DSC00592

Starzenie się komórek populacji nieprolifernjącycli

Populacje nieprolifcrujące są tworzone przez komórki, które po określonej liczbie podziałów osiągnę ty ostateczny stopień zróżnicowania. Zmiany jakie w tych komórkach zachodzą wraz 11 wiekiem organizmu spowodowane są przypadkowym działaniem czynników uszkadzających. Ze względu na przypadkowy charakter działania tych czynników starzenie się populacji racpro-liferających jest zjawiskiem stochastycznym, tzn. że o stanie pojedynczej komórki w danym momencie decyduje przypadek, natomiast los populacji jako całości jest zdeterminowany. Dlatego też obok komórek nie zmienionych populacja taka zawiera komórki reprezentujące różny stopień uszkodzenia, przy czym wraz z wiekiem frakcja komórek nie zmienionych stale maleje. Ponieważ komórki najbardziej uszkodzone giną, zmniejsza się także liczba komórek w populacji, co w sposób nieunikniony prowadzi do zaniku całej populacji, jeśli wcześniej nie nastąpi śmierć organizmu. Taki przebieg procesów starzenia ma miejsce m.in. w populacji komórek nerwowych. Podobny przebieg ma starzenie w populacjach o bardzo niskiej intensywności proliferacji, jak np. starzenie się komórek wątrobowych.

Zmiany w Jądrze komórkowym

Najbardziej stabilnym składnikiem komórki jest jądrowy DNA. Dlatego też zmiany w jego strukturze spowodowane czynnikami uszkadzającymi, takimi jak np. promieniowanie jonizujące mogłoby mieć charakter trwały. Jednak istnienie w komórce aparatu naprawy DNA (p. rozdz. 9) ogranicza znacznie możliwość wystąpienia takich zmian. Mimo tego obserwowano narastanie z wiekiem liczby pęknięć łańcucha DNA w jądrach komórek mózgu, wątroby i serca myszy. Można sądzić, że również aparat naprawy DNA może z wiekiem ulegać uszkodzeniu. Jednak nie wiadomo, czy wynikające z tego gromadzenie się nieprawidłowości w budowie DNA ma zasadnicze znaczenie jako czynnik ograniczający czas przeżycia komórki.

Zmiany na terenie jądra komórkowego związane z wiekiem dotyczą nie tylko samego DNA, ale również jego oddziały wari z białkami chromatyny. Oddziaływania te mają charakter elektrostatyczny, a siła ich zależy od ładunku i konformacji białek. Siła tych oddziaływań, czyli siła wiązania DNA z białkami chromatyny wzrasta z wiekiem. Świadczy o tym wzrost oporności białek histonowych chromatyny na ekstrakcję roztworami NaCI. Stwierdzono także wzrost oporności DNA w chromatynie na depurynizację w kwasie solnym, co tłumaczyć można wzrostem ochronnego działania białek chromatyny. które wraz z wiekiem trudniej ulegają ekstrakcji • roztworze kwasu solnego. Przyczyna wzrostu siły oddziaływań pomiędzy DNA i białkami chromatyny jest dotąd nieznana. Być może przyczyną jest zmiana środowiska jonowego nukleo-plazmy. Stwierdzono mianowicie, za pomocą mikroanalizy rentgenowskiej, że wraz z wiekiem zwiększa się w jądrze komórkowym zawartość niektórych jonów.

Zmiany w chromatynie jądrowej objawiają się także w jej ultrastrukturze. Stwierdzono, te odsetek DNA tworzącego nukleosomy (por. rozdz. 8) wzrasta w hepatocytach myszy z 74% u młodych do 90% u starych zwierząt, przez co liczba nukleosomów przypadająca na jednostkę długości DNA zwiększa się z wiekiem. Wzrasta także stopień kondensacji chromatyny. który ma być spowodowany m.in. zwiększeniem ilości mostków dwusiarczkowych pomiędzy niehistono-wymi białkami chromatyny.

Opisane wyżej, związane z wiekiem zmiany w chromatynie odbijają się na funkcji jądra komórkowego. Stwierdzono mianowicie w komórkach różnych tkanek spadek aktywności matrycowej DNA. Przypuszcza się, że obserwowany spadek aktywności matrycowej może być spowo-