Îmbătrânire (biologie)

Îmbătrânirea reprezintă o creștere a riscului de deces din cauze naturale în timp [1] , un proces biologic de deteriorare treptată și pierdere a unor funcții importante ale corpului sau ale părților sale, în special capacitatea de reproducere și regenerare . Datorită îmbătrânirii, organismul devine mai puțin adaptat la condițiile de mediu, își reduce și își pierde capacitatea de a lupta împotriva prădătorilor și de a rezista bolilor și rănilor . Știința care studiază îmbătrânirea umană se numește gerontologie , iar secțiunea sa, care studiază direct latura biologică a îmbătrânirii, se numește biogerontologie .

Evoluția îmbătrânirii este unul dintre misterele nerezolvate ale biologiei. Există multe teorii care explică îmbătrânirea în termeni de evoluție. În general, se crede că principala forță motrice din spatele ratei de îmbătrânire este mortalitatea exogenă într-un mediu dur, din cauza căreia presiunea evolutivă are un efect redus asupra selecției modificărilor care încetinesc îmbătrânirea. Conform teoriei acumulării mutațiilor, mutațiile dăunătoare care au efecte negative la o vârstă mai târzie (după perioada de reproducere) se pot acumula pasiv fără nicio rezistență din partea selecției naturale. Teoria pleiotropiei antagoniste abordează problema dintr-un unghi diferit, sugerând că, dacă îmbătrânirea devine rară, atunci selecția naturală va favoriza genele care oferă mai multe beneficii la începutul vieții, dar pot avea un efect negativ mai târziu în viață. Aceste teorii sunt unite de faptul că o creștere a mortalității exogene duce la o reducere evolutivă a speranței de viață și invers. Cu toate acestea, aceste teorii nu sunt universale, și există și excepții, iar prezența mortalității exogene în rândul unor ființe teoretic nemuritoare contrazice teoriile clasice [2] .

Termenul „ îmbătrânire ” poate fi folosit pentru a descrie efectele sociale ale îmbătrânirii umane, precum și pentru a descrie distrugerea sistemelor nevii, cum ar fi îmbătrânirea metalelor .

Îmbătrânirea diferitelor organisme

Fenomenul de îmbătrânire este observat într-o oarecare măsură la aproape toate organismele vii, cu excepția unui număr de organisme cu îmbătrânire neglijabilă . La persoanele în jurul vârstei de 100 de ani se observă și fenomenul de îmbătrânire neglijabilă [3] .

Îmbătrânirea și reproducerea

Reproducerea este o funcție importantă a vieții organismelor: toate celelalte procese de viață, în special îmbătrânirea și moartea , sunt adaptate nevoilor sale. Pentru a înțelege procesul de îmbătrânire, este important să evidențiem diferențele dintre strategiile de reproducere unică și multiplă . Organismele unice fetale se reproduc printr-un singur act de reproducere pe tot parcursul vieții organismului. Majoritatea organismelor monocitare sunt anuale și bienale , dar există multe insecte și câteva vertebrate , cum ar fi somonul roz și anghila . Organismele multipare, pe de altă parte, se reproduc intermitent pe o gamă de maturitate sexuală , care de obicei reprezintă cea mai mare parte a vieții.

Singletons

În formele monocitare de reproducere, îmbătrânirea are loc la sfârșitul duratei de viață, după care organismul trece printr-o etapă de îmbătrânire foarte rapidă, care duce la moartea organismului. La plante, faza senescentă este de obicei o parte integrantă a procesului regenerabil, esențială pentru finalizarea acestuia. Dispersarea semințelor, de exemplu, este însoțită de procese de coacere, scădere a fructelor și uscare a semințelor, procese care sunt inseparabile de procesul de îmbătrânire a plantei. Această îmbătrânire rapidă este cauzată de anumiți hormoni , ale căror niveluri variază în funcție de starea de dezvoltare a plantei și de condițiile de mediu. Dacă, de exemplu, eliberarea hormonului de creștere a plantei, auxina , este împiedicată prin metode experimentale, planta trăiește mai mult și trece printr-o îmbătrânire neobișnuit de lungă.

Un model similar de îmbătrânire este observat la unele insecte, care se disting prin două strategii de culoare adaptive distincte: colorarea protectoare , care camuflează insecta de potențialii prădători și colorarea descurajatoare , care indică de obicei toxicitatea insectei . Aceste două exemple de adaptare au diferite strategii optime de supraviețuire a speciilor: insectele defensive mor mai repede după finalizarea reproducerii, reducând astfel șansa prădătorilor de a învăța să le recunoască – în timp ce insectele înspăimântătoare trăiesc foarte mult după reproducere, crescând capacitatea prădătorilor de a le aminti. . Ambele strategii de adaptare au fost găsite în rândul reprezentanților familiei de molii Saturniene , care au arătat că durata de viață a acestora după reproducere este controlată de un sistem hormonal care controlează și proporția de timp pe care o petrec insectele în zbor: moliile cu o colorație protectoare petrec mai mult timp în zbor, se epuizează și mor rapid, în timp ce moliile cu o colorație înspăimântătoare zboară mai puțin, conservă energia și, ca urmare, trăiesc mai mult [4] .

Organisme multiple

Formele multiple includ majoritatea vertebratelor , cele mai multe insecte longevive , crustacee și păianjeni , cefalopode și gasteropode și plante perene. Spre deosebire de formele monocitare, organismele multipare nu au nevoie să-și folosească toate forțele vitale până la sfârșitul fazei de reproducere (faza de reproducere) pentru ca reproducerea să aibă succes, iar durata medie de viață în raport cu perioada de reproducere variază destul de semnificativ între indivizi și în funcție de specie: rozătoarele mici și păsările sălbatice folosesc, în medie, doar 10 până la 20% din sezonul lor potențial de reproducere, în timp ce balenele , elefanții , maimuțele și alte mamifere mari folosesc în mod natural mai mult de 50% din sezonul lor de reproducere și adesea chiar să-i supraviețuiască.

La organismele multipare, îmbătrânirea este treptată, fără mecanisme sistemice sau de mediu specifice evidente care ar iniția acest proces. Îmbătrânirea se manifestă în primul rând ca o scădere a capacității de reproducere a organismului. La speciile care ating o dimensiune corporală fixă, scăderea capacității de reproducere începe devreme și se accelerează odată cu vârsta. La reptilele mari , care ating maturitatea sexuală încă mici și continuă să crească pe o perioadă lungă de reproducere, numărul ouălor depuse crește odată cu vârsta pe o perioadă destul de lungă, dar în cele din urmă încetează să crească și scade treptat. Perioada de reproducere în astfel de cazuri este mai scurtă decât speranța de viață.

O altă caracteristică a organismelor multipare este dependența ratei procesului de îmbătrânire de capacitatea de reproducere și de supraviețuirea urmașilor - cele mai fertile organisme îmbătrânesc mult mai repede decât cele mai puțin fertile. Această dependență permite animalelor cu o speranță de viață scurtă să supraviețuiască din cauza urmașilor mari și animalelor infertile datorită unui număr mare de oportunități de reproducere.

Pentru o descriere matematică a îmbătrânirii organismelor multipare, se folosește uneori așa-numita lege a mortalității Gompertz-Maikham [4] (sau pur și simplu Gompertz), conform căreia probabilitatea decesului crește exponențial odată cu vârsta: , unde x este vârsta, iar p este probabilitatea relativă de deces într-o anumită perioadă de timp, a și b sunt coeficienți. Astfel, în absența unui termen constant a , mărimea populației scade odată cu vârsta cu un dublu exponent [5] . Această lege este empirică și nu este valabilă pentru toate animalele și nu pentru toate perioadele de timp, dar este cea mai simplă pentru a compara îmbătrânirea diferitelor organisme și, prin urmare, coeficientul b este adesea folosit ca indicator al ratei de îmbătrânire. $p=a+b^{x}$ $s(x)=exp[-m(b^{x}-1)]$

Legea Gompertz-Makham este doar o aproximare, valabilă în intervalul mediu de vârstă. În zona vârstei tinere, există o rată a mortalității semnificativ mai mare decât cea prevăzută de această lege. De exemplu, codul de nord poate depune până la 6 milioane de ouă în timpul depunerii , dar doar un număr mic dintre acestea supraviețuiesc până la maturitatea sexuală [6] . O astfel de mortalitate este în principal rezultatul incapacității tinerilor de a evita prădătorii, de a lupta împotriva bolilor și poate fi, de asemenea, rezultatul malformațiilor congenitale și nu este rezultatul îmbătrânirii. În zona vârstei târzii, dimpotrivă, există o scădere a mortalității în comparație cu legea Gompertz, mai precis, ieșirea probabilității decesului pe unitatea de timp pe un platou [7] . Ca și în cazul mortalității infantile, aceasta este o lege generală care se respectă chiar și în natura neînsuflețită [8] . Și deși una dintre posibilele explicații pentru acest fenomen ar putea fi eterogenitatea populației, datele actuale indică clar legătura dintre platoul mortalității cu încetinirea procesului de îmbătrânire [9] .

Pentru organismele multipare, influența factorilor dinamicii populației asupra evoluției îmbătrânirii replicative (celulele liniei generative) și somatice (corporale) este evidentă. Contribuția proporțională a individului la rata de creștere a dimensiunii unei populații prolifique scade odată cu vârsta pe măsură ce scade capacitatea de reproducere. Aceste fapte sugerează că există o dimensiune optimă a urmașilor de la un singur individ. Cât de mult poate direcționa aceasta evoluția îmbătrânirii specifice sau a metodelor de protecție împotriva îmbătrânirii cauzate de alte cauze este încă o întrebare deschisă, în care nu există un consens în rândul cercetătorilor [4] .

Îmbătrânirea în diferite grupuri taxonomice

Animale multicelulare

Efectele îmbătrânirii animalelor sunt de obicei observate numai în medii protejate (cum ar fi laboratoarele și grădinile zoologice ). În condiții naturale, prădarea , boala sau lipsa hranei sunt cauza dominantă a decesului, așa că îmbătrânirea este foarte rară. Ca regulă generală, durata de viață naturală a unui animal este doar puțin mai lungă decât timpul necesar pentru a ajunge la pubertate, iar durata maximă de viață înainte de a muri de bătrânețe este de câteva ori mai lungă (cu toate acestea, există câteva excepții de la această regulă). Următorul tabel prezintă valorile duratei maxime de viață înregistrate a unor organisme înainte de moartea de la bătrânețe, tabelul fiind întocmit în principal pe baza datelor obținute în condiții protejate.

Durata de viață a animalelor pluricelulare (ani) a

organism	Durata de viata maxima (ani)
mamifere
Balena cu capul arc ( Balaena mysticetus )	210
Om ( Homo sapiens )	122 b
Elefant ( Elephas maximus )	69-86
Cimpanzeul ( Pan troglodytes )	37-75
Câine ( Canis familiaris )	29-34
Vaca /taur domestic ( Bos taurus )	treizeci
Pisica ( Felis catus )	29
Mistret ( Sus scrofa )	27
Capra domestica ( Capra hircus )	18-20
Veverita ( Sciurus vulgaris )	15-16
Șoarece de casă ( Mus musculus )	patru
Păsări
Vulturul Turciei ( Cathartes aura )	118
Lebăda mută ( Cygnus olor )	70
Surinam Amazon ( Amazona ochrocephala )	56
Porumbel de stâncă ( Columba livia )	35
Vrabie ( Passer domesticus )	23
Rândunica hambar ( Hirundo rustica )	9
Pasăre colibri ( Colibri spp.)	opt
țânțar albastru ( Polioptila caerulea )	patru

organism	Durata de viata maxima (ani)
Reptile și amfibieni
broasca testoasa din Galapagos ( Geochelone nigra )	177
Crocodilul de Nil ( Crocodylus niloticus )	44-68
Salamandra gigantică japoneză ( Andrias japonicus )	55
Broasca verde mare ( Lithobates catesbeianus )	treizeci
Salamandra neagră europeană ( Salamandra atra )	17
Țestoasa templului ( Hieremys annandalii )	9
Peşte
Sturion de lac ( Acipenser fulvescens )	152
Somn ( Silurus glanis )	60
Mississippi gambusia ( Gambusia affinis )	2-3
crustacee
arctica islandica [10]	până la 500
Insecte
Cicada periodică (mai multe specii din genul Magicicada )	17
Regina furnicilor (Formicidae)	cincisprezece
Musca de fructe ( Drosophila melanogaster )	30 de zile
Efemerele (Imago) (Ephemeroptera)	1-3 zile de la
Alte
Anemonă ( Actiniaria )	70
Lipitoarea ( Hirudo medicinalis )	27
Râme ( Lumbricus terrestris )	zece
C.elegans	20 de zile

Note:a Acest tabel este o versiune prescurtată a tabelului din articolul Durată maximă de viață pentru a arăta intervalul aproximativ de durate de viață pentru grupurile majore de organisme. Referințele la sursele fiecărei valori sunt date în întregime. La compilarea tabelului, au fost indicate toate valorile de vârstă găsite, deși fiabilitatea lor este diferită. Cea mai bună sursă de vârstă pentru majoritatea organismelor este Baza de date AnAge datorită faptului că această bază de date conține în majoritatea cazurilor referințe detaliate la sursele primare de informații utilizate și evaluează fiabilitatea acestora.

b O persoană este capabilă să utilizeze serviciile de medicină , în plus, cazurile de viață lungă a unei persoane sunt mult mai bine documentate. Ca rezultat, durata de viață a omului pare să fie mai lungă decât cea a animalelor similare.din larva insectei trăiește până la 2-3 ani.

Factorii care afectează speranța de viață.

Speranța de viață variază foarte mult între speciile de animale . Mai mulți factori au o influență asupra acesteia. În cele mai multe cazuri, speranța de viață depinde de fertilitatea animalului: cu cât dă mai mulți pui, cu atât trăiește mai puțin. În plus, durata de viață depinde de mărimea animalului, de dimensiunea creierului său și de activitatea sa metabolică . De exemplu, de regulă, animalele mai mici au o durată de viață mai scurtă, iar animalele mai mari au o speranță de viață mai lungă.

Cele mai simple animale

Unele animale inferioare evită practic îmbătrânirea prin reînnoirea rapidă a celulelor din toate țesuturile corpului lor, ceea ce este posibil datorită unei structuri corporale simple și descentralizate. Exemple de astfel de organisme sunt anemonele de mare și hidrele de apă dulce . Într-un studiu publicat în 1998 [11] , s-a arătat că după semnele externe, citologice și capacitatea de reproducere, hidra nu a prezentat semne de îmbătrânire pe tot parcursul studiului timp de 4 ani. Chiar dacă poate, în principiu, să îmbătrânească, diferența dintre speranța de viață și timpul până la pubertate, care este de doar aproximativ o săptămână, este foarte semnificativă.

Vertebrate care îmbătrânesc încet

Deși îmbătrânirea este evidentă la majoritatea animalelor, nu este semnificativă la unele animale. Unele reptile mari, în special țestoasele , sunt exemple de astfel de animale . De exemplu, țestoasa din Galapagos ( Geochelone nigra ) poate trăi până la 177 de ani [12] , iar unii pești, precum sturionii , trăiesc mai mult de 150 de ani [13] . Cu toate acestea, durata de viață și îmbătrânirea acestor animale sunt foarte puțin înțelese. În plus, chiar și pe o viață lungă, cheltuiala energetică a acestor organisme este neglijabilă, mult mai mică decât cea a mamiferelor. În plus, aceste animale cresc treptat în dimensiune chiar și după ce au ajuns la pubertate, ceea ce le permite să dilueze celulele corpului îmbătrânite cu altele noi.

Mamifere

Relația dintre durata vieții și grupul taxonomic dintre mamifere a fost cel mai bine studiată . Primatele , în general, sunt cel mai longeviv grup, deși unele maimuțe mici din Lumea Nouă au o durată de viață scurtă. Rozatoarele de soareci sunt de scurta durata, in timp ce rozatoarele veverita ating varsta de trei ori mai mare a soarecilor. Durata de viață depinde de trei factori separați: greutatea creierului, greutatea corporală și rata metabolică [4] [14] . Dependenţa speranţei de viaţă de aceşti factori poate fi exprimată sub forma unei ecuaţii empirice: L = 5,5 E 0,54 S −0,34 M −0,42 . Durata de viață (L) a mamiferelor în ani depinde de masa creierului (E) și masa corporală (S) în grame și de rata metabolică (M) în calorii pe gram pe oră . Un exponent pozitiv pentru E (0,54) indică faptul că longevitatea mamiferelor este puternic și pozitiv corelată cu dimensiunea creierului, indiferent de dimensiunea corpului sau rata metabolică. Un coeficient de corelație negativ cu rata metabolică arată că speranța de viață scade odată cu creșterea activității organismului. Corelația negativă cu greutatea corporală indică faptul că tendința animalelor mai mari de a trăi mai mult nu este rezultatul unei dimensiuni mai mari a corpului, ci al unei mase mai mari a creierului.

Relația tipică este oarecum încălcată în cazul raselor de câini . Rasele mai mari de câini, deși ajung la pubertate mai lent, duc o viață mult mai scurtă, o diferență de aproximativ 2 ori între rasele cele mai mari și cele mai mici. Acest exemplu a fost prima observație care a arătat că selecția ar putea, în principiu, să schimbe durata de viață.

Păsări

Același tip de dependență a lui L de E, S și M este valabil și pentru păsări , dar păsările în general trăiesc mai mult decât mamiferele, în ciuda temperaturilor corporale mai ridicate și a ratelor metabolice.

Reptile

Speranța de viață a reptilelor mari depășește speranța de viață a mamiferelor de dimensiunea corespunzătoare, dar rata metabolismului lor natural este de zece ori mai mică. Astfel, pierderea totală de energie în timpul vieții la reptile este mai mică decât la mamifere.

Artropode

Durata de viață a diferitelor specii de artropode poate varia de la câteva zile la câteva decenii. Cele mai scurte insecte au o fază de reproducere scurtă; păianjenii și crustaceele cu viață lungă sunt prolifici, cu cicluri anuale de reproducere.

Costurile energiei

Animalele mari cu un creier dezvoltat, în special primatele , produc cea mai mare cantitate de energie de-a lungul vieții. De exemplu, producția totală de energie pentru o viață umană per gram de țesut este de aproximativ 1,2 milioane de calorii, în timp ce pentru viața animalelor domestice, cum ar fi pisicile și câinii , doar 0,4 milioane de calorii.

Relația de mai sus este valabilă pentru animalele cu sânge cald . Animalele cu sânge rece care intră în perioade zilnice de inactivitate sau hibernare își pot reduce semnificativ activitatea metabolică, adesea cu mai mult de un factor de zece. Liliecii insectivori de latitudini temperate sunt cel mai faimos exemplu - deși trăiesc peste 20 de ani, aproape 80% din acest timp este petrecut în hibernare profundă. Ca urmare, pierderea lor de energie de-a lungul vieții nu depășește consumul de energie al altor mamifere mici.

Singletons

După cum sa subliniat deja, modelul de îmbătrânire la singleton este foarte diferit de cel al mamiferelor. Unul dintre cele mai interesante exemple ale acestei îmbătrâniri este ciclul de viață al somonului roz . Durata normală de viață a unui pește este de aproximativ doi ani. Alevinii de somon eclozează în corpurile de apă dulce , migrează în aval spre mare, unde își petrec cea mai mare parte a vieții. După ce a ajuns la pubertate, somonii se deplasează în amonte în școli mari către zonele de depunere a icrelor , în timpul acestei călătorii, vârsta înaintată a peștelui nu este încă vizibilă, iar peștele trebuie să fie într-o formă fizică excelentă pentru a urca prin repezișuri. Cu toate acestea, deja la o săptămână după depunere , somonul moare de bătrânețe, ceea ce este ușor de observat din degradarea aproape tuturor țesuturilor corpului. Deși durata de viață variază considerabil între speciile înrudite, toate au o singură oportunitate de depunere a icrelor, după care toți peștii mor [15] .

Cicada periodică ( Magicicada spp.), cunoscută și sub numele de „Lăcustă de 17 ani”, are un model de îmbătrânire similar . Larvele sale trăiesc în pământ timp de 17 ani, după care se transformă în insecte înaripate adulte , se împerechează, depun ouă și mor. În mod normal, toate insectele dintr-un „puiet” pe un teritoriu de sute de mii de km² vor ajunge la vârsta adultă într-o perioadă de 24 de ore, ceea ce este, evident, o strategie de supraviețuire menită să împiedice păsările și alți prădători să poată face față numărului imens. de cicade, în plus, căutarea este facilitată.partener de împerechere. Durata de viață a insectelor adulte este de doar câteva săptămâni [15] .

Aceste exemple ilustrează cazul în care în formele singleton, care necesită putere și funcționalitate deplină practic pentru tot restul vieții lor, îmbătrânirea este foarte rapidă și este asociată cu finalizarea procesului de reproducere și este adesea controlată activ de mecanisme hormonale relativ simple care se poate dezvolta sub influenţa selecţiei naturale . Aceste procese specifice de îmbătrânire controlate genetic sunt un model de sfârșitul vieții programate care apar atunci când o astfel de îmbătrânire oferă un avantaj de supraviețuire pentru tineri. Dar în alte cazuri, îmbătrânirea rapidă a organismelor singleton este rezultatul epuizării organismelor care nu mai sunt necesare după reproducere.

Uzura organelor de neînlocuit. Pentru unele animale, cauza morții poate fi uzura unor organe importante de neînlocuit, chiar și cu o ușoară îmbătrânire a restului corpului. De exemplu, durata de viață a unor ierbivore este limitată prin strângerea dinților în timp ce mestecă iarbă dură . În același timp, un om poate crește doar două seturi de dinți, în timp ce cel mai longeviv erbivor, elefantul , poate crește șase, permițând înlocuirea dinților uzați cu alții noi. Cu toate acestea, din cauza îmbătrânirii relativ lente și a puținilor prădători naturali, elefanții trăiesc adesea până la o vârstă în care ultimul set de dinți s-a uzat și animalul moare de foame [15] .

Plante Durata de viață a plantelor perene (ani)

organism	Durata de viață (estimare)
Larrea tridentata ( Larrea tridentata )	11.000* [16]
Sequoiadendron gigant ( Sequoiadendron giganteum )	4000 [16] [17]
Stejar pedunculat ( Quercus robur )	2000 [17]
zada europeana ( Larix decidua )	700 [17]
Ramson ( Allium ursinum )	8—10 [18]
Măzică de lapte ( Astragalus utahensis )	3 [18]

Notă: * În acest caz, pot apărea probleme de identificare a aceluiași „individ”, deoarece se înțelege vârsta de plantare a clonelor.

În cazul plantelor, îmbătrânirea organismului nu este la fel de pronunțată ca la animale. Concepte precum îmbătrânirea, maturarea , moartea , dezvoltarea , cloroza , necroza , uscarea sunt slab delimitate și adesea se suprapun [19] . În plus, nu este clar ce să faci cu semințele , care pot persista destul de mult timp fără a prezenta nicio activitate fiziologică, sau cu părțile plantelor care dau naștere la noi plante prin înmulțire vegetativă . Durata de viață variază foarte mult între membrii regnului vegetal . Unele specii de arbori pot trăi câteva sute de ani, în timp ce unele plante erbacee trec printr-un ciclu de viață în câteva săptămâni [20] .

Când se ia în considerare durata de viață a plantelor, este important să se țină cont de faptul că mortalitatea celulară este foarte mare pe toată durata vieții plantei, iar moartea țesuturilor, sau, în cazul organismelor cu un singur fruct, a plantelor întregi, este reglementată. printr-un sistem de hormoni . Creșterea plantelor vasculare depinde de activitatea meristemelor , care sunt alcătuite din celule similare cu celulele stem animale și sunt în esență țesuturi embrionare . În cazul multor plante multifructe ( perene ), această creștere poate continua aproape la nesfârșit. Restul țesutului vegetal, însă, moare constant. De exemplu, cea mai mare parte a masei unui copac este alcătuită din celule de lemn moarte. Organele individuale ale plantelor, cum ar fi frunzele , au o durată de viață considerabil mai mică decât cea a întregului organism. Frunzișul este benefic de întreținut doar dacă contribuie la supraviețuirea întregii plante. Acest lucru poate fi observat la plantele de foioase temperate : când orele de lumină ale zilei scad sau temperaturile scad, moartea celulară programată este declanșată la plante , ceea ce duce de obicei la o schimbare a culorii frunzelor și la căderea acestora.

Această „îngălbenire” a frunzelor este adesea menționată în literatură ca senescență a frunzelor sau sindrom de senescență [21] . Prin procesul de îmbătrânire, nutrienții frunzei muribunde sunt mobilizați pentru utilizare de către alte părți ale plantei, permițându-le să crească. Disponibilitatea nutrienților, în primul rând azotul , este principalul factor limitator în creștere. În plus, plantele nu își pot schimba poziția în sol și, astfel, folosesc mineralele disponibile. Ca urmare, există o puternică presiune evolutivă asupra dezvoltării sistemelor de reciclare a componentelor necesare vieții.

Există mulți factori care pot iniția un program de îmbătrânire și de reciclare a nutrienților. La unele specii, poate provoca o nevoie de nutrienți în altă parte, cum ar fi pentru dezvoltarea semințelor [22] . De asemenea, programul de moarte a frunzișului sau a altor părți ale plantei poate fi cauzat de o scădere treptată a productivității acestora în timp din cauza îmbătrânirii aparatului fotosintetic sau a sistemului vascular al acestor părți ale corpului, similar procesului de îmbătrânire a animale [20] [21] .

Un proces de îmbătrânire similar cu cel al animalelor multipare are loc și la plante în absența îmbătrânirii programate. Acest proces se caracterizează prin modificări ale structurii celulare, similare cu modificările structurii celulelor animale. Există o scădere a mirosului pentru plantele cu producție de miros.

Organisme unicelulare

Organismele unicelulare, ca și organismele multicelulare, îmbătrânesc. Ele sunt studiate intens datorită asemănării îmbătrânirii lor cu îmbătrânirea celulară a organismelor multicelulare. Organismul model pentru studierea îmbătrânirii celulare este drojdia în devenire ( Saccharomyces cerevisiae ), care, la fel ca eucariotele , are procese biochimice similare cu cele ale celulelor senescente ale animalelor și plantelor superioare. De asemenea, au fost efectuate cercetări în rândul unor bacterii , în special E. coli și Caulobacter crescentus .

Două forme diferite de procese de îmbătrânire au fost studiate în organismele unicelulare [23] . Primul este îmbătrânirea specifică celulei mamă în timpul diviziunii celulare , în care celula mamă îmbătrânește în timp ce celula fiică resetează ceasul celular (întinerește) cu fiecare diviziune. Îmbătrânirea celulei mamă se manifestă printr-o încetinire treptată a ciclului celular , după care celula își pierde capacitatea de a face noi diviziuni, așa-numita senescență replicativă . Acest proces a fost găsit mai întâi în celulele cu diviziune asimetrică, adică în drojdia înmugurire, iar apoi în bacteria asimetrică Caulobacter crescentus , unde definiția celulei mamă este evidentă [24] . Mai târziu, observațiile diviziunii celulare au făcut posibilă determinarea celulei mamă din organismul cu diviziune simetrică - bacteria E. coli , unde celula mamă este celula cu „capătul vechi”, deși mai târziu diferențe morfologice minore între celulele mamă și cele fiice. au mai fost găsite [25] .

Vârsta în acest caz este determinată de numărul de diviziuni prin care a trecut celula, și nu de timpul calendaristic. Durata medie de viață tipică a drojdiei de laborator de tip sălbatic ( Saccharomyces cerevisiae ) este de aproximativ 25 de generații. Funcția de distribuție a duratei de viață a celulelor individuale urmează legea Gompertz, precum și durata de viață a animalelor superioare [23] . Bacteria Caulobacter crescentus are o durată medie de viață de 100 până la 130 de diviziuni [24] .

Al doilea proces de îmbătrânire întâlnit și la aceste trei organisme model este îmbătrânirea celulară cronologică, mai bine cunoscută sub numele de îmbătrânire condiționată (datorită faptului că acest proces are loc doar în anumite condiții de mediu). Acest proces se manifestă prin degradarea treptată și pierderea viabilității celulare în timpul fazei staționare [23] [26] [27] .

Folosind drojdia ca exemplu, s-a constatat că, la fel ca procesul de îmbătrânire replicativă specific celulelor mamă, îmbătrânirea condiționată este atât un proces de uzură a structurilor intracelulare, cât și un program genetic. De exemplu, peretele celular în faza staționară trece printr-o serie de modificări structurale programate genetic pentru a crește viabilitatea și durata de viață a organismului. Dar în cele din urmă celula îmbătrânește și moare [23] .

Moștenirea longevității

Moștenirea longevității în populațiile de animale, cum ar fi muștele de fructe și șoarecii, poate fi determinată prin compararea tabelelor de viață ale populațiilor naturale și ale unor mutanți și hibrizi . Conform datelor experimentale, aproximativ 30% din variația longevității femelelor și 20% din longevitatea masculilor este determinată genetic. Aceste valori sunt similare cu moștenirea unor trăsături fiziologice precum numărul de ouă depuse și producția de lapte de către animalele domestice [4] .

Coeficientul exponențial al funcției Gompertz indică rata de îmbătrânire. Diferențele de longevitate între specii sunt în primul rând rezultatul diferențelor în rata de îmbătrânire și, prin urmare, sunt exprimate în diferențe ale acestui coeficient.

Compararea tabelelor de mortalitate ale diferitelor tulpini de șoareci din aceeași specie arată că diferențele dintre tulpini sunt determinate în primul rând de diferențele dintre membrul independent de vârstă al funcției Gompertz. Dacă liniile diferă doar în termenul independent de vârstă, liniile cu durată mai scurtă au o mortalitate mai mare, care este mai mare cu o cantitate constantă de-a lungul vieții, care se manifestă în deplasarea verticală a funcției Gompertz. Se întâmplă adesea ca hibrizii de prima generație (F1) din două linii naturale să trăiască mai mult decât oricare dintre părinți. Deși nu s-au efectuat studii asupra proceselor biochimice ale unor astfel de hibrizi, tabelele de viață indică faptul că hibrizii diferă de liniile parentale numai într-un membru independent de vârstă, dar nu și într-o schimbare a ratei de îmbătrânire. Alte studii au arătat, de asemenea, că o mare parte din variația duratei de viață între tulpinile de șoareci se datorează diferențelor de susceptibilitate moștenită la anumite boli.

Moștenirea longevității la om este mai dificil de studiat, deoarece durata de viață este afectată de factori socioeconomici și de alți factori externi care complică corelațiile dintre rudele apropiate. Cu toate acestea, studiile indică unele, deși mici, ereditabilitatea speranței de viață și susceptibilitatea la boli precum cancerul și bolile de inimă, în primul rând datorită faptului că gemenii identici (identici genetic) au mai multe șanse de a avea rate similare ale acestor boli decât fraterni (genetic). diferite) gemeni, respectiv.

Modificări ale corpului în timpul îmbătrânirii

Fiziologia îmbătrânirii

Modificările care apar la mamifere sunt cel mai bine studiate, în primul rând din cauza relației acestor organisme cu oamenii, dar și datorită faptului că simptomele îmbătrânirii sunt cele mai pronunțate la aceste specii.

Toate mamiferele sunt organisme multipare, în care îmbătrânirea se desfășoară lent și acoperă aproape toate sistemele corpului. Modificările generale includ o scădere a masei corporale principale (celule vii și oase ) cu o creștere a masei totale datorită creșterii cantității de grăsime corporală și a conținutului de apă. Metabolismul bazal , adică nivelul minim de activitate metabolică , scade în toate țesuturile, la fel ca și nivelul activității voluntare, dar acesta din urmă este foarte dependent de tipul de animal și de exercițiul fizic din perioada anterioară.

Îmbătrânirea celulară

La nivel celular, îmbătrânirea se manifestă printr-o încetinire a diviziunii celulare . O parte a acestui efect este rezultatul așa-numitei limite Hayflick a diviziunii celulare somatice. Această limită se datorează absenței telomerazei active , ceea ce face ca porțiunile terminale ale cromozomilor , telomerii , să se scurteze cu fiecare diviziune. La om, o celulă somatică se poate diviza de aproximativ 52 de ori, după care telomerii dispar, iar celulele încep un program de apoptoză , „sinuciderea altruistă” a celulelor. Deși granița Hayflick este considerată principalul motiv pentru scăderea ratei de diviziune celulară, chiar și celulele stem cărora le lipsește această graniță devin mai puțin active, își încetinesc diviziunea și se diferențiază mai rar în celule somatice. Un motiv serios care împiedică progresul în domeniul îmbătrânirii celulare este că cercetările în acest domeniu se desfășoară în principal pe o populație mare de celule într-unul dintre momentele de creștere a populației celulare. Cu toate acestea, această abordare nu ne permite să urmărim întreaga secvență de modificări, începând cu apariția lor în celule individuale și terminând cu extinderea acestor modificări în populația de celule. [28] Vezi și: [29]

Genealogia celulară

Oamenii și șoarecii sunt specii de mamifere care contrastează puternic în ceea ce privește speranța de viață și incidența cancerului, care este cu câteva ordine de mărime mai mare la rozătoare decât la om. Comparația modificărilor fenotipului celular la oameni și șoareci oferă noi date despre procesele genetice care duc la îmbătrânire și transformare [28] . Analiza înregistrărilor video de filmare video computerizată a culturilor de celule vii, produse pentru a studia modificările fenotipului celulelor individuale și a descendenței acestora [30] , a făcut posibilă alcătuirea genealogiilor celulare [31] , care amintesc de genealogiile din genetica umană. Celulele progenitoare și descendenții lor au fost studiate de multe generații în multe feluri. Au fost luați în considerare până la 20 de parametri, cum ar fi aria și forma celulei, mitozele și moartea celulară, mitozele anormale, mărimea și numărul de nuclei, clasmatoza, viteza și natura mișcărilor celulare etc. [28]

Pielea și țesutul conjunctiv

Formarea de legături încrucișate între moleculele de colagen , principala proteină structurală intercelulară a corpului mamiferelor, și calcificarea mușchilor netezi și a pereților vasculari , crește rigiditatea țesutului conjunctiv . În același timp, are loc decalcificarea oaselor scheletului , în urma căreia oasele devin mai subțiri, mai puțin fiabile și mai puțin puternice. Datorită subțierii cartilajului coloanei vertebrale, lungimea corpului scade.

Sistemul nervos

În majoritatea țesuturilor, are loc atrofia celulelor și chiar a structurilor întregi, acest lucru este vizibil mai ales în unele țesuturi care sunt restabilite lent, în primul rând sistemul nervos central . Deși chiar și numărul de fibre nervoase periferice la o persoană scade cu 20% până la vârsta de 90 de ani, celulele cortexului cerebral sunt cele mai afectate . Această pierdere de neuroni este principala cauză a declinului mental la vârstnici, deși există și un anumit efect al reducerii aportului de oxigen . Acumularea de acumulări de proteine asemănătoare prionilor este, de asemenea, în creștere, ducând la demență la oameni , precum și la bolile Alzheimer și Parkinson .

Acumularea de substanțe care nu joacă un rol pozitiv

De asemenea, multe țesuturi se caracterizează prin depozite de substanțe inerte și potențial periculoase. De exemplu, pigmentul lipofuscin , absent în tinerețe, la bătrânețe reprezintă până la 3% din masa mușchiului inimii . Depozitele sunt cunoscute și în vasele de sânge – ateroscleroza .

Sunt de asemenea vizibile modificări ale sistemului endocrin , ceea ce încetinește răspunsul la schimbările din mediul extern, ca urmare, organismul devine mai sensibil la orice factori adversi ( stres ).

Sistemul imunitar

Datorită îmbătrânirii sistemului imunitar , probabilitatea reacțiilor autoimune crește cu o scădere generală a activității subsistemului dependent de timus . Ca rezultat, pe măsură ce crește probabilitatea de a dezvolta tumori din celulele canceroase , crește și riscul de boli autoimune .

Genetica îmbătrânirii

Genetica îmbătrânirii eucariote

În timpul îmbătrânirii, celulele trec printr-o serie de modificări genetice care afectează într-un fel sau altul cursul procesului de îmbătrânire. Studiile de îmbătrânire eucariote au fost efectuate folosind o serie de organisme model, cum ar fi șoarecele de casă ( Mus musculus ), musca fructelor ( Drosophila melanogaster ), nematodul Caenorhabditis elegans , ciuperca Podospora anserina și drojdia Saccharomyces cerevisiae . Studiile asupra acestor organisme au relevat prezența a cel puțin două căi care sunt activate în timpul îmbătrânirii.

Gene care influențează procesul de îmbătrânire

Podospora	Saccharomyces	Caenorhabdita	Drosophila	Mouse
grisea	LAG1	daf-2	sod1	Prop-1
	LAC1	vârsta-1 / daf-23	cat1	p66shc
	RAS1	daf-18	lună	mclk1
	RAS2	act-1 / act-2
	PHB1	daf-16
	PHB2	daf-12
	CDC7	ctl-1
	BUD1	vechi-1
	RTG2	spe-26
	RPD3	clk-1
	HDA1	mev-1
	SIR2
	SIR4-42
	UTH4
	YGL023
	SGS1
	RAD52
	FOB1

Una dintre aceste căi implică produsul genei SIR2 , histon deacetilaza dependentă de NAD ± . În drojdie , proteina Sir2 este necesară pentru reprimarea genei la trei loci (locații): locusul de împerechere a drojdiei, genele telomerilor și ADNr ribozomal. La unele specii de drojdie, recombinarea omoloagă între repetările ADNr duce la excluderea repetăților ADNr și la crearea ARNr circular extracromozomial (ECR sau ERC, din engleză. Cercuri ARNr exctachtomosomal ). Aceste ECR se replic și se acumulează de preferință în celula mamă în timpul diviziunii și provoacă senescență celulară prin legarea competitivă de factori importanți. ECR nu a fost observată la alte specii de drojdie (care prezintă, de asemenea, senescență replicativă) și la organisme superioare, cum ar fi oamenii. ADN circular extracromozomial (ecDNA, eccDNA) a fost găsit la viermi, muște și oameni. Rolul eADN-ului în îmbătrânire, dacă este cazul, este necunoscut.

În ciuda absenței unei legături între cADN și îmbătrânire în organismele superioare, copii suplimentare ale omologilor genei Sir2 sunt capabile să prelungească durata de viață atât a viermilor, cât și a muștelor. Mecanismele prin care omologii Sir2 din organismele superioare reglează durata de viață rămân neclare, dar s-a descoperit că proteina umană SIRT1 deacetilează p53 , Ku70 și familia de factori de transcripție forkhead . SIRT1 poate regla, de asemenea, alte proteine acetilate, cum ar fi CBP/p300 și poate deacetila unii aminoacizi histoni .

RAS1 și RAS2 afectează, de asemenea, îmbătrânirea în drojdie și au omologi umani. S -a demonstrat că creșterea expresiei RAS2 crește longevitatea drojdiei.

Câteva alte gene reglează îmbătrânirea în drojdie prin creșterea rezistenței la stresul oxidativ . Superoxid dismutaza, o proteină care protejează celula împotriva efectelor speciilor reactive de oxigen mitocondriale (ROS) , poate încetini îmbătrânirea drojdiei dacă este foarte exprimată pe parcursul fazei staționare.

Factorul de creștere asemănător insulinei IGF-1 joacă un rol important în reglarea îmbătrânirii în organismele superioare . Mutațiile care afectează calea de semnalizare asemănătoare insulinei la viermi, muște și șoareci sunt adesea asociate cu o durată de viață crescută. Această cale este inhibată de restricția calorică și, la rândul său, afectează durata de viață printr-un mecanism dependent de proteinele p53 / p21 / Akt [32] .

În drojdie, activitatea Sir2 este reglată de nicotinamidaza PNC1. Producția de PNC1 este crescută la nivel transcripțional în condiții de stres , cum ar fi în timpul unei diete cu conținut scăzut de calorii, șoc termic sau șoc osmotic . Prin transformarea nicotinamidei în niacină , nicotinamidaza utilizează nicotinamida, care inhibă activitatea Sir2. Nicotinamidaza a fost găsită și la oameni, unde este cunoscută sub numele de PBEF și poate avea o funcție similară, iar forma secretată de PBEF, cunoscută sub numele de visfatin , poate ajuta la reglarea nivelului de insulină seric . Nu se știe, totuși, dacă aceste mecanisme există și la om din cauza diferențelor semnificative în fiziologia șoarecelui și umană.

S-a demonstrat că activitatea Sir2 crește în condiții de restricție calorică în dieta șoarecilor. Din cauza lipsei de glucoză disponibilă în celule, se creează mai mult NAD+ liber, ceea ce duce la activarea Sir2. Resveratrolul , un polifenol care se găsește în unele fructe , crește durata de viață a drojdiei, viermilor și muștelor prin activarea Sir2 și mimând efectul unei diete sărace în calorii.

Potrivit unor date, fluctuațiile în exprimarea multor gene pot favoriza și procesul de îmbătrânire [33] . Celulele individuale, identice genetic, pot avea răspunsuri semnificativ diferite la stimuli externi și durate de viață semnificativ diferite, ceea ce indică faptul că factorii epigenetici joacă un rol important în exprimarea genelor și îmbătrânirea.

Genetica îmbătrânirii bacteriene

Se știe mult mai puțin despre îmbătrânirea bacteriilor , în ciuda structurii lor mai simple și a ușurinței de observare. Dintre bacterii, sunt mai cunoscute modificările care apar în timpul îmbătrânirii condiționate (îmbătrânirea cronologică în faza staționară) a bacteriilor E. coli [34] .

Majoritatea modificărilor controlate genetic în timpul îmbătrânirii condiționate la E. coli se datorează modificărilor nivelului de exprimare a factorului sigma σ s , care este responsabil pentru expresia genelor asociate cu repararea proteinelor deteriorate, similar cu C. gena elegans daf-16 și genomul RAS al drojdiei . /P.K.A . _ σ s concurează cu un alt factor sigma, σ 70 , care este responsabil pentru creșterea bacteriilor și nu este niciodată exprimat la „puterea deplină”. Astfel, bacteria continuă o creștere limitată chiar și în condiții de fază staționară, ceea ce îi permite să reia rapid creșterea dacă condițiile se schimbă, dar dezavantajul este că σ s nu poate face față stresului oxidativ semnificativ . Astfel, activitatea reziduală a lui σ 70 în faza staționară este un exemplu de așa-numită pleiotropie antagonistă (vezi mai jos ), un tip de sistem genetic care se dezvoltă ca urmare a unui efect pozitiv în anumite etape ale vieții, în ciuda unui efect negativ la alte etape mai rare.

Motive pentru îmbătrânire

Istoria cercetării

Primele încercări de explicație științifică a îmbătrânirii au început la sfârșitul secolului al XIX-lea . Într-una dintre primele lucrări, Weisman [35] a propus o teorie a originii îmbătrânirii ca o proprietate care a apărut ca urmare a evoluției . Potrivit lui Weisman, „organismele care nu sunt în vârstă nu numai că nu sunt utile, ci sunt dăunătoare pentru că iau locul tinerilor”, ceea ce, potrivit lui Weisman, ar fi trebuit să ducă evoluția să provoace îmbătrânirea.

Un pas important în studiul îmbătrânirii a fost un raport al profesorului Peter Medawar către Societatea Regală din Londra în 1951 , intitulat „O problemă nerezolvată în biologie” [36] . În această prelegere, el a subliniat că animalele din natură rareori trăiesc până la o vârstă în care îmbătrânirea devine vizibilă, astfel încât evoluția nu ar putea influența dezvoltarea îmbătrânirii. Această lucrare a marcat începutul unei serii de noi studii.

În următorii 25 de ani, cercetarea a fost predominant descriptivă. Totuși, de la sfârșitul anilor 1970, au apărut un număr mare de teorii care au încercat să explice îmbătrânirea [37] . De exemplu, într-o renumită recenzie a literaturii despre acest subiect, publicată de Caleb Finch în 1990, existau aproximativ 4 mii de referințe [38] . Abia la sfârșitul anilor 1990 situația a început să se clarifice, iar majoritatea autorilor au început să tragă concluzii generale.

Toate teoriile îmbătrânirii pot fi împărțite condiționat în două mari grupe: teorii evolutive și teorii bazate pe deteriorarea accidentală a celulelor. Primii cred că îmbătrânirea nu este o proprietate necesară a organismelor vii, ci un proces programat. Potrivit acestora, îmbătrânirea s-a dezvoltat ca urmare a evoluției datorită unora dintre beneficiile pe care le oferă întregii populații . În schimb, teoriile daunelor sugerează că îmbătrânirea este rezultatul unui proces natural de acumulare a daunelor în timp împotriva căruia organismul încearcă să lupte, iar diferențele de îmbătrânire în diferite organisme sunt rezultatul eficienței diferite a acestei lupte. Această din urmă abordare este acum considerată stabilită în biologia îmbătrânirii [39] [40] [41] . Cu toate acestea, unii cercetători încă apără abordarea evoluționistă [15] , iar alții ignoră complet împărțirea în teorii evoluționiste și daune. Această din urmă afirmație este parțial rezultatul unei schimbări de terminologie: în unele scrieri recente, termenul „teorii evolutive” se referă nu la teoriile „îmbătrânirii programate”, care sugerează apariția evolutivă a îmbătrânirii ca fenomen benefic, ci la o abordare care descrie de ce organismele ar trebui să îmbătrânească spre deosebire de chestiunea bazelor biochimice și fiziologice ale îmbătrânirii.

De ce apare îmbătrânirea

Abordare evolutiv-genetică

Ipoteza care a stat la baza abordării genetice a fost propusă de Peter Medawar în 1952 [36] și este cunoscută acum ca „ teoria acumulării mutațiilor ” . Medawar a observat că animalele din natură trăiesc foarte rar până la o vârstă în care îmbătrânirea devine vizibilă. Conform ideii sale, alelele care apar în perioadele ulterioare ale vieții și care apar ca urmare a mutațiilor celulelor germinale sunt supuse unei presiuni evolutive destul de slabe, chiar dacă proprietăți precum supraviețuirea și reproducerea suferă ca urmare a acțiunii lor. Astfel, aceste mutații se pot acumula în genom de-a lungul multor generații. Cu toate acestea, orice individ care a reușit să evite moartea pentru o lungă perioadă de timp experimentează efectele acestora, care se manifestă prin îmbătrânire. Același lucru este valabil și pentru animalele aflate în condiții protejate.

Mai târziu, în 1957, D. Williams [42] a sugerat existența unor gene pleiotrope care au efecte diferite asupra supraviețuirii organismelor în diferite perioade de viață, adică sunt utile la o vârstă fragedă, când efectul selecției naturale este puternic, dar dăunător mai târziu, când efectul selecției naturale este slab. Această idee este acum cunoscută ca „ pleiotropie antagonistă ” ( în engleză: pleiotropie antagonistă ).

Împreună, aceste două teorii formează baza ideilor moderne despre genetica îmbătrânirii [41] . Cu toate acestea, identificarea genelor responsabile a avut doar un succes limitat. Dovezile pentru acumularea de mutații rămân controversate [43] , în timp ce dovezile pentru genele pleiotrope sunt mai puternice, dar nu bine fundamentate. Exemple de gene pleiotrope includ gena telomerazei la eucariote și factorul sigma σ 70 la bacterii. Deși se știe că multe gene afectează durata de viață a diferitelor organisme, nu au fost încă găsite alte exemple clare de gene pleiotrope [44] .

Abordare evolutiv-fiziologică

Teoria pleiotropiei antagoniste prezice că trebuie să existe gene cu efect pleiotrop, a căror selecție naturală duce la debutul îmbătrânirii. Într-adevăr, au fost găsite mai multe gene cu efect pleiotrop în diferite etape ale vieții - sigma-70 la E. coli , telomeraza la eucariote, dar nu s-a demonstrat nicio legătură directă cu îmbătrânirea, în plus, nu s-a demonstrat că acesta este un tipic fenomen pentru toate organismele, responsabil de toate efectele îmbătrânirii. Adică, aceste gene pot fi considerate doar candidați pentru rolul genelor prezis de teorie. Pe de altă parte, o serie de efecte fiziologice sunt prezentate fără a se determina genele responsabile pentru acestea. Adesea putem vorbi despre compromisuri similare celor prezise de teoria pleiotropiei antagoniste, fără a defini clar genele de care depind. Baza fiziologică pentru astfel de compromisuri se află în așa-numita teorie a somei de unică folosință [ 45 ] . Această teorie se întreabă cum ar trebui organismul să-și gestioneze resursele (în prima versiune a teoriei era vorba doar despre energie) între întreținerea, repararea somei și alte funcții necesare supraviețuirii. Nevoia de compromis apare din resursele limitate sau din nevoia de a alege cel mai bun mod de a le folosi.

Întreținerea corpului ar trebui să se facă doar atât cât este necesar în timpul normal de supraviețuire în natură. De exemplu, întrucât 90% dintre șoarecii sălbatici mor în primul an de viață (în mare parte din cauza frigului), investiția de resurse în supraviețuire în timp va afecta doar 10% din populație. Durata de viață de trei ani a șoarecilor este complet suficientă pentru toate nevoile naturii, dar din punct de vedere al evoluției, resursele ar trebui cheltuite, de exemplu, pentru îmbunătățirea păstrării căldurii sau a reproducerii în loc să lupte împotriva bătrâneții. Astfel, durata de viață a unui șoarece se potrivește cel mai bine condițiilor ecologice ale vieții sale.

Teoria corpului de unică folosință face mai multe presupuneri despre fiziologia procesului de îmbătrânire. Conform acestei teorii, îmbătrânirea rezultă din funcțiile imperfecte de reparare și întreținere ale celulelor somatice care sunt adaptate pentru a satisface nevoile mediului. Daunele, la rândul lor, sunt rezultatul proceselor stocastice asociate cu activitatea vitală a celulelor. Longevitatea este controlată de controlul genelor care sunt responsabile de aceste funcții, iar nemurirea celulelor generatoare, spre deosebire de celulele somatice, este rezultatul unei cheltuiri mari de resurse și, eventual, a absenței unor surse de deteriorare.

Cum apare îmbătrânirea

Mecanisme moleculare

Există dovezi pentru mai multe mecanisme majore de deteriorare a macromoleculelor, care de obicei funcționează în paralel unul cu celălalt sau depind unul de celălalt [41] . Este probabil ca oricare dintre aceste mecanisme să joace un rol dominant în anumite circumstanțe.

În multe dintre aceste procese, speciile reactive de oxigen (în special , radicalii liberi ) joacă un rol important , un set de dovezi pentru influența lor a fost obținut cu destul de mult timp în urmă și este acum cunoscut sub numele de „ teoria radicalilor liberi a îmbătrânirii ”. Astăzi, însă, mecanismele îmbătrânirii sunt mult mai detaliate. De exemplu, s-a descoperit că natura metilării ADN-ului din genom este strâns legată de vârsta cronologică [46] [47] [48] [49]

Teoria mutațiilor somatice

Multe studii au arătat o creștere a numărului de mutații somatice și a altor forme de deteriorare a ADN -ului odată cu vârsta , sugerând repararea ADN- ului ca un factor important în menținerea longevității celulare. Deteriorarea ADN-ului este tipică pentru celule și este cauzată de factori precum radiațiile dure și speciile reactive de oxigen și, prin urmare, integritatea ADN-ului poate fi menținută numai prin mecanisme de reparare. Într-adevăr, există o relație între longevitate și repararea ADN-ului, așa cum demonstrează enzima poli - ADP - riboză polimerază - 1 (PARP-1), un jucător important în răspunsul celular la deteriorarea ADN-ului indusă de stres [50] . Niveluri mai ridicate de PARP-1 sunt asociate cu o durată de viață mai lungă.

Acumularea proteinelor modificate

Ciclul proteinelor este , de asemenea, important pentru supraviețuirea celulară , pentru care apariția proteinelor deteriorate și în exces este critică. Proteinele oxidate sunt un rezultat tipic al influenței speciilor reactive de oxigen, care se formează ca urmare a multor procese metabolice ale celulei și adesea interferează cu funcționarea corectă a proteinei. Cu toate acestea, mecanismele de reparare nu pot recunoaște întotdeauna proteinele deteriorate [34] și devin mai puțin eficiente odată cu vârsta [41] din cauza scăderii activității proteazomului [51] . În unele cazuri, proteinele fac parte din structurile statice, cum ar fi peretele celular , care nu pot fi descompuse cu ușurință. Turnover-ul proteic depinde și de proteinele însoțitoare , care ajută proteinele să obțină conformația necesară . Odată cu vârsta, se observă o scădere a activității reparatorii [52] , deși această scădere poate fi rezultatul unei supraîncărcări de chaperone (și protoazomi) cu proteine deteriorate.

Există dovezi că acumularea de proteine deteriorate are loc odată cu vârsta și poate fi responsabilă pentru boli legate de vârstă, cum ar fi boala Alzheimer, boala Parkinson și cataracta .

Teoria mitocondrială

Teoria mitocondrială a îmbătrânirii a fost propusă pentru prima dată în 1978 (teoria mitocondrială a dezvoltării, îmbătrânirii și creșterii maligne) [53] [54] . Esența sa constă în faptul că o încetinire a reproducerii mitocondriilor în celulele foarte diferențiate din cauza unei deficiențe a proteinelor mitocondriale codificate în nucleu creează condiții pentru apariția și selecția selectivă a mtDNA cu deleție defectuoasă , o creștere a proporției care treptat. reduce aportul de energie al celulelor. În 1980, a fost propusă o teorie mitocondrială radicală a îmbătrânirii [55] . Acum există o mulțime de date[ unde? ] indicând faptul că radicalii liberi nu sunt cauza îmbătrânirii naturale . Aceste date nu infirmă teoria mitocondrială a îmbătrânirii ( 1978 ), care nu se bazează pe radicalii liberi, ci demonstrează falsitatea versiunii radicale a teoriei mitocondriale a îmbătrânirii (1980) .

Importanța legăturii dintre stresul molecular și îmbătrânire a fost sugerată pe baza observațiilor privind efectul acumulării de mutații în ADN-ul mitocondrial ( mtDNA ) [56] . Aceste date au fost susținute de observarea unei creșteri cu vârsta a numărului de celule lipsite de citocrom c oxidază ( COX), care este asociată cu mutații ADNmt. Astfel de celule au adesea tulburări în producția de ATP și echilibrul energetic celular.

Pierderea telomerilor

În multe celule umane, pierderea capacității celulelor de a se diviza este asociată cu pierderea telomerilor de la capetele cromozomilor, care se pierd după un anumit număr de diviziuni. Acest lucru se datorează absenței enzimei telomerazei , care în mod normal este exprimată numai în celulele germinale și stem. Telomeraza le permite să se divizeze continuu, formând țesuturi și organe. La adulți, telomeraza este exprimată în celule care trebuie să se dividă frecvent, dar majoritatea celulelor somatice nu o produc. Telomeraza este considerată cheia nemuririi celulare, „fântâna tinereții”. Această enzimă permite celulelor să se înmulțească rapid fără a îmbătrâni.

Deoarece în prezent nu se știe în ce măsură distrugerea telomerilor afectează procesul de îmbătrânire [57] , principalele cercetări se concentrează pe procesele de menținere a integrității ADN-ului și, în special, a regiunilor sale telomerice. Michael Fossel a sugerat într-un interviu că tratamentul cu telomerază poate fi folosit nu numai pentru a lupta împotriva cancerului , ci chiar și pentru a lupta împotriva îmbătrânirii umane și, astfel, a crește speranța de viață. El crede că în următorul deceniu vor fi efectuate primele teste ale metodelor telomerazei pentru creșterea speranței de viață a omului.

S-a constatat recent că stresul oxidativ (eliberarea excesivă de specii reactive de oxigen) poate avea un efect și asupra pierderii telomerilor, accelerând foarte mult acest proces în anumite țesuturi [58] .

Teoria epigenetică a îmbătrânirii

Celulele pierd încet markeri de cromatina reprimați în timp, ceea ce poate fi asociat cu diferențierea celulelor în organism. Pierderea markerilor de represiune ar trebui să ducă mai devreme sau mai târziu la dereprimarea transpozonilor latenți, respectiv, la o creștere a cantității de deteriorare a ADN-ului cauzată de aceștia, urmată de activarea sistemelor de reparare a ADN-ului celular. Acestea din urmă, pe lângă participarea la repararea ADN-ului, provoacă și recombinări neautorizate în telomeri. De asemenea, este posibil ca recombinazele transpozonice să poată iniția direct astfel de recombinări. Ca rezultat, secțiunile extinse ale ADN-ului telomeric sunt convertite în inele și se pierd, iar telomerii sunt scurtați de lungimea ADN-ului circular pierdut. Acest proces accelerează pierderea de ADN telomeric de zece ori, iar apoptoza ulterioară a majorității celulelor predetermină îmbătrânirea ca fenomen biologic. Teoria propusă este o alternativă la ipoteza îmbătrânirii programate genetic și la ipoteza îmbătrânirii ca o consecință a acumulării de erori și deteriorări, explică mecanismul pierderii accelerate a telomerilor în cazul stresului oxidativ și leziunilor ADN, precum și relația dintre îmbătrânire și apariția tumorilor [59] .

Mecanisme de sistem și rețea

În stadiile incipiente ale cercetării privind îmbătrânirea, numeroase teorii au fost văzute ca fiind în competiție în explicarea efectelor îmbătrânirii. Cu toate acestea, astăzi se crede că multe mecanisme de deteriorare a celulelor funcționează în paralel, iar celulele trebuie, de asemenea, să cheltuiască resurse pentru a combate multe mecanisme. Pentru a explora interacțiunea dintre toate mecanismele de control al daunelor, a fost propusă o abordare sistemică a îmbătrânirii care încearcă să ia în considerare simultan un număr mare de astfel de mecanisme. Mai mult, această abordare poate separa clar mecanismele care funcționează în diferite etape ale vieții unui organism. De exemplu, acumularea treptată a mutațiilor în ADN-ul mitocondrial duce adesea la acumularea de specii reactive de oxigen și o scădere a producției de energie, care, la rândul său, duce la o creștere a ratei de deteriorare a ADN-ului și a proteinelor celulare.

Un alt aspect care face ca abordarea sistemelor să fie atractivă este înțelegerea diferenței dintre diferitele tipuri de celule și țesuturi din organism. De exemplu, celulele care se divid activ sunt mai susceptibile de a suferi acumularea de mutații și pierderea telomerilor decât celulele diferențiate. În același timp, este necesar să lămurim că această teză nu se aplică celulelor transformate și tumorale care se divizează rapid și repetat, care nu pierd telomeri și nu acumulează mutații. Celulele diferențiate sunt mai susceptibile de a suferi de deteriorare a proteinelor decât celulele care împart rapid și „diluează” proteinele deteriorate cu cele nou sintetizate. Chiar dacă o celulă își pierde capacitatea de a prolifera din cauza proceselor de îmbătrânire, echilibrul mecanismelor de deteriorare din ea se schimbă.

Abordarea populației

O altă abordare a studiului îmbătrânirii este studiul dinamicii populației a îmbătrânirii . Toate modelele matematice ale îmbătrânirii pot fi împărțite aproximativ în două tipuri principale: modele de date și modele de sistem [60] . Modelele de date sunt modele care nu folosesc și nu încearcă să explice nicio ipoteză despre procesele fizice din sistemele pentru care sunt obținute aceste date. Modelele de date includ, în special, toate modelele de statistică matematică. Spre deosebire de acestea, modelele de sistem sunt construite în principal pe baza legilor fizice și a ipotezelor despre structura sistemului, principalul lucru în ele este verificarea mecanismului propus.

Prima lege a îmbătrânirii este legea Gompertz, care oferă un model cantitativ simplu de îmbătrânire. Această lege face posibilă separarea a două tipuri de parametri ai procesului de îmbătrânire. Studiile privind abaterea legii îmbătrânirii de la curba Gompertz pot oferi informații suplimentare cu privire la mecanismele specifice de îmbătrânire într-un organism dat. Cel mai cunoscut efect al acestei abateri este platoul mortalității la o vârstă mai târzie în loc de creșterea exponențială observată la multe organisme [9] . Pentru a explica acest efect, au fost propuse mai multe modele, printre care se numără variații ale modelului Strehler-Mildwan [61] și teoria fiabilității [62] [63] .

Modelele de sistem iau în considerare mulți factori individuali, evenimente și fenomene care afectează direct supraviețuirea organismelor și nașterea urmașilor. Aceste modele consideră îmbătrânirea ca un echilibru și redistribuire a resurselor atât din punct de vedere fiziologic (în timpul vieții unui organism), cât și din punct de vedere evolutiv . De regulă, mai ales în acest din urmă caz, vorbim despre repartizarea resurselor între costurile directe ale nașterii puilor și costurile supraviețuirii părinților [60] .

Răspunsul celular la îmbătrânire

O problemă importantă a îmbătrânirii la nivelul celulelor și țesuturilor este răspunsul celular la deteriorare. Datorită naturii stocastice a daunelor, celulele individuale îmbătrânesc, de exemplu datorită atingerii limitei Hayflick , mai repede decât alte celule. Astfel de celule au potențialul de a amenința sănătatea întregului țesut. Această amenințare este cea mai mare în rândul celulelor stem cu diviziune rapidă, cum ar fi măduva osoasă sau celulele epiteliale intestinale , datorită potențialului mare al acestor țesuturi de a crea celule mutante, posibil canceroase. Se știe că celulele acestor țesuturi sunt cele care răspund rapid la deteriorare prin inițierea programului de apoptoză. De exemplu, chiar și dozele mici de radiații (0,1 Gy ) induc apoptoza în celulele epiteliale intestinale și chiar stresul chimic ușor induce apoptoza în celulele stem la șoarecii bătrâni.

De regulă, în astfel de țesuturi, apoptoza masivă este un semn al creșterii numărului de leziuni celulare. Pe de altă parte, în alte țesuturi, răspunsul la o creștere a nivelului de deteriorare poate fi oprirea celulelor într-un anumit stadiu al ciclului celular pentru a opri diviziunea [41] . Echilibrul dintre apoptoză și oprirea celulelor deteriorate este cel mai important ca compromis între îmbătrânire și cancer [64] . Adică, fie organismul trebuie să omoare celulele deteriorate, fie să le permită să existe, crescând riscul de cancer. Astfel, scurtarea p53 și a telomerilor, factori importanți în inducerea apoptozei celulare, pot fi văzute ca un exemplu de pleiotropie antagonistă, așa cum s-a discutat mai sus.

Pentru a rezuma, conform conceptelor moderne, celula îmbătrânește ca urmare a acumulării de daune. Rata acestei acumulări este determinată, în primul rând, de costurile determinate genetic pentru repararea și întreținerea structurilor celulare, care la rândul lor sunt determinate de organism pentru a satisface nevoile sale de mediu. Organismele cu viață lungă au costuri ridicate (uneori metabolisme mai lungi), rezultând o acumulare mai lentă a daunelor. Pentru a combate riscul reprezentat de celulele deteriorate, organismul a creat un sistem de mecanisme pentru a le face față, care implică adesea un al doilea set de compromisuri.

Lupta politică împotriva îmbătrânirii

În iulie 2012, mai întâi în Rusia , iar apoi în SUA, Israel și Țările de Jos s-a anunțat [65] începutul creării partidelor politice de prelungire a vieții. Aceste partide au scopul de a oferi sprijin politic revoluției științifice și tehnologice care se desfășoară în prezent [66] în domeniul extinderii vieții și să asigure cea mai rapidă și în același timp nedureroasă tranziție a societății la următoarea etapă a dezvoltării ei - cu o creșterea radicală a speranței de viață a omului, întinerirea și îmbătrânirea se opresc pentru ca majoritatea oamenilor care trăiesc în prezent să aibă timp să profite de realizările științei și să-și mărească viața. Oamenii de știință de frunte din lume în domeniul îmbătrânirii consideră că îmbătrânirea ar trebui inclusă oficial în lista bolilor și sindroamelor bolii a Organizației Mondiale a Sănătății, despre care a fost trimisă o scrisoare colectivă către OMS în urma rezultatelor celei de-a 3-a Conferințe Internaționale „Genetica Aging and Longevity”, care a avut loc la Soci în aprilie 2014 .

Vezi și

Note

↑ Komarovsky, P. Polina Loseva - Cum să învingi îmbătrânirea : În sens invers acelor de ceasornic: [ arh. 23 septembrie 2021 ] // Răspunsuri raționale. - 2021. - 22 septembrie.
↑ Adiv A. Johnson, Maxim N. Shokhirev, Boris Shoshitaishvili. Renovarea teoriilor evolutive ale îmbătrânirii // Aging Research Reviews. — 2019-11. — noiembrie ( vol. 55 ). — P. 100947 . — ISSN 1872-9649 . - doi : 10.1016/j.arr.2019.100947 . Arhivat din original pe 21 decembrie 2021.
↑ Decelerare a mortalității la sfârșitul vieții, Nivelarea mortalității, Platouri de mortalitate . Consultat la 29 octombrie 2007. Arhivat din original pe 12 martie 2012. (nedefinit)
↑ 1 2 3 4 5 Îmbătrânire . _ Enciclopedia Britannica . Consultat la 29 octombrie 2007. Arhivat din original pe 29 septembrie 2007.
↑ Curba Gompertz . Wolfram mathworld . Consultat la 29 octombrie 2007. Arhivat din original pe 13 septembrie 2007.
↑ Cod de Nord - O chestiune de supraviețuire . Consultat la 29 octombrie 2007. Arhivat din original pe 9 mai 2012.
↑ Decelerare a mortalității la sfârșitul vieții, Nivelarea mortalității, Platouri de mortalitate . Dezvăluirea secretelor longevității umane . Consultat la 29 octombrie 2007. Arhivat din original pe 12 martie 2012.
↑ Angelos Economos. O paradigmă non-Gompertziană pentru cinetica mortalității animalelor metazoare și cinetica eșecului produselor fabricate // Age . - 1979. - Vol. 2 . - P. 74-76 . Arhivat din original la 30 septembrie 2007.
↑ 1 2 Rose MR, Rauser CL, Mueller LD, Benford G. A revolution for aging research // Biogerontology. - 2006. - T. 7 , nr 4 . - S. 269-277 . - PMID 16612665 .
↑ Scoici de 400 de ani găsite. — Știri și evenimente la Universitatea Bangor . Data accesului: 30 ianuarie 2008. Arhivat din original la 13 decembrie 2007. (nedefinit)
↑ Tiparele de mortalitate sugerează norocul senescenței în Hydra // Gerontologie experimentală. - 1998. - Vol. 33 . - P. 217-225 . Arhivat din original pe 9 iulie 2007.
↑ Unele animale îmbătrânesc, altele nu . senescence.org . Data accesului: 29 octombrie 2007. Arhivat din original la 16 iulie 2007.
↑ Finch, C.E. Longevity, Senescence, and the Genome / The University of Chicago Press, Chicago and London.. - 1990.
↑ John R. Speakman. Dimensiunea corpului, metabolismul energetic și durata de viață (engleză) // Jurnalul de biologie experimentală : jurnal. — Compania de biologi, 2005. - Vol. 208 . - P. 1717-1730 . Arhivat din original pe 7 august 2007.
↑ 1 2 3 4 Evoluția îmbătrânirii . Consultat la 29 octombrie 2007. Arhivat din original pe 27 septembrie 2007.
↑ 1 2 Durata maximă de viață a unor plante și animale . Microsoft encarta . Arhivat din original pe 9 octombrie 2007.
↑ 1 2 3 Vârste maxime pentru unele plante cu semințe . Enciclopedia Britannica . Arhivat din original pe 15 februarie 2008.
↑ 1 2 Durata de viață a unor plante medicinale . Arhivat din original pe 16 iulie 2007. (nedefinit)
↑ Thomas Howard și colab. Definirea senescencei și a morții (engleză) // Journal of experimental botany. - 2003. - Vol. 54 , nr. 385 . - P. 1127-1132 .
↑ 1 2 Leonard Guarente, Gary Ruvkun și Richard Amasino. Îmbătrânirea, durata de viață și senescența // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . - 1998. - Vol. 95 , nr. 19 . - P. 11034-11036 .
↑ 1 2 Bleecker, A. & Patterson, S. Senescence , Abscission, and Meristem Arrest in Arabidopsis // Plant Cell . - 1997. - Vol. 9 . - P. 1169-1179 .
↑ Nood, E., LD & Guiamet, JJ {{{titlu}}} // Handbook of the Biology of Aging / Schneider, EL & Rowe, JW. - 1996. - S. 94-118 .
↑ 1 2 3 4 Peter Laun și colab. Drojdia ca model pentru îmbătrânirea cronolohică și reproductivă – O comparație (engleză) // gerontologie experimentală : jurnal. - 2006. - Vol. 41 . - P. 1208-1212 .
↑ 1 2 Martin Ackerman et al. Senescență într-o bacterie cu diviziune asimetrică (engleză) // Știință. - 2003. - Vol. 300 .
↑ Eric J. Stewart și colab. Îmbătrânirea și moartea într-un organism care se reproduce prin diviziunea simetrică morfologic (engleză) // PLoS Biology : jurnal. - 2005. - Vol. 3 , nr. 2 . — P.e45 _
↑ Dukan S., Nyström T. Senescența bacteriană: staza are ca rezultat oxidarea crescută și diferențială a proteinelor citoplasmatice care duce la inducerea dezvoltării regulonului șocului termic // Genes and Development : journal . - 1998. - Vol. 12 . - P. 3431-3441 . Arhivat din original pe 27 septembrie 2007.
↑ Thomas Nystroem. Senescența bacteriană, moartea programată și sterilitatea premeditată (engleză) // ASM News : jurnal. - 2005. - Vol. 71 , nr. 8 . — P. 363 . Arhivat din original pe 29 februarie 2008.
↑ 1 2 3 Institutul de Genetică și Citologie al Academiei Naționale de Științe din Belarus, O. V. Kvitko, „STUDY OF CELLULAR AING” (link inaccesibil) . Data accesului: 20 mai 2009. Arhivat din original la 23 aprilie 2008. (nedefinit)
↑ Jung Y, Brack AS (2014). Mecanisme celulare ale îmbătrânirii celulelor stem somatice Arhivat 25 mai 2021 la Wayback Machine . Curr Top Dev Biol. 2014; 107:405-438. doi : 10.1016/B978-0-12-416022-4.00014-7
↑ Exemplu video de cultură de fibroblaste embrionare umane (link nu este disponibil) . Consultat la 20 mai 2009. Arhivat din original pe 24 februarie 2008. (nedefinit)
↑ Pedigree of fibroblast culture cells (link inaccesibil) . Data accesului: 20 mai 2009. Arhivat din original la 21 februarie 2008. (nedefinit)
↑ Tohru Minamino, Issei Komuro. Roluri critice ale senescenței induse de insulină în vasculopatia diabetică (engleză) // Prevenirea bolilor vasculare : jurnal. - 2007. - Vol. 4 , nr. 3 . - P. 194-200 . Arhivat din original pe 12 iunie 2018.
↑ Ryley J., Pereira-Smith OM Microfluidics device for single cell gene expression analysis in Saccharomyces cerevisiae // Yeast . - 2006. - Vol. 23 , nr. 14-15 . - P. 1065-1073 . Arhivat din original pe 23 octombrie 2007.
↑ 12 Thomas Nystrom . Bacteriile senescensein condiționate: moartea nemuritorilor (engleză) // Microbiologie moleculară : jurnal. - 2003. - Vol. 48 . - P. 17-23 .
↑ Weissmann A. Essays upon Heredity and Kindred Biological Problems (engleză) / Oxford Clarendon Press. - 1889. - Vol. unu.
↑ 1 2 Medawar PB O problemă nerezolvată în biologie / Lewis. - Londra, 1952.
↑ Elina Drevina. De ce îmbătrânim (link nu este disponibil) . Digest Intelligent Information Technologies (3 decembrie 2009). Consultat la 23 decembrie 2009. Arhivat din original pe 27 decembrie 2009. (nedefinit)
↑ Finch C. Senescence, Longevity, and the Genome / The University of Chicago Press . — 1990.
↑ Robin Holliday. Îmbătrânirea nu mai este o problemă nerezolvată în biologie (engleză) // Annals of New York Academy of Sciences. - 2006. - Vol. 1067 . - P. 1-9 .
↑ Leonard Hayflick. Îmbătrânirea biologică nu mai este o problemă nerezolvată // Analele Academiei de Științe din New York. - 2007. - Vol. 1100 . - P. 1-13 .
↑ 1 2 3 4 5 Thomas BL Kirkwood. Înțelegerea științei ciudate a îmbătrânirii // Celulă . - Cell Press , 2005. - Vol. 120 . - P. 437-447 .
↑ Williams GC Pleiotropia, selecția naturală și evoluția senescenței // Evolution : journal. - Wiley-VCH , 1957. - Vol. 11 . - P. 398-411 .
↑ Shaw FH, Promislow DEL, Tatar M., Huges KA, Geyes CJ Toward reconsiling inferences concerning geetic variations in Drosophila melamogaster // Genetics. - 1999. - Vol. 152 . - P. 553-566 .
↑ Leroi AM, Barke A., De Benedictics G., Francecshi C., Gartner A., Feder ME, Kivisild T., Lee S., Kartal-Ozer N., et al. Ce dovezi există pentru existența unor gene individuale cu efecte pleiotropice antagoniste? (engleză) // Mech. Aging Dev.. - 2005. - Vol. 126 . - P. 421-429 .
↑ Kirkwood TBL Evoluția îmbătrânirii // Natura . - 1977. - Vol. 270 . - P. 301-304 .
↑ Carola Ingrid Weidner, Qiong Lin, Carmen Maike Koch et al. și Wolfgang Wagner (februarie 2014). Îmbătrânirea sângelui poate fi urmărită prin modificările de metilare a ADN-ului la doar trei site-uri CpG Arhivat 9 februarie 2014 la Wayback Machine . Biologia genomului, 15:R24 doi:10.1186/gb-2014-15-2-r24
↑ Steve Horvath (2013) ADN-methylation age of human tissus and cell types. Genome Biology, 14(10):R115 doi:10.1186/gb-2013-14-10-r115
↑ Bocklandt S, Lin W, Sehl ME, Sánchez FJ, Sinsheimer JS, et al. (2011) Predictor epigenetic al vârstei. PLoS ONE 6(6): e14821. doi:10.1371/journal.pone.0014821
↑ West, J., Widschwendter, M., & Teschendorff, A.E. (2013). Topologie distinctă a derivei epigenetice asociate vârstei în interatomul uman. PNAS, 110(35), 14138-14143. doi:10.1073/pnas.1307242110
↑ Burke A. Fiziologia și patofiziologia poli(ADP-rebozil) ation // Bioessays. - 2001. - Vol. 23 . - P. 795-806 .
^ Carrard G., Bulteau AL, Petropoulos I., Friguet B. Impairment of proteasome structure and function in aging // International journal of Biochemistry and Cell Biology. - 2002. - Vol. 34 . - P. 1461-1474 .
↑ Soti C. și Csermey P. Aging and molecular chaperones // Experimental Gerontology. - 2003. - Vol. 38 . - P. 1037-1040 .
↑ Lobaciov AN Rolul proceselor mitocondriale în dezvoltarea și îmbătrânirea organismului. Îmbătrânirea și cancerul , Rezumate chimice. 1979v. 91 N 25 91:208561v.Doc. Depus. , VINITI 2172-78, 1978, p. 48 , < http://aiexandr2010.narod.ru/rol.pdf > Arhivat 6 iunie 2013 la Wayback Machine
↑ Lobaciov A.N. Biogeneza mitocondrială în timpul diferențierii și îmbătrânirii celulare, VINITI 19/09/85, Nr. 6756-B85 Dep., 1985, p. 28 , < http://aiexandr2010.narod.ru/Biogenesis.pdf > Arhivat 3 iulie 2013 la Wayback Machine
↑ Miquel J, Economos AC, Fleming J, et al. Rolul mitocondrial în îmbătrânirea celulară , Exp Gerontol, 15, 1980, p. 575–591
↑ Wallace DC Boli mitocondriale la om și șoarece // Știință . - 1999. - Vol. 283 . - P. 1482-1488 .
↑ Aubrey De Gray . Scurtarea telomerilor în copilărie versus vârsta adultă: o disparitate calitativă (link inaccesibil) . Departamentul de Genetică, Universitatea din Cambridge, Marea Britanie. Preluat la 24 august 2018. Arhivat din original la 23 decembrie 2010. (nedefinit)
↑ Von Zglinicki T. Stresul oxidativ scurtează telomerii // Trends in biochemical sciences. - 2002. - Vol. 27 . - P. 339-344 .
↑ Galitsky V.A. Natura epigenetică a îmbătrânirii // Tsitol. - 2009. - T. 51 . - S. 388-397 . Arhivat din original pe 15 iunie 2013. (Rusă)
↑ 1 2 Novoseltsev V.N., Novoseltseva Zh.A., Yashin A.I. Modelare matematică în gerontologie - perspective strategice // Uspekhi gerontologii. - 2003. - T. 12 . - S. 149-165 . (Rusă)
↑ Mueller LD, Rose MR Teoria evolutivă prezice platouri ale mortalității la finele vieții // Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA : journal. - 1996. - Vol. 93 . - P. 15249-15253 .
↑ Gavrilov & Gavrilova, 2001 .
↑ Manual de biologie a îmbătrânirii : [ ing. ] / Eds.: EJ Masoro & SN Austad. — Ed. a VI-a. - San Diego, CA, SUA: Academic Press, 2006. - P. 3-42. — ISBN 0-12-088387-2 .
↑ Tyner SD, Venkatachalam S., Choi J., Jones S., Ghebranious N., Igelmann H., Lu X., Soron G., Gooper B., Brayton C., et al. Șoareci mutanți p53 care prezintă fenotipuri asociate îmbătrânirii timpurii (engleză) // Nature: journal. - 2002. - Vol. 415 . - P. 45-53 .
↑ Un partid politic cu o singură problemă pentru știința longevității . Preluat la 2 august 2012. Arhivat din original la 23 martie 2016. (nedefinit)
↑ Scrisoarea deschisă a oamenilor de știință despre îmbătrânire . Preluat la 2 august 2012. Arhivat din original la 29 aprilie 2015. (nedefinit)

Literatură

Enciclopedii

Microsoft Encarta : Îmbătrânirea , durata de viață
Encyclopaedia Britannica : Îmbătrânirea , durata de viață (engleză, este necesară plata în avans)

Recenzii științifice generale

Mecanismele îmbătrânirii (engleză, descrierea mecanismelor/teoriilor îmbătrânirii.)
Seria Aging editată de Christopher B. Newgard și Norman E. Sharpless (2013 )
Jonathan Silvertown (2013) Știința duratei vieții și a îmbătrânirii. University of Chicago Press, Chicago, ISBN 978-0-226-75789-6
(2015). Biologia moleculară și celulară a îmbătrânirii (în engleză, descrierea mecanismelor îmbătrânirii.)
Victoria, V., Gaur, M.G. și Amaro-Ortiz, A. (2017). Răspunsuri secretoare de celule stem mezenchimale: Sistemul de mesaje senescență și perspectiva imunomodulării . Frontiers in genetics, 8, 220. doi : 10.3389/fgene.2017.00220 PMC 5742268 Articolul descrie în detaliu tipurile de îmbătrânire celulară și mecanismele moleculare ale diferitelor tipuri de îmbătrânire.
Anisimov V.N. (2008). Mecanismele moleculare și fiziologice ale îmbătrânirii descărcare carte PDF

Teorii separate

Theodore Goldsmith. Evoluția îmbătrânirii (engleză) . (Engleză, articol care apără „Teoria morții programate” sau „Teoria evolutivă” a îmbătrânirii.)
Evolutionary Theories of Aging and Longevity (Engleză, revizuire a abordării evolutive a îmbătrânirii.)
Gavrilov, LA Teoria fiabilității îmbătrânirii și longevității : [ ing. ] : [ arh. 1 iulie 2004 ] / LA Gavrilov, NS Gavrilova // Journal of theoretical Biology. - 2001. - P. 527-545. - doi : 10.1006/jtbi.2001.2430 .
Leonard Hayflick. Îmbătrânirea biologică nu mai este o problemă nerezolvată // Analele Academiei de Științe din New York. - 2007. - T. 1100 . - S. 1-13 . Arhivat din original pe 6 iulie 2007. (Engleză, articol împotriva teoriei evoluționiste de Leonard Hayflick , descoperitorul limitei Hayflick, fost șef al Institutului Gerontologic al SUA și fondator al Institutului Național al Îmbătrânirii din SUA.)
Thomas Nystrom. Senescence condiționată în bacterii: moartea nemuritorilor (engleză) // Microbiologie moleculară : jurnal. - 2003. - Vol. 48 . - doi : 10.1046/j.1365-2958.2003.03385.x .
Peter Launa și colab. Drojdia ca model pentru îmbătrânirea cronologică și reproductivă – O comparație (engleză) // Gerontologie experimentală : jurnal. - 2006. - Vol. 41 , nr. 12 . - P. 1208-1212 . (link indisponibil) (engleză, revizuire a îmbătrânirii drojdiei.)
Omul de știință de la Moscova a descoperit cauza îmbătrânirii umane
Teoria epigenetică a îmbătrânirii (link indisponibil din 13.05.2013 [3451 zile])

Organizații, liste de resurse

eternalmind.ru (limba rusă, știrile gerontologiei moderne. (știința îmbătrânirii)
Biologicalgerontology.com (engleză, resurse despre biologia îmbătrânirii și extinderea vieții.)
Unraveling the Secrets of Human Longevity (engleză, resurse despre biologia îmbătrânirii și extinderea vieții.)
Senescence.info (engleză, resurse despre biologia îmbătrânirii.)
Cellular Senescence Information Center (link indisponibil din 13-05-2013 [3451 zile] - istoric ) (engleză, resurse despre îmbătrânirea celulară.)
Academia Americană de Medicină Anti-Aging (engleză, Asociația Americană pentru Medicină Anti-Aging.)
Federația Americană pentru Cercetarea Îmbătrânirii (engleză, Asociația Americană pentru Studiul Îmbătrânirii.)
Aging Research Center (ARC) (engleză, Aging Research Center.)

Baze de date

AnAge (în engleză, baza de date privind îmbătrânirea animalelor și durata de viață), licențiat sub Creative Commons

Imagini dinamice

Cultura fibroblastelor embrionare umane

Dicționare și enciclopedii	Mare catalană Rusă mare
În cataloagele bibliografice	J9U : 987007293937105171 LCCN : sh85002201

Longevitate
Îmbătrânire	Biomarkeri ai îmbătrânirii Gerontologie biogerontologie epidemiologie cognitivă Longevitate super-ficat lung studii centenare Durata maximă de viață Speranța de viață Îmbătrânire boli ale vârstnicilor îmbătrânire neglijabilă boli degenerative In varsta Lista organismelor cu viață lungă
Prelungirea vieții	Metode terapia genică nanomedicina restricție calorică tiparul de organe terapie cu celule stem SENS Durată de viață nelimitată Întinerire Regenerare Viteza evadării de la bătrânețe Biodemografia longevității umane
Nemurire	nemurirea biologică Tinerete Eterna nemurirea Nemurirea digitală Fără vârstă
Înregistrări	Lista celor mai bătrâni oameni din lume femei bărbați viaţă diverse criterii După țară Europa STATELE UNITE ALE AMERICII Japonia Cazuri neverificate de longevitate
genele longevității	AS APOE CETP FOXO3 IL-6 Klotho SIRT1 TNF
Vezi si	Nemurirea în cultură zona albastra Mituri despre longevitate transumanismul

Prelungirea vieții
Întrebări	Antioxidanți Biogerontologie Biohacking terapia genică Glicație Încărcarea conștiinței Crionica Nanomedicina Întinerire Viteza evadării de la bătrânețe Îmbătrânire (biologie) îmbătrânirea umană Exercitii fizice Cronologia cercetării îmbătrânirii
Reviste	Recenzii de cercetare privind îmbătrânirea Îmbătrânire Celulă îmbătrânită Gerontologie experimentală Neurobiologia îmbătrânirii Cercetare de întinerire
Resurse	NACDA NHANES anulați îmbătrânirea Durata de viață: de ce îmbătrânim și de ce nu ar trebui
oameni	Denham Harman Biserica George Dima Kotsovsky David Sinclair Ilya Mechnikov Craig Venter Leonard Hayflick Aubrey de Gray Peter Diamandis Raymond Kurzweil Cynthia Kenyon Shinya Yamanaka Roy Welford
Organizații	Institutul Buck Institutul Planck Fundația Methuselah ( Premiul pentru șoarece ) Fundația SENS A4M VÂRSTĂ AgeX Alianța pentru Cercetarea Îmbătrânirii Altos Labs BioViva Stambă ERIBA GRG longevitatea umană ILA in Silicon FRUNZE NIA Științe Sierra
Categoria „ Extinderea vieții ”