Реклама на портале

Лекция теломеры и старение клеток лекарство. Путь к долгой жизни. Вес, диеты, обмен веществ и теломеры

Изучение процессов старения организма человека всегда занимало умы ученых. И сегодня многие исследователи пытаются до конца разгадать этот механизм, заключающийся в развитии и постепенном увядании клеток тела человека. Возможно, что ответы на эти вопросы помогут медикам увеличивать продолжительность жизни и улучшать ее качество при различных заболеваниях.

Сейчас существует несколько теорий о старении клетки. В этой статье мы рассмотрим одну из них. Она основана на изучении таких частей хромосом, заключающих в себе около 90 % ДНК клетки, как теломеры.

Что такое «теломеры»?

В каждом ядре клетки находится по 23 пары хромосом, представляющих собой Х-образно закрученные спирали, на концах которых находятся теломеры. Эти звенья хромосомы можно сравнить с наконечниками шнурков для обуви. Они выполняют такие же защитные функции и сохраняют целостность ДНК и генов.

Деление любой клетки всегда сопровождается раздвоением ДНК, т. к. материнская клетка должна передать информацию дочерней. Этот процесс всегда вызывает укорачивание ДНК, но клетка при этом не теряет генетическую информацию, т. к. на концах хромосом расположены теломеры. Именно они во время деления становятся короче, предохраняя клетку от утраты генетической информации.

Клетки делятся многократно и с каждым процессом их размножения теломеры укорачиваются. При наступлении критически маленького размера, который называется «предел Хейфлика», срабатывает запрограммированный механизм смерти клетки – апоптоз. Иногда – при мутациях – в клетке запускается другая реакция - программа, приводящая к бесконечному делению клетки. Впоследствии такие клетки становятся раковыми.

Пока человек молод, клетки его тела активно размножаются, но с уменьшением размеров теломер происходит и старение клетки. Она начинает с трудом выполнять свои функции, и организм начинает стареть. Из этого можно сделать такой вывод: именно длина теломер является самым точным индикатором не хронологического, а биологического возраста организма.

Краткая информация о теломерах:

  • они не несут генетической информации;
  • в каждой клетке человеческого организма заключено 92 теломеры;
  • они обеспечивают стабильность генома;
  • они защищают клетки от смерти, старения и мутаций;
  • они защищают структуру конечных участков хромосом при делении клетки.

Возможно ли защитить или удлинить теломеры и продлить жизнь?

В 1998 году американские исследователи смогли преодолеть предел Хейфлика. Значение максимального укорочения теломер различно для разных типов клеток и организмов. Предел Хейфлика для большинства клеток человеческого организма составляет 52 деления. Увеличить это значение в процессе экспериментов стало возможным путем активации такого особого фермента, воздействующего на ДНК, как теломераза.

В 2009 году ученые из Стэнфордского университета были удостоены Нобелевской премии за разработку метода стимуляции теломер. Эта методика основана на применении особой молекулы РНК, несущей в себе ген TERT (обратной теломеразной транскриптазы). Она является матрицей для удлинения теломер и распадается после выполнения своей функции. Полученные клетки «омолаживаются» и начинают делиться более интенсивно, чем ранее. При этом их малигнизация, то есть превращение в злокачественные, не наступает.

Благодаря этому открытию стало возможным удлинять концы хромосом более чем на 1000 нуклеотидов (структурных единиц ДНК). Если пересчитать этот показатель на годы жизни человека, то он составит несколько лет. Такой процесс воздействия на теломеры абсолютно безопасен и не вызывает мутаций, приводящих к бесконтрольному делению и малигнизации клеток. Это объясняется тем фактом, что после введения особая молекула РНК быстро распадается и иммунитет не успевает реагировать на нее.

Ученые сделали выводы о том, что теломераза:

  • защищает клетки от старения;
  • продлевает жизнь клетки;
  • предупреждает уменьшение длины теломер;
  • создает матрицу для «достраивания» теломер;
  • омолаживает клетки, возвращая их к молодому фенотипу.

Пока научные эксперименты, проводящиеся на основе теории ученых из Стэнфордского университета, выполнялись только на лабораторных мышах. В их итоге специалисты смогли затормозить старение кожи животных.

За это открытие работающая в США австралийка Элизабет Блекберн, американка Кэрол Грейдер и ее соотечественник Джек Шостак были удостоены Нобелевской премии. Ученые из Стэнфорда надеются, что созданная ими методика даст возможность в будущем лечить тяжелые заболевания (в том числе и нейродегенеративные), которые провоцируются укорочением теломер.

Питер Лэндсдорп, научный директор Европейского института биологии возраста рассказывает о роли теломер в процессах старения и образования опухолей:

На тему: «Теломеры и теломераза».

Выполнила:

Жумаханова Адина

Факультет: общественное здравоохранение

Группа:

Курс:1

Алматы 2012

Введение…………………………………………………………………………………...3

1. Определение теломеры и теломеразы …………………………………………..…4-9

1.1.Функции теломер………………………………………………………………....5

1.2. Проблема концевой недорепликации ДНК………………………………….…6
2. Теломеразная активность у млекопитающих: механизмы регуляции…………..9-10
3. Теломераза, рак и старение………………………………………………….……11-13
Заключение…………………………………………………………………………...…..14
Литература……………………………………………………………………..…………15

Приложения…………………………………………………………………………..16-17

Введение.

Работа посвящена изучению строения и функций теломер и теломеразы, изучению их влияния на клеточное строение, экспрессии теломераз в нормальных клетках человека, а также изучению теломеразной активности и длины теломер в опухолевых клетках.

Актуальность работы заключается в изучении влияния фермента теломеразы на развитие опухолевых клеток, изучении возможностях процесса беспрерывного деления благодаря деятельности теломеразы.

Также актуальность работы заключается в изучении процессов старения как организма в целом, так и клетки. Работа дает возможность понять как происходит недорепликация концевых участков ДНК, какие процессы происходят в клетке для её деления, какие ферменты и белки участвуют в этих процессах.

Целью работы является изучение механизмов, сопровождающих деление клетки, изучение влияния теломеразы на внутриклеточные процессы и связь между теломеразой, раковыми клетками и старением клетки.

Теломеры и теломераза

Теломеры (от др.греч. τέλος - конец и μέρος - часть) - концевые участки хромосом. Теломерные участки хромосом характеризуются отсутствием способности к соединению с другими хромосомами или их фрагментами и выполняют защитную функцию. У большинства организмов теломерная ДНК представлена многочисленными короткими повторами. Их синтез осуществляется необычным РНК-содержащим ферментом теломеразой.

Существование специальных структур на концах хромосом было постулировано в 1938 году классиками генетики, лауреатами Нобелевской премии Барбарой Мак-Клинток и Германом Мёллером. Независимо друг от друга они обнаружили, что фрагментация хромосом (под действием рентгеновского облучения) и появление у них дополнительных концов ведут к хромосомным перестройкам и деградации хромосом. В сохранности оставались лишь области хромосом, прилегающие к их естественным концам. Лишенные концевых теломер, хромосомы начинают сливаться с большой частотой, что ведет к тяжелым генетическим аномалиям. Следовательно, заключили они, естественные концы линейных хромосом защищены специальными структурами. Г. Мёллер предложил называть их теломерами.



У большинства эукариот теломеры состоят из специализированной линейной хромосомной ДНК, состоящей из коротких тандемных повторов. В теломерных участках хромосом ДНК вместе со специфически связывающимися с теломерными ДНК-повторами белками образует нуклеопротеидный комплекс - конститутивный (структурный) теломерный гетерохроматин. Теломерные повторы - весьма консервативные последовательности, например повторы всех позвоночных состоят из шести нуклеотидов TTAGGG, повторы всех насекомых - TTAGG, повторы большинства растений - TTTAGGG.

В последующие годы выяснилось, что теломеры не только предотвращают деградацию и слияние хромосом (и тем самым поддерживают целостность генома хозяйской клетки), но и, по-видимому, ответственны за прикрепление хромосом к специальной внутриядерной структуре (своеобразному скелету клеточного ядра), называемой ядерным матриксом. Таким образом, теломеры играют важную роль в создании специфической архитектуры и внутренней упорядоченности клеточного ядра.

У дрожжей повторяющиеся блоки в теломерной ДНК заметно длиннее, чем у простейших, и зачастую не столь регулярные. Каково же было удивление ученых, когда оказалось, что теломерная ДНК человека построена из TTAGGG-блоков, то есть отличается от простейших всего лишь одной буквой в повторе. Более того, из TTAGGG-блоков построены теломерные ДНК (вернее, их G-богатые цепи) всех млекопитающих, рептилий, амфибий, птиц и рыб. Столь же универсален теломерный ДНК-повтор у растений: не только у всех наземных растений, но даже у их весьма отдаленных родственников - морских водорослей он представлен последовательностью TTTAGGG. Впрочем, удивляться здесь особенно нечему, так как в теломерной ДНК не закодировано никаких белков (она не содержит генов), а у всех организмов теломеры выполняют универсальные функции.

1.1.Функции теломер:

1. Участвуют в фиксации хромосом к ядерному матриксу, обеспечивая правильную ориентацию хромосом в ядре.

2.Соединяют друг с другом концы сестринских хроматид, образующихся в хромосоме после S-фазы. Структура теломер однако допускает расхождение хроматид в анафазе. Мутация гена теломеразной РНК с изменением нуклеотидной последовательности теломер приводит к нерасхождению хроматид.

3. Предохраняют от недорепликации генетические значимые отделы ДНК в отсутствие теломераз.

4.Стабилизируют в присутствии теломераз концы разорванных хромосом путем добавления к ним теломер с возможностью функционирования. Примером является восстановление функции гена α – талассемией путем добавления теломер к точкам разрыва длинного плеча 16 хромосомы.

5. Влияют на активность генов. Гены, расположенные рядом с теломерами, функционально менее активны(репрессированы). Данный эффект носит название транскрипционного молчания или сайленсинга. Укорочение теломер приводит к отмене эффекта положения генов с активацией прителомерных генов. В основе сайленсинга может лежать действие белков(Rap1, TRF1), взаимодействующих с теломерами.

6. Выступают в качестве регулятора количества клеточных делений. Каждое деление клетки сопровождается укорочением теломеры на 50-65 пар нуклеотидов. В отсутствие теломеразной активности количество делений клетки будет определяться протяженностью оставшихся теломер.

Скорее всего, Вы наблюдали, что люди одинакового возраста стареют по-разному , некоторые выглядят значительно моложе сверстников. Одни люди даже в преклонном возрасте проворны и энергичны, тогда как другие с молодых лет жалуются на болезни, усталость и рассеянность.

Почему люди стареют по-разному? Что определяет процесс старения – природа и гены или образ жизни и внешние факторы? Как продлить молодость, обрести здоровье и долголетие? Эти вопросы по-прежнему актуальны, как и многие годы назад.

Большинство людей, считает, что только природа и наследственность влияет на процесс старения. Но в последнее время появляется все больше людей, которые уверены, что образ жизни, повседневные привычки важнее наследственности. Кто же прав?

Каждый из нас рождается с заранее заданным набором генов, но последние исследования ученых подтверждают, что наши привычки и образ жизни значительно влияет на то, как эти гены себя проявят, насколько здоровыми будут клетки.

Теломеры: старение и молодость

Учёные генетики, исследуя ДНК, открыли, что в наших клетках есть счетчики, которые отсчитывают время жизни клеток.

Их называют теломеры – это защитные «колпачки» на концах хромосом, состоящие из последовательности нуклеотидов.
При каждом делении клетки теломеры становятся короче . С возрастом количество теломер уменьшается, в какой-то момент теломеры достигают критической длины, клетки перестают делиться и отмирают.
Исследователи считают, что старение и предрасположенность к различным заболеваниям зависят от длины теломер.

Сколько теломер у человека

Учёные установили, что теломеры у молодых людей состоят из 8-10 тысяч нуклеотидов. Чем длиннее теломеры в клетках, тем больше у человека потенциал здоровья и долголетия.

Можно ли удлинить теломеры

Выдающимся научным открытием стал тот удивительный факт, что концевые участки хромосом могут удлиняться, замедлять старение . За открытие влияния теломеразы на продолжительность жизни американским ученым в 2009 году присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Теломеры могут надстраиваться с помощью фермента теломеразы, но этот фермент активен только в стволовых и в раковых клетках.

Для непосредственного увеличения концевых участков хромосом можно использовать медицинское вмешательство извне.

Однако, удлинять теломеры, активизируя фермент теломеразу подобным образом, небезопасно, так как существует риск перерождения клетки в раковую.

Более интересны исследования, проведенные учеными Калифорнийского университета, которые показали, что теломеры могут удлиниться естественным способом, без каких либо биохимических воздействий, всего лишь изменением образа жизни.

10 безопасных способов удлинить теломеры и укрепить здоровье

1. Контролируйте стресс

Кратковременный стресс, с которым легко можно справиться, не вредит теломерам. Более того, он помогает выработать навыки и уверенность в себе, необходимые для преодоления сложных жизненных ситуаций.

Укорачивают теломеры хронический стресс и депрессия . К тому же сильный страх в сочетании с плохим умением справляться со стрессом приводит к физиологическим изменениям, острой гормональной и воспалительной реакции на стресс.

Работайте над стрессоустойчивостью, это пойдет на пользу здоровью и теломерам.

Сталкиваясь с серьезными потрясениями, старайтесь ограничить влияние сложных ситуаций на свою жизнь в целом. Учитесь воспринимать их не как угрозу, страх, тревогу, неуверенность в завтрашнем дне, а скорее, как вызов, возбуждение, уверенность в положительных переменах.

Медитации, йога, цигун, психофизические практики повышают уровень теломеразы в иммунных клетках или удлиняют их теломеры, что подтверждается результатами исследования.

Не зря Будда говорил: «Секрет здоровья, ума и тела состоит в том, чтобы не горевать о прошлом и не беспокоиться о будущем, а жить в настоящем мудро и честно».

Характер и теломеры

Укорачивают теломеры такие черты характера, как пессимизм, враждебность , импульсивность. И наоборот, было установлено, что теломеры в среднем длиннее у добросовестных, организованных, целеустремленных, умеющих контролировать эмоции людей.

2. Польза физкультуры на клеточном уровне

Результаты исследований подтвердили, что физические нагрузки действительно стимулируют способность теломеразы восстанавливать теломеры.

Причем, умеренные аэробные упражнения на выносливость, выполняемые три раза в неделю по 45 минут, за полгода смогли повысить активность теломеразы вдвое! Нет возможности ходить в фитнес клуб, ходите быстрым шагом не менее 30 минут 2-3 раза в неделю.

К тому же на людей, регулярно занимающихся физическими упражнениями, меньше воздействует такой неблагоприятный фактор, как окислительный стресс.

3. Восстановите кислотно-щелочной баланс

Генетики считают, что одной из главных причин быстрого сокращения теломер является нарушение кислотно-щелочного баланса организма и большое количество свободных радикалов, которые повреждают ДНК, белки, жиры, становится основной причиной воспалительных и аутоиммунных процессов.

Окислительный стресс ускоряет процесс старения и способствует развитию возрастных заболеваний: болезней сердца и сосудов, артрита, диабета, неврологических расстройств, туберкулеза, рака.

В клетках организма уже содержатся антиоксиданты, обеспечивающие естественную защиту от окислительного стресса. Они представляют собой молекулы, которые способны отдавать свободным радикалам электрон, оставаясь при этом стабильными.

Чтобы не испытывать недостатка в антиоксидантах, включайте в рацион больше листовой зелени, свежих фруктов, ягод, овощей. Особенно полезны цитрусовые. Возьмите за привычку выпивать утром стакан воды с долькой лимона. Много антиоксидантов также в зеленом чае, фасоли и других бобовых, орехах, семечках, цельных злаках.

При скудном однообразном питании принимайте курсами комплексные антиоксидантные добавки или витамины С, Е, А . Отдавайте предпочтение антиоксидантам натурального происхождения, которые будут хорошо усваиваться и не приведут к их избытку, что тоже не хорошо.

4. Купируйте воспалительные процессы

Люди с самыми короткими теломерами страдают от хронического воспалительного процесса .

Краткосрочное воспаление способствует заживлению поврежденных клеток, но если оно переходит в хронический процесс, то нарушается нормальное функционирование различных органов и систем организма, в результате возникают серьезные заболевания.

Если вы хотите замедлить старение и как можно дольше оставаться здоровыми, то следует сделать все возможное, чтобы предотвратить хроническое воспаление.

Во-первых, перестаньте подкармливать воспаление.

Глюкоза, полученная организмом из простых или рафинированных углеводов (белого хлеба, белого риса, макарон, картофеля), а также из газированных напитков, пакетированных соков и выпечки, конфет очень быстро попадает в кровь, что приводит к повышению концентрации цитокинов, которые распространяют воспаление по всему организму.

Во-вторых, употребляйте достаточное количество продуктов, содержащих Омега 3 жирные кислоты (или рыбий жир). Омега-3 снижает окислительный стресс и гасит вялотекущие воспалительные процессы, в результате, теломеры становятся длиннее.

Много Омега-3 содержится в жирных сортах рыбы, семге, тунце, листовой зелени, семенах льна, льняном масле.

Лучше всего получать все необходимые вещества вместе с пищей, но если такой возможности нет, то биологически активные добавки могут стать отличной альтернативой. Но при выборе пищевых добавок, в том числе и БАД Омега-3 или Рыбий жир в капсулах, обращайте внимание на производителя, не все БАДы одинаково полезны и хорошо усваиваются.

Совет : При аутоиммунном тиреоидите щитовидной железы, ревматоидном артрите и других аутоиммунных заболеваниях Омега-з помогает остановить хронический воспалительный процесс. Обязательно включайте в свой рацион продукты богатые Омега-3 жирными кислотами либо принимайте курсами Омега-3 в капсулах.

5. Контролируйте качество и режим сна

Во время сна организм корректирует настройку внутренних биологических часов, регулирует аппетит, сбрасывает негативные эмоции и переживания, обновляет настроение.

Сколько часов сна нужно теломерам?

Доказано, что у людей, высоко оценивших качество своего сна, теломеры длиннее.

Чтобы теломеры были более длинными требуется, как минимум семь часов сна в сутки. Важно не только количество часов сна, но и регулярность, качество и режим сна.

Считается, что стабильный режим сна в значительной мере влияет на способность клеток регулировать активность теломеразы.

6. Придерживайтесь сбалансированного питания

Поддержанию здоровой клеточной среды в организме способствует употребление натуральных продуктов, богатых клетчаткой, антиоксидантами и флавоноидами, рыбы и морепродуктов, свежих фруктов и овощей, листовой зелени, фасоли, цельных злаков, орехов и семян.

Эти продукты снижают уровень воспаления, окислительного стресса и инсулинорезистентности. Они полезны для теломер и здоровья в целом.

Минимизируйте употребление белого хлеба, белого риса, макарон, картофеля, газированных напитков, пакетированных соков, конфет, сладостей, выпечки, мороженого, т.к. избыток быстрых углеводов (глюкозы) разрушает ДНК, белки, липиды.

Стабильный уровень сахара в крови сохраняет длину теломер .

7. Витамин D, ультрафиолет и теломераза

Исследователи установили, что чем выше концентрация в крови витамина D, тем длиннее теломеры . Влияние витамина D на теломеры, вероятно, связано с ингибирующим эффектом на воспаление.

Помните, что закисляющий стресс и воспаление старят Вас быстрее, поэтому ежедневно старайтесь получить дозу солнечного света, чтобы выглядеть и чувствовать себя лучше.

Лучшие источники витамина D – красная рыба, тунец, палтус, камбала, куриные яйца.

Жителям регионов с малым количеством солнечных дней, можно в осенне-зимний период принимать витамин D в виде биологически активной добавки к пище.

Однако, ультрафиолетовые лучи способен повреждать теломеры. Избыточное пребывание на солнце вредно . При надлежащей защите от ультрафиолетовых лучей клетки кожи могут долго противостоять старению.

8. Корень астрагала удлиняет теломеры

Однако, бесконтрольный прием любого сильнодействующего иммуностимулирующего препарата может иметь негативные последствия, обязательно посоветуйтесь со своим лечащим врачом.

9. Вредные привычки и экология

Во многих исследованиях была обнаружена корреляция между курением и более интенсивным сокращением теломер .

Злоупотребление крепким алкоголем повышает уровень С-реактивного белка, вырабатываемого в печени и служащего маркером воспаления.

Кроме того, спирт превращается в ацетальдегид, вещество, с канцерогенными свойствами, который повреждает ДНК и наносит вред теломерам.

Красное вино в разумных дозах, наоборот, за счет содержащегося в нем вещества ресвератрол улучшает функцию кровеносных сосудов, разрушает жировые клетки, тормозит процесс старения.

По возможности оградите себя от токсичных веществ , избегайте продуктов, содержащих пестициды, используйте чистящие средства на основе натуральных ингредиентов, выбирайте безопасные средства личной гигиены, покупайте нетоксичную малярную краску, займитесь озеленением дома.

10.Образование и социальная поддержка

Что же касается образования, то зависимость наблюдается более или менее устойчивая: чем выше уровень образования, тем длиннее теломеры .

Очень важно, особенно с выходом на пенсию не оставаться в изоляции. Больше общайтесь с родными и друзьями, найдите себе новое посильное занятие и единомышленников, давайте работу мозгу, посещайте общественные мероприятия.

Вес, диеты, обмен веществ и теломеры

Ученые считают, что лишний вес не укорачивает теломеры буквально. А вот, объем талии (жир на животе свидетельствует об ожирении внутренних органов) и степень чувствительности к инсулину, действительно, имеет значение.

Нарушение обмена веществ, а не лишний вес, вызывает болезни и укорачивает теломеры .

Диеты также причиняют вред теломерам, т.к. вызывают стресс.

Резюме. Как удлинить теломеры

Исследования наглядно показали, что изменения в образе жизни начинают отражаться на длине теломер и количестве теломеразы за достаточно короткий период – от трех недель до четырех месяцев.

Эффект теломер книга

Подробнее о том, как образ жизни, психоэмоциональная и гормональная сферы влияют на биологический возраст через влияние на работу фермента теломеразы и длину теломер, Вы можете прочитать в книге известного ученого, лауреата Нобелевской премии по физиологии и медицине 2009 года, Элизабет Элен Блэкберн «Эффект теломер : революционный подход к более молодой, здоровой и долгой жизни».

ВРЕМЕННЫЙ ДОСТУП! Для пользователей ВКонтакте

ЧИТАТЬ КНИГУ "ЭФФЕКТ ТЕЛОМЕР"

Биологи экспериментально подтвердили способ, которым можно вернуть молодость всем тканям организма. Им удалось запустить работу фермента, который откручивает обратно часы клеточного времени и старения.

Преодолеть старение органов и тканей у мышей путем надстройки теломер в стволовых клетках удалось ученым из медицинского факультета Гарварда (Harvard Medical School, Бостон, США). Теломеры -- повторы коротких последовательностей нуклеотидов на концах хромосом -- рассматривают как маркер старения. При каждом делении клетки они укорачиваются из-за неспособности фермента ДНК-полимеразы синтезировать копию ДНК с самого конца.Остается неудвоившийся конец, который не попадает в дочернюю клетку.

теломераза Фермент, надстраивающий теломеры при делении клетки. Это обратная транскриптаза, использующая матрицу РНК для синтеза последовательности ДНК, с помощью которой удлиняется теломера.

Теломеры могут надстраиваться до прежней длины при помощи специального фермента -- теломеразы, которая работает в стволовых и половых клетках. Теломераза привлекает большое внимание специалистов, занимающихся проблемами старения. Но использовать теломеразный механизм, чтобы повернуть вспять деградацию тканей, до сих пор еще не удавалось.

Стареющие мутанты

Роналд Депиньо (Ronald A. DePinho) и его команда работали на мутантных мышах. У них теломераза не работала даже в тех клетках, в которых должна -- в стволовых и половых. Выделенные из них фибробласты могли делиться не более четырех-пяти раз, после чего деградировали. А у самих мышей во вполне молодом возрасте появлялись признаки старения: деградировали семенники, селезенка, исчезла способность к размножению. В головном мозге затормозился нейрогенез: снизилось число нейральных стволовых клеток и их превращение в нейроны и глиальные клетки – олигодендроциты. А из-за недостатка последних длинные отростки нейронов – аксоны потеряли часть своих изоляционных миелиновых оболочек. В итоге мозг мутантов стал меньше и легче по сравнению с мозгом нормальных мышей. Кроме того, у мутантов нарушилось обоняние (как обычно происходит у старых животных), так как обонятельный эпителий деградировал.

Атрофия обратима

апоптоз Запрограммированная клеточная смерть. Форма гибели клетки, при которой она уменьшается в размерах, хроматин конденсируется и фрагментируется, мембрана уплотняется, и клеточное содержимое уничтожается без выхода в окружающую среду.

миелиновая оболочка Электроизолирующая оболочка, покрывающая аксоны многих нейронов. Ее образуют глиальные клетки, в центральной нервной системе - олигодендроциты. Они накручиваются на аксон, покрывая его множественными слоями мембраны. Изоляция намного увеличивает скорость проведения нервного импульса.

Эксперимент показывает, считают авторы, что стволовые клетки взрослого организма, находящиеся в дремлющем состоянии, можно вернуть к активной жизни и размножению, если активизировать восстановление теломер. В данном эксперименте моделью послужили мутантные мыши с неработающей теломеразой, но то же самое происходит и при возрастных изменениях в организме. Работа продемонстрировала принципиальную возможность омоложения тканей путем активизации теломеразы. Хотя на этом пути надо быть очень осторожными, так как теломераза активна в раковых клетках. В данном эксперименте ученые не столкнулись с раковым перерождением тканей, однако исключить такую возможность нельзя.

Физиологическое старение – это мультифакториальное явление, которое находится в зависимости от нескольких генетических и внешних факторов. Одним из генетических факторов, влияющих на скорость старения и продолжительность жизни живых организмов, является длина теломер, теломеры находятся на концах линейных хромосом.

Некоторые современные лаборатории заявляют, что могут спрогнозировать биологическое время вашей жизни. Все, что вам нужно сделать, чтобы узнать, сколько вы сможете прожить, это предоставить 5 мл крови и около 500-700 долларов США и подождать в течение 4-5 недель!

Старение и продолжительность жизни были и остаются загадкой для многих исследователей. Процесс старения зависит от нескольких факторов, включая наличие повреждений ДНК по причине оксидативного стресса, факторов окружающей среды, хронологического (паспортного) возраста, факторов риска, таких как несчастные случаи, и т.д. Предполагается, что помимо этого важную роль в процессе старения играют определенные структуры, называемые теломерами.

Теломеры – это особые структуры, которые находятся на концах линейных хромосом. Они защищают хромосомы и обеспечивают структурную стабильность молекулам линейной ДНК. Отмечено, что во время старения длина этих структур уменьшается.

Что такое теломеры?

Располагающиеся на концах линейных хромосом, теломеры представляют собой специфический набор некодирующих, повторяющихся последовательностей ДНК. Они образуют защитный колпачок на хромосомах и выполняют функцию аналогичную пластиковым наконечникам (эглетам) на концах шнурков.

Для поврежденных концов хромосом характерна «липкость» – они могут присоединяться к другим хромосомам, становясь причиной генетических аберраций. Теломерные повторы придают линейным хромосомам стабильность и не позволяют им изнашиваться и прикрепляться друг к другу.

Почти все теломеры имеют на одной нити общую последовательность Cn(A/T)m [где n>1, а m= 1-4] ,

тогда как другая нить с одним выступающим концом имеет общую последовательность Gn(T/A)m .

Они присутствуют в большинстве эукариотических клеток, а также в определенных прокариотических организмах с линейными хромосомами. У позвоночных теломеры состоят из множественных повторов последовательности: 5′-TTAGGG-3′.

Теломеры как генетические бомбы замедленного действия

Процесс репликации ДНК эукариот начинается в молекуле ДНК с нескольких участков. Синтез новой ДНК происходит посредством лидирующей нити (которая синтезируется непрерывно) и отстающей нити (характеризующейся прерывистым синтезом ДНК). Чтобы инициировать синтез ДНК, вовлеченному в этот процесс ферменту требуется короткий фрагмент РНК, называемый РНК-праймером. В результате крайняя часть 3′-конца отстающей нити остается нескопированной.

«Представьте фотокопировальный аппарат, который делает прекрасные копии вашего текста, но всегда начинает со второй строки каждой страницы и заканчивает ее предпоследней строкой»

  • Геном: автобиография вида в 23-х главах (Мэтт Ридли)
  • Genome: The Autobiography of a Species in 23 Chapters (by Matt Ridley)

Это явление носит название «концевой недорепликации» и может приводить к потере генетической информации, содержащейся на самом конце молекулы.

Наличие теломер на конце хромосомы предотвращает подобную потерю информации. Во время каждого цикла репликации, происходящего, когда клетка делится, чтобы дать начало двум новым клеткам, часть теломерной последовательности остается нескопированной. Вследствие этого при каждом делении клеток теломеры становятся все короче и короче, этот феномен получил название «укорачивание теломер».

После череды следующих друг за другом делений теломерный участок исчезает полностью, и клетка становится сенесцентной (старой). Таким образом, теломеры служат молекулярными часами или генетической бомбой замедленного действия и не позволяют клеткам быть бессмертными. Впервые это интересное явление ограниченности количества циклов деления, которые может претерпевать клетка, пронаблюдал Леонард Хейфлик в нормальных клетках животных и человека. Он показал, что нормальные клетки плода человека, в культуре, могут делиться всего 40-60 раз, после чего происходит их физиологическое старение. Хейфлик предположил, что именно такое клеточное старение играет важную роль в процессе физического старения.

И хотя укорачивание теломер был связано со старением, точно не известно, является ли оно причиной старения, или служит одним из признаков старения, как например провисание кожи и поседение волос. Тем не менее, исследования обнаружили положительную корреляцию между теломерами и продолжительностью жизни, а также заболеваемостью у людей.

В ходе исследования, проведенного Ричардом Коутоном (Университет штата Юта), испытуемые были разделены на две группы по признаку средней длины их теломер, измеренной с использованием клеток крови. Было установлено, что участники с более длинными теломерами прожили на пять лет дольше, чем участники с более короткими теломерами. Также было отмечено, что среди людей старше 60 лет те, у кого теломеры были короче, оказались в шесть раз более уязвимыми к смерти по причине сердечных заболеваний и имели в восемь раз более высокий риск смертельных инфекций.

Можно ли обратить старение вспять?

Хотя большая часть клеток в нашем организме имеет определенную продолжительность жизни, существует небольшая группа клеток, которые обладают бессмертием. Это возможно благодаря активности рибонуклеопротеидного фермента под названием теломераза, который может формировать и сохранять теломерные повторы на концах хромосом. Этот фермент присутствует во всех молодых клетках, однако в процессе повторяющего снова и снова деления клеток его количество снижается. В случае бессмертных клеток, таких как яйцеклетки и сперматозоиды, а также некоторые иммунные клетки, активность теломеразы остается постоянной.

Итак, можно ли посредством простой активации этого фермента во всех других клетках обращать вспять или останавливать процесс старения? Группа ученых из Гарвардской медицинской школы в Бостоне создала методами генетической инженерии мышей с измененной активностью теломеразы. Этим мышам дали достичь взрослого возраста, после чего в течение месяца поддерживали активность данного фермента. У мышей наблюдалось быстрое старение, однако восстановление активности теломеразы в период зрелости привело к обращению эффектов старения вспять.

Хотя ученые изучали эффект активации теломеразы не у нормальных мышей, а исследовали аномально стареющих мышей, поразительным результатом этого эксперимента стал вывод о том, что признаки старения может обращать вспять. Этот вывод был назван «эффектом Понсе де Леона» в честь исследователя Понсе не Леона, отправившегося на поиски Фонтана молодости. Тем не менее, значимость полученных данных для человека еще не подтверждена.

Постоянная активность теломеразы также наблюдается у чрезвычайно опасных бессмертных клеток – раковых. Укороченные, но стабильные теломеры найдены в нескольких видах раковых клеток. Таким образом, активация теломеразы в целях обращения вспять процесса старения сопровождается значительным риском, который также требует оценки.

Отмечено, что точная длина теломер колеблется у разных людей одного и того же возраста. Ученые утверждают, что измерение длины теломер может позволять предугадывать биологическое время жизни человека. Такие компании, как Life Length (Испания), Telome Health, Inc. (США) и SpectraCell Laboratories, Inc. (США) проводят анализ крови, определяя среднюю длину теломер и прогнозируя таким способом длительность жизни.

Хотя польза прогнозирования продолжительности жизни человека остается под вопросом, подобные тесты пригождаются в определении того, насколько человек здоров, насколько быстро он стареет, и насколько высок у него риск определенных заболеваний и нарушений. Результаты такого анализа могут служить предупреждением, мотивируя человека на ведение здорового образа жизни и применение надежных способов достижения долголетия.

Интернет-магазин www.technodom.kz/ — это качественная техника в Казахстане.