Мутационная теория старения

Мутационная теория старения основана на том, что накопление хромосомных отклонений в ходе онтогенеза являются следствием старения, происходит гибель клетки и далее всего организма. С изменениями активности синтеза рРНК, со снижением уровня биосинтетических процессов в клетке снижается частота ассоциаций акроцентрических хромосом. У долгожителей уровень ассоциаций этих хромосом на десять процентов выше, чем у людей, не склонных к долголетию. У них падает уровень ассоциаций хромосом акроцентрических и уменьшается число окрашенных серебром участков ядрышкового организатора, что говорит об ослаблении биосинтетических процессов в клетке. С возрастом увеличивается количество повреждений генома, во многих опытах установлена взаимосвязь между продолжительностью жизни и скоростью репарации ДНК.(Ричард Г. А.1998.).

В процессе старения меняется структура генов, их функции, в соматических клетках собирается много хромосомных искажений. Повреждения восстанавливаются, но не все. Дезактивация систем восстановления вызывает деструкцию генома. Частота спонтанных повреждений генома весьма значительна, например, у крыс происходит около десяти окислительных повреждений ДНК в день в расчете на клетку.

Ведутся научные исследования воздействия возраста на транскрипцию и трансляцию. В основном активность биосинтеза клеток постепенно угасает. На экспрессию генов влияет химическая трансформация ДНК. Изменения организма в процессе старения связаны с нарушениями в ходе перемены основ ДНК — метилированием и гликозилированием. Так метилирование защищает ДНК от разрушающего действия клеточных рестрикционных эндонуклеаз-ферментов, способных к необратимому расщеплению ДНК. Гликозилирование белков и нуклеиновых кислот с возрастом повышается. Моносахара такие как D-глюкоза или D-галактоза способствуют проведению химических реакций, производящих метаболиты, создающие ковалентные связи внутри белковых молекул, связывая белки между собой. Гликозилирование ДНК ведет к мутациям через прямое повреждение и дезактивацию систем восстановления, ошибок повторности действия, повышается ломкость хромосом. Частые нарушения сегрегации хромосом связаны со снижением активности модификации ДНК, изменениями макромолекулярного состава и физико-химических свойств хроматина. Изменения происходят с повышением содержания негистовы белков и группировкой гистонов в составе хроматина, в уровне постсинтетических изменений белков, в снижении группировок фосфолипидов ДНП, в нарастании минорных оснований ДНК, в повышении содержания железа, что сопровождается фрагментацией макромолекул. (Сарецки Г.2002).

С точки зрения другой гипотезы процесс старения клеток основан на горизонтальном межклеточном переносе генетической информации. В результате старения организма происходит гибель клеток, образуется фрагментация ДНК, появляются мелкие обломки хроматина и генов. Через истонченную плазматическую мембрану они переходят внутрь соседних клеток, где вливаются в регуляцию биосинтеза белков, происходит накопление функциональных сбоев синтеза дефектного продукта генов. Несомненно, в организме есть системы восстановления повреждений, но с возрастом возможности организма к востанолению снижаются.

До определенного времени считалось, что любая клетка потенциально способна к делению в идеально благоприятных условиях бесконечно.

Однако от этого мнения пришлось отказаться в конце двадцатого века. Тогда ученые Л. Хейфлик и П. Мурхед установили, что клетки соединительной ткани человека, взятые у эмбриона, помещенные в питательную среду делятся ограниченное число раз, примерно пятьдесят. (Йоку, Фурумото 1996) Подобный эксперимент неоднократно проводился в других лабораториях мира, но объяснить причину этого явления тогда не удавалось. Тогда было введено обозначение для неожиданного открытия, которое стало называться «лимитХефлика».