4. Старение как закономерный этап онтогенеза.

• Рост человека заканчивается примерно к 25 годам. С этого времени начинаются процессы старения, которые распространяются постепенно на все органы и системы, предопределяющие старость и смерть.

• Наука о старении – геронтология выясняет основные биологические и социальные закономерности старения и дает рекомендации о продлении жизни.

• Гериатрия – учение о нормализации физиологических процессов в старости и лечении заболеваний, появляющихся преимущественно в старческом возрасте.

• Изменения, возникающие при старении, происходят на всех функционально-структурных уровнях: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном и организменном.

Различают:

• физиологическую (биологическую), связана с календарным возрастом;

• преждевременную старость.

Возрастная классификация людей:

• 60 - 74 г. - пожилые,

• 75 – 89 лет – старые,

• свыше 90 лет – долгожители.

• Процессы старения находятся под генетическим контролем. Максимальная продолжительность жизни – видовой признак.

Гипотезы старения:

• Эндокринная (Ш. Броун-Секар (1818-1894), С.А. Воронцов).

• Микробиологическая гипотеза (И.И. Мечников).

• Нервная гипотеза (И.П. Павлов).

• Мутационная гипотеза.

• Генетическая гипотеза.

• Генетический контроль процессов старения может осуществляться путем плейотропии генов, появления мутаций, предрасположенности к хроническим заболеваниям, а также апоптоза (запрограммированной гибели клеток, закончивших свой жизненный цикл).

• В начале 1960-х годов Леонард Хейфлик установил, что в клеточных культурах нормальные клетки человека способны делиться лишь ограниченное число раз. При этом предельное число делений (называемое также "лимитом Хейфлика") сильно зависит от возраста индивидуума, которому эти клетки изначально принадлежали. Так, клетки, которые брали у новорожденных, делились в культуре 80-90 раз, а у 70-летнего человека - только 20-30 раз. Достигнув "лимита Хейфлика", клетки переходят в состояние одряхления, нарушается репликация ДНК, а далее следует гибель клеток (апоптоз).

• В 1971 г. Оловников на основании данных о принципах синтеза ДНК в клетках предложил гипотезу маргинотомии, объясняющую механизм работы такого счетчика. При матричном синтезе полинуклеотидов ДНК-полимераза не в состоянии полностью воспроизвести линейную матрицу, реплика получается всегда короче в ее начальной части. Таким образом, при каждом делении клетки ее ДНК укорачивается, что ограничивает пролиферативный потенциал клеток и, очевидно, является тем "счетчиком" числа делений и, соответственно, продолжительности жизни клетки в культуре.

• Концы линейных хромосом с З'-конца ДНК заканчиваются повторяющимися последовательностями нуклеотидов, получившими название теломер, которые синтезируются специальным рибонуклеиновым ферментом теломеразой, сходной с обратной транскриптазой прокариот.

• Структуры теломер у всех позвоночных одинаковы - (TTAGGG)n.

• теломеры

• Теломераза достраивает теломеру

• Репрессия теломеразы определяет клеточное старение в культуре ("лимит Хейфлика").

• Клетки больных синдромом преждевременного старения Хатчинсона-Гилфорда и синдромом Дауна имеют укороченные теломеры.

• Теломераза активна в опухолевых клетках.

Благодарю за внимание

Кировская государственная медицинская академия

Кафедра медицинской биологии и генетики

Лекция

Человек и биосфера

Зав. кафедрой медбиологии и генетики

доктор мед. наук профессор А.А. Косых

Киров-2007

• План лекции

1. Характеристика и функции биосферы.

2. Краткая история жизни на Земле. Эволюция биосферы.

3. Роль человека в преобразовании биосферы. Ноосфера.

• 1. Учение В.И. Вернадского о биосфере.

• Впервые понятие о сфере жизни появилось в 1875 г., когда австрийским геологом Эдуардом Зюссом был введен термин «биосфера».

• История развития учения о биосфере

• Ж.-Б. Ламарк (1744-1829) – осознание планетарной роли жизни. Были заложены основы биологической концепции биосферы.

• А. Гумбольт (1769-1859) – идея о повсеместном распространении жизни на Земле и непрерывной ее связи с неорганическим миром.

• В.В. Докучаев (1846-1903) – сконцентрировал свое внимание на почве, как естественном теле, где происходит взаимодействие всех трех выделявшихся тогда «царств природы» - минералов, растений и животных, рассмотрел взаимодействие биотических и абиотических факторов в естественных телах.

• В.И. Вернадский (1863-1945) – творчески развив идей предшественников, создал принципиально новый подход к явлениям жизни. В книге «Биосфера» (1926) биосфера была представлена как единая динамическая система, управляемая жизнью.

• «Живое вещество охватывает всю биосферу, её создаёт и изменяет, но по весу и объёму оно составляет небольшую её часть. Косное, неживое вещество резко преобладает: по объёму господствуют газы в большом разряжении, по весу – твердые горные породы и в меньшей степени жидкие: пар, морская вода Всемирного океана.

Живое вещество в самых больших концентрациях в исключительных случаях и в незначительных массах составляет десятки процентов вещества биосферы, и в среднем едва ли составляет одну-две сотых процента по весу. Но геологически оно является самой большой силой в биосфере и определяет все идущие в ней процессы и развивает огромную свободную энергию, создавая основную геологически проявляющуюся силу в биосфере, мощность которой, возможно, превышает все другие геологические проявления в биосфере» (В.И. Вернадский, 1977).

• Соотношение живого вещества и других сфер Земли

• В.И. Вернадский обосновал биогеохимическую концепцию биосферы

В своих работах В.И. Вернадский дал несколько определений биосферы.