения кислорода тканями с возрастом, особенно для сердечной мышцы, как для эндогенного дыхания, так и в присутствии субстрата (кроме сукцината, при использовании которого потребление кислорода тканями старого сердца такое же, как и молодого). Содержание различных метаболитов цикла Кребса меняется разнонаправленно для разных органов. Количество пиридиновых коферментов в старости растет на 10-30% в основном за счет их восстановленных форм (НАД×2Н и НАДФ×2Н), что отражает нарушения в самом начале цепи дыхания митохондрий. Содержание этих коферментов растет в цитоплазме и снижается в митохондриях. В пересчете на единицу белка митохондрий активность цитохромоксидазной системы митохондрий растет и увеличивается сопряженность процессов дыхания с фосфорилированием, однако в расчете на единицу белка ткани она падает.

Изменение гемодинамики и развитие тканевой гипоксии также вносят свой вклад в изменение энергообмена тканей с возрастом. Отмечено повышение мощности лактат -формирующих и утилизирующих процессов в тканях, а также утилизации аминокислот в реакциях глюконеогенеза, хотя данные об изменениях процессов гликолиза с возрастом противоречивы. Отмечают повышение в печени в 2 раза активности лимитирующего гликолиз фермента - гексокиназы. При старении закономерно отмечают снижение концентрации главных поставщиков энергии - АТФ и креатинфосфата в тканях, при выраженном снижении скорости их обновления. АТФазная активность некоторых тканей, однако, повышается.

О напряженности энергообмена судят по соотношению моно-, ди- и трифосфатов (энергетический заряд Аткинса). Снижение его с 0,85 до 0,53 в сердце и других тканях в старости говорит об активировании энергосинтезирующих процессов при снижении энергопотребляющих, то есть, о диспропорции и напряженности энергообмена.

Дата добавления: 2014-01-15