Старение и биологические возможности организма - Фрольнис В.В.
Скачать (прямая ссылка):
Следует обратить внимание и на то, что сдвиги в активности различных ферментов дачсе в пределах одного и того же органа неодинаковы. Следовательно, возрастные различия в гипоталамической регуляции неодинаково реализуются на периферии, в разных органах, в различных генах одной и той же клетки. При повторных раздражениях в старости быстрее развивается истощение гипотала-мического механизма регуляции. При раздражении гипоталамуса активизируется синтез РНК в клетках. Оказалось, что у старых животных при раздражении гипоталамуса обновление суммарной РНК в печени и почках идет активнее, чем у взрослых животных. Вместе с тем сдвиги в генетической индукции ферментов имеют противоположную тенденцию. Возникает своеобразное противоречие между синтезом РНК и белка в старости. Факт этот очень важен для объяснения возрастных молекулярно-генетиче-ских изменений.
210
В старости в результате неравномерных сдвигов в ри-гуляторных генах изменяется соотношение синтеза различных фракций РНК, необходимых для нормального осуществления синтеза белка. В результате возникает несоответствие между синтезом РНК и конечным этапом всего процесса — синтезом белка. Это несоответствие не включает обратные связи, подавляющие активность определенных генов, и синтез РНК продолжает нарастать. В этом и состоит один из важнейших механизмов ограничения возможностей биосинтеза белка при осуществлении различных реакций.
Итак, работами нашего коллектива доказан вывод о возрастных изменениях гипоталамической регуляции генетического аппарата: при старении сокращается амплитуда и надежность нейрогормональной регуляции биосинтеза белка. Подобные изменения ограничивают пластическое обеспечение деятельности и тем самым снижают функциональные возможности клеток, органов и систем.
Изменение биосинтеза белка при раздражении гипоталамуса связано с вовлечением целой цепи контура регуляции. В нашем случае это гипофиз, кора надпочечников, ткани. Быть может, лимитирующее звено связано не с самим гипоталамусом, а, например, с тканями, которые перестают должным образом реагировать на регуляторные влияния всей системы. Был проведен анализ сдвигов в биосинтезе белка при прямом введении гормона коры надпочечников — гидрокортизона. В этом случае мы как бы в обход всей регуляторной системы действовали прямо на ткань. Эти данные были приведены в главе 2 (рис. 6) и свидетельствуют о том, что у старых крыс на введение малых доз гормона индукция ферментов выражена больше, чем у взрослых. Кроме того, в опытах со стимуляцией гипоталамуса прямо показано, что количество гормонов коры надпочечников (кортикостерон) у старых животных растет менее выраженно, чем у взрослых. Следовательно, активация генетического аппарата в условиях опыта при стимуляции гипоталамуса у старых животных ослаблена не потому, что клетки не реагируют на выделившийся гормон, а потому, что при этом выделяется меньшее количество гормона.
Следующее звено системы — гипофиз, вырабатывающий АКТГ, стимулирующий кору надпочечников, приводит к усиленному синтезу изучаемых нами ферментов.
211
Оказалось, что при длительном введении АКТГ ослабление генетической индукции ферментов у старых животных идет быстрее, чем у взрослых. Это связано с более быстрым истощением у них функции коры надпочечников.
Таким образом, генетический аппарат ткапей как бы еще может активизироваться, однако работу всей системы лимитируют другие звенья регуляции.
Вместе с тем нельзя даже при прямой стимуляции гипоталамуса объяснить сдвиги в биосинтезе белка в тканях лишь изменениями, происходящими только в нем самом. Вот одно из доказательств. Если бы все было связано со сдвигами в центральном коммутаторе, то возрастные изменения биосинтеза белка в различных клетках оказались бы однотипными. Однако возрастные сдвиги в индукции ферментов в разных органах, различных ферментов в одном и том же органе при стимуляции гипоталамуса неодинаковы. Иными словами, каждая ткань в соответствии с особенностями состояния генетического аппарата своих клеток, с возрастными сдвигами чувствительности к регуляторным факторам специфично для себя реагирует на изменения нейрогормональной регуляции. Это относится не только к разобранному механизму. Изменения содержания и активности тироксина и инсулина должны были, казалось бы, одинаково сказаться на состоянии разных тканей. Однако сдвиги в тканях при общих изменениях гормональной регуляции во многом отличаются друг от друга. Следовательно, гипоталамиче-ские механизмы ограничивают возможности активизации генетического аппарата клеток при многих реакциях организма, а сами клетки, их возрастные изменения придают «индивидуальность» подобным сдвигам. В этом единство центров и периферии в важнейших механизмах регуляции генетической активности.
Нейрогормональное влияние оказывает действие на активность генетического аппарата через систему регуля-торных генов в клетке. При старении первичные сдвиги наступают именно в генах-регуляторах. Эта связь двух механизмов — измененных нейрогормональных влияний и сдвигов в генах-регуляторах — и определяет конкретную сущность и последовательность развития старения клеток. Причем роль «общего» и «местного» в механизме старения различных клеток неодинакова.
