Қартаюдың молекулярлыгенетикалық механизмдері

1.

ҚАРАҒАНДЫ МЕМЛЕКТТІК МЕДИЦИНА УНИВЕРСИТЕТІ
Молекулярлық биология және медициналық генетика кафедрасы
“Қартаюдың молекулярлыгенетикалық механизмдері”
Тақырыбы:
Орындаған: Джагорова А.К
104-топ ЖМФ
Тексерген: Калиева Г.Т
Қарағанды-2010 ж

2.

Жоспар
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
1.Қартаюдың морфофизиологиялық сипаттамасы
2.Молекулярлық механизмдер
3.Қартаюдың негізгі гипотезалары
4. Гомпертц Мейкхам заңы
5. Хейфлик феномені
6. Прогерия
III. Қорытынды
IV. Қолданылған әдебиеттер

3.

Кіріспе
Қартаю барлық тірі ағзаларға тән жалпы биологиялық
құбылыс болып табылады. Қартаю проблемаларын зерттейтін
ғылымды герантология (гр.geron-шал). Герантология қартаю
құбылысының негізгі заңдылықтарының тұтас ағза деңгейінде
анықтайды, оның даму ерекшеліктерін, емдеу және аурудың
алдын алу проблемаларын зерттейді. Гернатологияның міндеті
тек қана адам өмірін ұзарту емес, сол сияқты, кәрі адамдардың
қоғамдық өмірге және еңбек қатынастарына белсенді араласуын,
яғни олардың белсенді және толыққанды өмір сүру
мүмкіншіліктерін ұзарту болып табылады.

4.

Қартаюдың морфофизиологиялық сипаттамасы
Қартаю жастық өзгерістердің заңды өзгерістері болып табылады.
Ағза денесінде қартаю белгілері әр түрлі құрылым деңгейлерде
байқалады: молекулалық, жасушалық, ұлпалық, жүйелік және
ағзалық. Ағзалық деңгейде қартаю өзгерістері алдымен сыртқы
белгілерден байқалады: дене пішіні, отыруы өзгереді, шаштары
ағарады, түседі; терінің созылғыштық қасиеті жоғалып, әжімдер
пайда болады және көру және есту қабілеті нашарлайды, есте
сақтауы төмендейді. Ас қорыту жүйесінде: тістер босап, түсе
бастайды, ас қорыту сөлдерінің бөлінуі азаяды. Осы кезеңде
бүйректің фильтрациялау қарқыны азаяды т.б.
Жас ұлғайған сайын ағзаның иммундық реакциясы өзгереді,
гуморальдық және жасушалық иммунитет төмендейді.
Ағзаның қартаю кезінде тұқым қуалаушылық аппараттың
құрылысында да, қызметінде де өзгерістер болатыны анықталды.
Мысалы: РНҚ, ДНҚ мқлшері азаяды, хроматин ақуызының
физикалық химиялық қасиеттері өзгереді, гистонды ақуыздардың
ДНҚ молекуласымен байланысы қатая түседі, ал бұл көптеген
гендерді активсіз күйге көшіреді, себебі олар транскрипциялана
алмайды. Жасушалардың негізгі молекулярлық генетикалық
механизмдері транскрипция, трансляция, ДНҚ репликациясы және
репарациясы бұзылады.

5.

Қартаю кезінде жасушалық деңгейдегі өзгерістер ішінен
цитоплазмада судың азаюын, оның иондарды тасымалдау
белсенділігінің өзгеруін атауға болады. Сонымен қатар
эндоплазмалық
тор
құрылысы
өзгереді.
Ағзаның
ескі
жасушаларында бірқатар ферменттердің белсенділігі азаяды,
цитоплазмада бос радикалдар жинақталады, осының салдарынан
ассимиляция диссимиляция шығындарын толық өтей алмайды.
Ұзақ уақыт герантологияда қартаю кезінде ағза қызметінің
кері дамуы, яғни инволюциясы байқалады. Жоғарыдағы
сипаттамалар осы пікірді растайды. Алайда, көп гомеостаздық
құбылыстар кезеңінде шұғыл түрде өзгермейді. Мысалы, 1-ші
типке жүректің жиырылуын, гормондардың белсенділігін, ішкі
секреция бездерінің (қалқанша без, жыныс бездері) қызметін, көру,
есту т.б; 2-ші типке гипофиз қызметін, қандағы холестерин
деңгейін, жасушалардың гуморальдық және химилық факторларға
сезімталдығын т.б.; 3-ші типке қандағы қант деңгейін,
эритроциттер мен лейкоциттер санын, гемоглобин мөлшерін т.б.
Жатқызамыз.
Ағзаның әр түрлі мүшелері мен мүшелер жүйесінде жастық
өзгерістер
онтогенездің
түрлі
кезеңдерінде
бір
мезгілде
байқалмайды оны гетерохроникалық қабілеті деп атайды. Мысалы,
тимустың семуі 13-15 жаста, аналық бездің қызметінің тоқталуы 4852 жаста байқалады.

6.

Кәрі әйел. Анн Поудер 8.04.1917 жылы туған.
Құрғақ және тырысқан тері - қартаю белгісінің типі.

7.

Молекулярлық механизмдер
Макромолекулардың
бірнеше маңызды механизмдерінің
бұзылуының айғақтары бар, әдетте бірі басқасына параллелді немесе
тәуелді. Кейбір жағдайларда осы механизмдердің кез-келгені басым роль
ойнауы мүмкін. Осы процесстердің көпшілігінде оттегінің белсенді
формасы маңызды роль атқарады (әдетте бос радикалдар). Олардың әсері
жөнінде жиынтық айғақтарындарында бұрынырақ дәлелденген және
бүгінде бос радикалды қартаю теориясы деген атпен әйгілі Сонымен
бірге бүгінде қартаю механизмдерінің көп тетіктері нақты дәлелденген.
Соматикалық мутация теориясы
Соматикалық мутациялар сандарының жасқа байланысты көбеюі
ДНК-ның басқа формада бұзылуы. ДНК репарациясы (жөндеу)
клеткалардың ұзақ тіршілігінің маңызды факторлары екені көп еңбектерде
көрсетілген. Клетка ДНК-сының бұзылуы қалыпты жағдай және қатты
радиация және белсенді оттегі сияқты факторлармен бұзылады, сондықтан
ДНК-ның тұтастығы репарация механизмдері арқылы сақталады.
Анығында фермент поли-АДФ-рибоза-полимераза-1(PARP) мысалында,
көрсетілгендей ДНК тіршілігінің ұзақтығы мен репарацисында тәуелділік
бар ДНК-ның стресстік бұзылуындағы клеткалық жауап беруші маңызды
ойыншы PARP-1 деңгейінің көптігі өмір ұзақтығымен ассоцияланады.

8.

Қартаюдың негізгі гипотезалары
Адам ағзасының қартаю себептері жайлы 300-жуық болжамдар
айтылған. Осылардың ішінен М.Рубнердің (1980) «қуаттық қартаю
теориясын» атауға болады. Теория бойынша әрбір ағзаның қуат
қоры болады. Қуат қоры таусылса, сағатың серіппесі босағандай,
тіршілік те баяулап, дүние салуға алып келеді. Мысалы,
егеуқұйрықтарға туыс болып келетін тиіндер салмағы да, дене
бітімінің көлемі де, сай, бірақ тиіндер белсенді қозғалып 15-20 жыл
тіршілік етеді, яғни егеуқұйрықтардан 10 есе артық өмір сүреді.
И.И.Мечниковтың интоксикациялық (улану) теориясы бойынша
қартаю құбылысы тек қана биологиялық тек қана биологиялық
факторға-физиологиялық, патологиялық т.с.с. Тәуелді болмай, сол
сияқты әлеуметтік факторларға да тәуелді болады. И.И.Мечников
қартаю құбылысын тек фагоцитоз ілімі негізінде түсіндірмек болды.
Ол
ішекте
шіру
құбылысын
болдырмау
үшін
шіріту
бактерияларының тіршілігіне қолайсыз орта жасау керек,
сондықтан сүт өнімдерімен қоректену қажет деп айтқан.

9.

Академик А.А.Богомольц (1922) қартаю себептері ағзадағы
ұлпааралық қатынастардың бұзылуы деп болжамдаған. Ол
жасушалар мен ұлпалардың қоректенуін қамтамасыз ететін және
реттейтін дәнекер ұлпалардың қартаю құбылысындағы маңызы
ерекше деп түсінген.
И.П.Павлов (1912) бойынша жүйке күйзелісі
мен ұзақ
жүйкенің шаршауы ерте қартаюды тудыратын факторлар екенін
анықтаған.
Қартаюдың қазіргі теориялары бойынша қартаю жасушаның
генетикалық аппаратының бұзылуы салдарынан болады.
Онтогенез барысында нуклеопротеид кешенінің сандық және
сапалық өзгерістері байқалады, ал ол тіршіліктің түпкілікті
қасиеттерінің бірі-өзін-өзі жаңарту, ақуыз синтезі сияқты
құбылыстардың өзгеруіне алып келеді.Қартаю кезінде гистондар
көбейеді, олардың ДНҚ молекуласымен байланысы қатая түседі,
ал бұл көптеген гендер мен гендер кешенінің актив күйінен
активсіз күйіне көшуіне алып келеді.
Бұл құбылысты Г.Д.Бердышев, В.Н.Никитин (1972) өз
тәжірбиелерінен байқаған.

10.

ХХ ғасырдың 90 жылдары америка ғалымдары адам
ағзасының “кәрілік” генін тауып оны “клото” гені деп
атаған.Бұл адамзаттың 25 % кездеседі. “Клото” геннің 2
данасы жаңадан туылған нәрестелердің 3 % кездессе, 65
жастағы адамдардың тек 1,1% ғана кездескен. Демек,
осыншама “клото” гені бар адамдар ерте кезде, яғни 65 жасқа
жетпей, дүние салған.
ХХ
ғасырдың
80
жылдары
А.М.Оловников
жасушалардың әрбір бөлінуінде олардың хромосомаларының
ұштары-теломералар азды-көпті ұзіліп қысқарып отырады,
ал хромосома теломераларының ұзындығы минимальды
мөлшерге жеткенде жасуша бөлінуін тоқтатады деген болжам
айтқан.
Хромосома
теломерлері
маңызды
механикалық
(хромосомалық
ядро
матриксінде
жабыстырады;
хроматидалар ұштарын бір-біріне жалғайды; ) хромосома
құрылымын тұрақтандырушы, гендердің экспрессиялануына
әсер етуші және жасуша бөлінуін есептеуші қызметтерді
атқарады.

11.

Гомпертц Мейкхамның өлім заңы (1832 жылы)
адам өлімін сипаттайтын статистикалық тарау. Бұл заңға
сәйкес өлім мүмкіндігі белгілі жасқа жеткеннен кейінгі
қысқа уақыт аралығында Х құрайды:
p=a+b
x-жас, ал p-белгілі бір уақыт аралығындағы өлім мүмкіндігі, a
және b-коэффиценттер. Осылайша популяция өлшемі жас
ұлғайған сайын екі еселенген экспонентте кемиді:
s(x)=exp[-m(b+c)]
Гомпертц Мейкхамның өлім заңы. 30-80 жас аралығындағы
адам өлімінің динамикасын өте жақсы сипаттайды. Осы
өлім заңында қарастырылғандай үлкен жас аумағында өлім
саны аса көбеймейді

12.

Гомпертц заңы, қартаю процесінің графикалық сызбасы
Примеры графического изображения смертности в зависимости от
возраста для той же самой условной популяции людей, что следует закону
Гомпертца-Мейкхама. горизонтальная ось — возраст в годах 1.
Относительная смертность (вероятность смерти в год) 2. Выживание
(вероятность выживания в год) 3. Относительный размер популяции
(слева-медленная случайная смертность, справа-быстрая смертность от
старения)

13.

Хейфлик феномені
1961 жылы американ дәрігері Леонард Хейфлик тірі ағзалар
жасушаларының санаулы рет қана бөлінетіндігіне көңіл аударған.
Кейінірек әр түрлі түрлердің жасушаларының бөліну максимумы түрліше
болатындығы белгілі болды және ол ағзаның тіршілік ұзақтығына тура
пропорционал болатындығы анықталды.
Мысалы, 100 жылға дейін өмір сүретін
адамдарда Хейфлик лимиті-50-ге,3 жыл өмір
сүретін тышқандарда-15-20-ға, 175 жыл өмір
сүретін галапагосс тасбақаларында 110-ға тең.
Ерте қартаю белгілері прогерия байқалатын
адамдар жасушаларында Хейфлик лимиті 50ден 10-15-ке дейін азайған.

14.

Біріншілік тышқандардың қартаюға
дейінгі фибробластары (MEF).
MEF Хейфлик шегіне жеткен соң
қартаяды. Жасуша ұлғаяды, жалпақ күйге
айналады және жаңа гендерді
экспрессиялайды (SABG, көк түс).

15.

Прогерия (грек.Прог- к, Герос-шал) өте
сирек генетикалық дефект, тері мен ішкі
мүшелердің өзгерісінің кешенін, ерте қартаюды
сипаттайды. Негізгі формасы балалар прогериясы
(Гетчинсон (Хатчинсон) - Гилфорд синдромы)
және ересектер прогериясы (Вернер синдромы).
Бұл аурумен ауыратындарға тән белгілер: аласа
бой, өте үлкен бас және бет сүйегінің кіші болуы.

16.

17.

Қыз бала
Әйел адам
Жасы келген

18.

Қартаю демографиясы (2007 ж)

19.

Ең кәрі адам
138 жас – Хабиб Мийан (ер адам), Индия
134 жас – Молоко Темо (2йел адам), Лимполо
122 жас – Жанна Луиза Кальман, Франция
121 жас – Мэриам Амаш (1888жылы туған),
Израиль
118 жас – Григорий Нестор (15 наурыз 1891
жылы), Украина
114 жас – Эдна Паркер Индиана, США
114 жас – Томодзи Танабэ,Кюсю, Япония
(18.09.1895-19.06.2009)

20.

Жанна Луиза 122 жаста

21.

Қорытынды
Қартаю барлық тірі ағзаларға тән жалпы биологиялық құбылыс
болып табылады. Қартаю онтогенез қорытындысы, ағзада ерекше
құрылымдық, қызметтік және биохимиялық құбылыстардың пайда
болуымен сипатталатын құбылыс.Қартаю және ұзақ өмір сүру
мәселелері барлық уақытта ғалымдарды ойландырып келген мәселе.
Әсіресе ХХ ғасырда халық құрамында терең демографиялық
өзгерістердің белең алуына байланысты ерекше мәнге ие болып отыр,
себебі көптеген экономикалық дамыған елдерде қарт адамдар саны
өсуде.
Сонымен, қартаюдың нақтылы бір себептерін механизмдерін
бәле жара қарастыруға болмайды және ағзаның кәрілік өзгерістері бір
мүшеде жайлап басталып, әрі қарай тасқындап үдеп дамып көптеген
мүшелер мен мүшелер жүйесін қамтиды.

22.

Қолданылған әдебиеттер:
“Медициналық биология және генетика” Е.Ө.Қуандықов,
С.А.Әбілаев,2006ж
Қазымбет П.К., Аманжолова Л.Л., Нуртаева Қ. Медициналық биология.
2000 ж.Алматы
Мушкамбаров Н.Н., Кузнецов С.Л. Молекулярная биология,2003. Москва
www.google.kz
www.humbo.ru
www.google.ru
Айала Ф., Кайгер Д.Ж. Современная генетика.1998. Москва
Казымет П.К., Мироедова Э.П. Биология. Учебное пособие для
студентов медицинских вузов. – Астана,2006,2007.
Медицинская биология и генетика/ Под.редакцией Куандыкова Е.У.