0
883

lexlex

Митохондриальная не свободнорадикальная теория старения. Mitochondrial (not free radical) theory of aging

на сайте с 21 августа 2010

Митохондриальная не свободнорадикальная теория старения.

    Митохондриальная не свободнорадикальная теория старения была впервые предложена в 1978 году:" Роль митохондриальных процессов в развитии и старении организма. Старение и рак" Лобачев А.Н. 1978 год. ВИНИТИ Удк 577.7+616-006.04 № 2172 78 , и далее рассматривалась в статье: "Биогенез митохондрий при дифференциации и старении клеток." А.Н. Лобачев Москва 1985. ВИНИТИ Удк.577.7+616-006.04 № 6756-В85. 

    Согласно этой теории деградация мтДНК вызвана необходимостью замедления репликации мтДНК в связи с ограниченным жизненным пространством для размножения митохондрий в неделящихся высокодифференцированных клетках. Замедление репликации мтДНК вызывается нарастающим дефицитом кодируемых в ядре митохондриальных белков. Это  сопряжено с активированием собственного механизма адаптации митохондрий путем «отказа» от  части генов мтДНК с целью экономии ресурсов и ускорения репликации  самой важной "детородной" части мтДНК. Таким образом, митохондрии стремятся приспособиться к дефициту необходимых для репликации мтДНК ядерных белков и поддержать репликацию мтДНК на более высоком уровне посредством делеций мтДНК. Доля таких мтДНК постепенно увеличивается. Это ведет к снижению уровня производства АТФ в клетках, старению и смерти. 

     В механизме адаптации митохондрий к недостатку необходимых для репликации мтДНК ядерных белков посредством делеций мтДНК, свободные радикалы, по мнению автора, не имеют ключевого значения. Старение – увеличение доли делеционных мтДНК в клетках, - направленный запрограммированный процесс, а не следствие накопления случайных ошибок. То есть, случайные ошибки есть, но они не являются обязательными, - их отсутствие не остановит процесс старения. Наличие свободных радикалов не является необходимым условием старения.  Свободные радикалы, как и любой другой мутагенный фактор, лишь модулируют его, внося свою составляющую. 

     С этой точки зрения, митохондрии нельзя считать «биологическими часами», в том смысле, в котором определил их Д. Харман, -  в качестве источника свободных радикалов. 

  

     «Биологическими часами» митохондрии являются потому, что определяют уровень производства  АТФ в клетке, задают  уровень ее биоэнергетической мощности. При половом размножении процесс развития организма заключается в достижении  максимально возможной мощности  к определенному моменту  жизни для  успешной реализации программы продолжения рода. Уровень мощности клетки повышается благодаря росту популяции митохондрий в ней и повышению вследствие этого номинального уровня производства АТФ. Увеличение числа митохондрий в клетке происходит при торможении  деления клетки в процессе дифференцировки и перераспределения ее ресурсов с синтеза роста и размножения  на синтез выполнения специальных функций. Номинальный и максимальный уровень мощности клетки определяется синтетическими возможностями  ядра. Номинальная выходная мощность ядра должна быть согласована с номинальной входной мощностью «нагрузки». «Нагрузка» в данном случае  -  популяция митохондрий, ее мощность  -  размер популяции митохондрий. Пока рост «нагрузки» связанный с ростом популяции митохондрий в клетке не превышает предельной выходной мощности ядра, энергетическая  мощность клетки растет. Когда мощность «нагрузки» достигает предельной  выходной мощности ядра и пытается превысить  ее,  энергетическая мощность клетки перестает расти, а затем начинает снижаться. Почему? Дело в том, что с этого момента «собственные» интересы митохондрий - стремление размножаться, - приходят в конфликт с ограниченной мощностью ядра. Митохондрии – открытая система,   дальнейшее их размножение в клетке без увеличения выходной мощности ядра   возможно только  с их одновременной структурной разупорядоченностью, то есть структурным упрощением. Это структурное упрощение достигается путем делеций мтДНК, - об этом уже был разговор выше.

     Таким образом, один и тот же процесс – рост популяции митохондрий в клетке, - ведет к достижению клеткой  ее максимальной энергетической мощности  (развитие),  и к последующему снижению ее мощности  (старение). Отсюда и прямая зависимость скорости развития и скорости старения. То, что замедляет / ускоряет рост популяции митохондрий в клетках, - замедляет / ускоряет развитие и старение организма.  
    

      Из этой теории следует, что каких-либо внутренних или внешних  мутагенов  для  накопления  делеционных  мтДНК в клетках организма  и его  старения не требуется.  Дефицит кодируемых в ядре митохондриальных белков, ограничивающий размножение митохондрий в неделящихся клетках, индуцирует делеционные мтДНК и служит селективный прессом,  способствующим увеличению  в клетках с течением времени доли делеционных  мтДНК.     
     
      P.S. Видимо в то время, когда митохондрии заключали договор с эукариотческой клеткой на совместную симбиотическую (взаимовыгодную) жизнь на правах частичной автономии, эукариотическая клетка размножалась  и  делилась бесконечно и никто из них не подозревал, что в угоду полового размножения эукариотическая клетка перестанет делиться и ограничит жизненное пространство для размножения митохондрий. Отсюда «конфликт». Митохондрии «не согласны» отказаться от размножения в неделящейся клетке – такого пункта в договоре не было. Они «не понимают», почему произошло рассогласование мощностей, почему мощность ядра достигла своего предела, почему она не удваивается. Они продолжают размножаться ценой потери функции в надежде на перемены к лучшему. Но снижение функции митохондрий приводит к уменьшению мощности ядра и т.д. - образуется порочный круг.  

    

Комментарии

Оставить комментарий

Поделиться с друзьями

Share on Twitter