Авторы: Cocer Peptides 
1 ай бұрын
ОСЫ веб-сайтта берілген БАРЛЫҚ МАҚАЛАЛАР МЕН ӨНІМ ТУРАЛЫ АҚПАРАТ ТЕК АҚПАРАТТЫ ТАРАТУ ЖӘНЕ БІЛІМ БЕРУ МАҚСАТЫНА АРНАЛҒАН.
Осы веб-сайтта берілген өнімдер тек in vitro зерттеулеріне арналған. In vitro зерттеу (латынша: *әйнектегі*, шыны ыдыс деген мағынаны білдіреді) адам ағзасынан тыс жүргізіледі. Бұл өнімдер фармацевтикалық емес, АҚШ-тың Азық-түлік және дәрі-дәрмекпен қамтамасыз ету басқармасы (FDA) мақұлдамаған және кез келген медициналық жағдайдың, аурудың немесе аурудың алдын алу, емдеу немесе емдеу үшін пайдаланылмауы керек. Бұл өнімдерді адам немесе жануарлар ағзасына кез келген нысанда енгізуге заңмен қатаң тыйым салынады.
Шолу
Қартаю физиологиялық функциялардың біртіндеп төмендеуімен және ауруға бейімділіктің жоғарылауымен сипатталады. Қартаюдың белгілері мен сипаттамаларын түсіну қартаюдың биологиялық механизмдерін түсіндіру және қартаюды бәсеңдету және онымен байланысты аурулардың алдын алу стратегияларын әзірлеу үшін өте маңызды.
Сурет 1. Әжімге қарсы механизм.
Қартаюдың белгілері мен сипаттамасы
(1) Геномдық тұрақсыздық
Геномдық тұрақсыздық қартаюдың негізгі драйвері болып табылады. ДНҚ зақымдануының жинақталуы метаболикалық процестер кезінде түзілетін реактивті оттегі түрлері (ROS) сияқты эндогендік факторлардан, сондай-ақ ультракүлгін сәулелер мен химиялық заттар сияқты экзогендік факторлардан туындайды. Ағзалардың қартаюына байланысты ДНҚ жөндеу механизмдерінің тиімділігі төмендейді, бұл ДНҚ-ның шешілмеген зақымдалуына әкеледі. Егер қос тізбекті ДНҚ үзілістері дұрыс жөндеуден өтпесе, олар хромосомалық құрылымдық ауытқуларға және гендердің экспрессиясына және жасушалық функцияға әсер ететін гендердің қайта құрылуына әкелуі мүмкін. Қартаю жасушаларында ДНҚ-ның зақымдалуына жауап беру жолындағы негізгі ақуыздардың экспрессиясының өзгеруі жасушаның ДНҚ зақымдалуына төзімділігін төмендетеді, осылайша қартаю процесін жеделдетеді. Бұл геномдық тұрақсыздық қалыпты жасушалық функцияға әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар қатерлі ісік және нейродегенеративті аурулар сияқты жасқа байланысты әртүрлі аурулардың басталуымен және дамуымен тығыз байланысты.
(2) Теломера тозуы
Теломерлер хромосомалардың ұштарында қайталанатын ДНҚ тізбегі болып табылады, олар хромосома ұштарының бірігуін және деградациясын болдырмайтын қорғаныс қақпақтары ретінде әрекет етеді. Жасушаның бөлінуі кезінде теломерлер бірте-бірте қысқарады, өйткені ДНҚ-полимераза хромосомалардың ұштарын толық репликациялай алмайды. Теломерлер белгілі бір дәрежеде қысқарған кезде жасушалар қартаю күйіне өтеді немесе апоптозға ұшырайды. Бұл қысқа теломерлер ДНҚ зақымдануы ретінде жасушалармен танылады, осылайша жасушаның әрі қарай бөлінуін болдырмау үшін жасуша циклінің бақылау нүктелерін белсендіреді. Теломераза теломер ұзындығын ұзарта алады, бірақ соматикалық жасушалардың көпшілігінде оның белсенділігі төмен. Жасы ұлғайған сайын теломерлер қысқарып, жасушалық қартаюдың маңызды белгісіне айналады. Кейбір зерттеулер теломеразаны белсендіру немесе теломера ұзындығын ұзарту үшін гендік терапияны қолдану жасушалық қартаюды белгілі бір дәрежеде кешіктіретінін анықтады, бұл қартаюға қарсы зерттеулерге жаңа түсініктер береді.
(3) Эпигенетикалық өзгерістер
Эпигенетикалық реттеу ген экспрессиясының кеңістік-уақыттық ерекшелігінде шешуші рөл атқарады, ал қартаю процесі эпигенетикалық өзгерістердің кең таралуымен бірге жүреді. ДНҚ метилдену үлгілеріндегі өзгерістер жалпы эпигенетикалық өзгерістердің бірі болып табылады. Қартаю кезінде жалпы ДНҚ метилдену деңгейі төмендейді, бірақ белгілі бір гендік промотор аймақтары гиперметиляцияны көрсетеді, бұл осы гендердің үнсіздігіне әкеледі. Жасуша циклін реттеуге, ДНҚ жөндеуге және т.б. байланысты гендер промоторлардың гиперметиляциясына байланысты экспрессияның төмендеуіне ұшырайды, осылайша қалыпты жасушалық функцияларға әсер етеді. Ацетилдеу және метилдеу сияқты гистон модификациялары да хроматин құрылымына және геннің қолжетімділігіне әсер ететін өзгерістерге ұшырайды. Бұл эпигенетикалық өзгерістер геннің экспрессиясына әсер ету арқылы пролиферация, дифференциация және қартаю сияқты жасушалық процестерді реттей алады, ал эпигенетикалық өзгерістер қартаюға араласудың ықтимал мақсаттарын қамтамасыз ететін қайтымдылық дәрежесін көрсетеді.
(4) Протеин гомеостазының жоғалуы
Протеин гомеостазы ақуыздың қатпарлануы, тасымалдануы және ыдырауы сияқты процестерді қамтитын қалыпты жасушалық функцияны сақтаудың негізі болып табылады. Жасы ұлғайған сайын жасушалардағы ақуыз гомеостазының механизмдері бірте-бірте теңгерімсіздікке ұшырайды. Жылулық соққы белоктары сияқты молекулалық шаперондардың экспрессиясы мен қызметі төмендеп, жаңадан синтезделген белоктардың дұрыс жиналуын болдырмайды, бұл жасушаларда қате қатпарланған ақуыздардың жиналуына әкеледі. Протеазомалық және аутофагия-лизосомалық жүйелердің функциялары да нашарлайды, олардың қате қатпарланған және зақымдалған ақуыздарды тазарту қабілеті төмендейді. Бұл қалыптан тыс ақуыздардың жинақталуы жасушалардағы қалыпты физиологиялық процестерді бұзатын, жасушаішілік стресс сигнал беру жолдарын белсендіретін және жасушаның қартаюына әкелетін агрегаттарды құрайды. Нейродегенеративті ауруларда β-амилоидты және тау белоктары сияқты қате қатпарланған белоктар көп мөлшерде жиналып, нейрондық дисфункцияны және өлімді тудырады, бұл қартаю процесінде ақуыз гомеостазының жоғалуымен тығыз байланысты.
(5) Қоректік заттардың сигнализациясының бұзылуы
Қоректік заттарды сезетін жолдар жасушалардың өсуінде, метаболизмінде және қартаюында маңызды рөл атқарады. Мысал ретінде mTOR (сүтқоректілердің рапамицин нысанасы) жолын алайық; ол жасушалардағы қоректік күйді сезіне алады және ақуыз синтезі, жасушалардың өсуі және аутофагия сияқты процестерді реттей алады. Қоректік заттар көп болған кезде, mTOR белсендіріледі, бұл жасушаның өсуіне және көбеюіне ықпал етеді; дегенмен, mTOR жолының шамадан тыс белсендірілуі қартаюмен байланысты, өйткені ол аутофагияны тежейді, зақымдалған органеллалар мен ақуыздардың жинақталуына әкеледі, сонымен бірге қабыну реакцияларына ықпал етеді. Калорияны қалыпты шектеу mTOR белсенділігін тежей алады, аутофагияны белсендіреді және жасушалық қалдықтарды тазартады, осылайша қартаюды бәсеңдетеді. Инсулин/инсулин тәрізді өсу факторы-1 (IGF-1) сигнал беру жолы да қоректік заттардың реттелуімен және қартаюымен тығыз байланысты; Бұл жолдың реттелуінің бұзылуы жасушалық метаболизмге және өмір сүру ұзақтығына әсер етеді. Қоректік заттарды сезіну жолдарын реттеу арқылы жасушалық метаболикалық күйлерді жақсартуға болады, осылайша қартаю процесін баяулатады.
(6) Митохондриялық дисфункция
Митохондриялар жасушалық қуат көзі ретінде қартаю процесінде орталық рөл атқарады. Жасы ұлғайған сайын митохондриялардың құрылымы мен қызметі елеулі өзгерістерге ұшырайды. Митохондриялық ДНҚ (mtDNA), гистондық қорғанысы жоқ және ROS өндіріс орындарының жанында орналасқан, тотығу зақымдануына бейім, бұл mtDNA мутацияларының жинақталуына әкеледі. Бұл мутациялар митохондриялық тыныс алу тізбегі кешендерінің қызметін бұзады, АТФ өндірісінің тиімділігін төмендетеді және ROS өндірісін арттырады. Шамадан тыс ROS митохондрияларды және жасушалардағы басқа биомолекулаларды одан әрі зақымдап, қатыгез циклді тудырады. Митохондриялық динамикадағы теңгерімсіздік (соның ішінде синтез және бөліну) митохондрияның қызметі мен таралуына да әсер етеді. Қартайған жасушаларда шамадан тыс митохондриялық бөліну функциясы бұзылған қысқа, бөлшектелген митохондрияларға әкеледі. Митохондриялық дисфункциядан туындаған энергия алмасуының бұзылыстары және тотығу стрессінің жоғарылауы жүрек-қан тамырлары аурулары және нейродегенеративті аурулар сияқты әртүрлі жасқа байланысты аурулардың басталуымен және дамуымен тығыз байланысты жасушалық және ағзаның қартаюының негізгі белгілері болып табылады.
(7) Жасушалық қартаю
Жасушаның қартаюы пролиферативті қабілетінің жоғалуы және өсудің тоқтап қалуының салыстырмалы түрде тұрақты, қайтымсыз күйіне түсуін білдіреді. Қартайған жасушалар бірегей фенотиптік сипаттамаларға ие, соның ішінде жасуша көлемінің ұлғаюы, тегістелген морфология және β-галактозидаза белсенділігінің жоғарылауы. Жасушалық қартаюдың қоздырғыш механизмдері әртүрлі, соның ішінде теломерлердің қысқаруы, ДНҚ зақымдануы және тотығу стрессі. Қартаю жасушалары цитокиндердің, хемокиндердің және протеазалардың қатарын бөліп, қартаюмен байланысты секреторлық фенотипті (САСП) құрайды. SASP қабыну реакцияларын және жасушадан тыс матрицаның қайта құрылуын тудыратын, қоршаған жасушаларға паракриндік әсер етіп қана қоймайды, сонымен қатар тіндердің фиброзын және ісік микроортасының пайда болуына ықпал етуі мүмкін. Жасушалық қартаю ісік жасушаларының көбеюін белгілі бір дәрежеде басуы мүмкін болғанымен, ағзадағы қартаю жасушаларының ұзақ уақыт жиналуы тіндер мен мүшелердің қызметіне теріс әсер етіп, қартаю процесін жеделдетуі мүмкін.
(8) Дің жасушаларының сарқылуы
Дің жасушалары тіндер мен мүшелерді дамытуда, ұстауда және жөндеуде шешуші рөл атқара отырып, өзін-өзі жаңартып, әртүрлі жасуша түрлеріне бөліну қабілетіне ие. Жас ұлғайған сайын дің жасушаларының қызметі бірте-бірте төмендейді, өзін-өзі жаңарту қабілеті төмендейді және дифференциация потенциалы шектеледі. Қартаю процесінде гемопоэтикалық бағаналы жасушалардың әртүрлі қан жасушаларының линияларына дифференциациясының тепе-теңдігі бұзылып, иммундық жүйе функциясының бұзылуына әкеледі. Мезенхималық дің жасушаларының пролиферация және дифференциация мүмкіндіктері де әлсіреп, сүйек, шеміршек және май тіндерінің қалпына келуіне және қалпына келуіне әсер етеді. Дің жасушаларының сарқылу себептеріне микроортаның өзгеруі, жасушаішілік сигнал беру жолдарының реттелуінің бұзылуы және ДНҚ зақымдануының жинақталуы жатады. Дің жасушаларының функциясының жоғалуы тіндер мен мүшелердің қалпына келтіру қабілетін төмендетеді, бұл оларды жарақат пен ауруға тиімді жауап бере алмайды, осылайша дененің қартаюына әкеледі.
(9) Жасуша ішілік байланыстағы өзгерістер
Жасушааралық байланыс тіндер мен мүшелердің гомеостазын сақтау үшін өте маңызды. Қартаю процесінде жасушаішілік байланыс айтарлықтай өзгерістерге ұшырайды. Жас ұлғайған сайын жасушалар арасындағы саңылау байланысы азаяды, бұл жасушалар арасындағы материал алмасуға және сигнал беруіне әсер етеді. Сонымен қатар, эндокриндік жүйенің қызметі де өзгереді, бұл гормоналды теңгерімсіздікке әкеледі. Инсулин және өсу гормоны сияқты гормондардың секрециясы мен әрекетіндегі өзгерістер жүйелі метаболизмге және жасушалық функцияға әсер етеді. Қабыну сигнал беру жолдарын белсендіру жасушаішілік байланысты өзгертудің тағы бір маңызды аспектісі болып табылады. Қартайған жасушалар қалыпты жасушааралық байланыс пен ұлпаның микроортасын бұзатын созылмалы қабыну реакцияларын тудыратын SASP факторларын шығарады. Жасуша ішілік байланыстағы бұл өзгерістер тіндер мен мүшелер арасындағы үйлестірудің бұзылуына әкеледі, осылайша қартаюдың үдеуіне ықпал етеді.
Қартаю белгілері мен сипаттамаларының өзара байланысы
Қартаюдың әртүрлі маркерлері мен сипаттамалары оқшауланбайды, олар бір-бірімен байланысты және бір-біріне әсер етеді, олар қартаю процесін біріктіреді. Геномдық тұрақсыздық ДНҚ-ның зақымдалуына әкеледі, бұл өз кезегінде жасушаның қартаюын және дің жасушаларының сарқылуын тудырады. Теломердің тозуы геномдық тұрақсыздықты күшейте отырып, ДНҚ-ның зақымдану реакциясын белсендіреді. Эпигенетикалық өзгерістер геннің экспрессиясына әсер етуі мүмкін, осылайша ақуыз гомеостазы, қоректік заттардың реттелуі және митохондриялық функция сияқты процестерді реттейді. Митохондриялық дисфункциядан туындаған ROS ДНҚ-ны одан әрі зақымдауы мүмкін, бұл геномдық тұрақсыздыққа әкеледі, сонымен бірге жасушаішілік сигнал беру жолдарына әсер етеді және жасушааралық байланысты өзгертеді. Жасушаның қартаюы және дің жасушаларының сарқылуы тіндердің қалпына келуі мен қалпына келу қабілетін нашарлатады, ал тіннің микроортасының өзгеруі, өз кезегінде, жасушаның қартаюына және дің жасушаларының қызметіне әсер етеді.
Денсаулық пен аурудағы қартаю маркерлері мен сипаттамаларын қолдану
(1) Биомаркерлер ретінде
Қартаю маркерлері мен сипаттамалары адамның қартаю дәрежесін және денсаулық жағдайын бағалау үшін биомаркерлер ретінде қызмет ете алады. Мысалы, теломера ұзындығын, ДНҚ метилдену заңдылықтарын және митохондриялық функция көрсеткіштерін өлшеу арқылы адамның биологиялық жасын және белгілі бір дәрежеде жасқа байланысты аурулардың даму қаупін болжауға болады. Бұл биомаркерлер денсаулықты жеке басқару мен араласуға негіз бола отырып, ықтимал денсаулық мәселелерін ерте анықтауға көмектеседі. Жүрек-тамыр ауруларының алдын алуда қандағы қабынуға байланысты қартаю биомаркерлерін анықтау қауіптілігі жоғары адамдарды анықтауға көмектеседі және өмір салтын түзету немесе дәрілік терапия сияқты ерте араласу шараларын қолдануға мүмкіндік береді.
(2) Дәрілік заттарды дамыту мақсаттары
Қартаюдың әртүрлі маркерлері мен сипаттамалары дәрі-дәрмектің дамуы үшін көптеген мақсаттарды қамтамасыз етеді. Геномдық тұрақсыздық үшін ДНҚ жөндеуіне ықпал ететін препараттар жасалуы мүмкін; теломерлердің тозуы үшін теломеразаны белсендіретін немесе теломерлерді қорғайтын препараттарды зерттеуге болады; белок гомеостазын жоғалту үшін молекулалық шаперон функциясын жақсартатын немесе ақуыздың ыдырауына ықпал ететін препараттарды әзірлеуге болады және т.б.. Соңғы жылдары mTOR жолына бағытталған рапамицин және оның аналогтары бойынша зерттеулер қартаюды бәсеңдету және өмір сүру ұзақтығын ұзарту бойынша айтарлықтай прогреске қол жеткізіп, қартаюға қарсы препараттарды әзірлеудің сәтті үлгісін қамтамасыз етті. Жасушалардың қартаюы үшін қартаю жасушаларын тазартатын немесе SASP-ті тежейтін препараттарды әзірлеу қартаюға байланысты аурулардың белгілерін жақсартып, қартаю процесін баяулатуы мүмкін.
(3) Денсаулыққа араласу стратегиялары
Қартаю маркерлері мен сипаттамаларын түсіну негізінде денсаулыққа араласудың сәйкес стратегияларын тұжырымдауға болады. Диеталық араласу тұрғысынан, калорияларды шектеу және Жерорта теңізі диетасы қоректік заттарды қабылдау жолдарын реттей алады, метаболизмді жақсартады және қартаюды кешіктіреді. Жаттығу араласуы митохондриялық функцияны жақсартады, дің жасушаларының пролиферациясын және дифференциациясын ынталандырады және жасушааралық байланысты жақсартады, олардың барлығы қартаюды кешіктіруге оң әсер етеді. Антиоксиданттарды пайдалану тотығу стрессін азайтады, жасушаларды ROS зақымдануынан қорғайды және қалыпты жасушалық функцияны сақтай алады. Денсаулыққа араласудың бұл кешенді стратегиялары қартаю процесін бәсеңдетуге және егде жастағы адамдардың өмір сапасын жақсартуға көмектеседі.
Қорытынды
Қартаюдың маркерлері мен сипаттамалары молекулалық деңгейден жасушалық және тіндік/ағзалық деңгейге дейінгі өзгерістердің кең ауқымын қамтиды, олар өзара байланысты және өзара әсер етеді, қартаюдың күрделі биологиялық механизмдерін біріктіреді. Бұл белгілер мен сипаттамаларды түсіну қартаюға байланысты аурулардың алдын алу, диагностикалау және емдеу үшін теориялық негіз береді.
Дереккөздер
[1] Pintea A, Manea A, Pintea C және т.б. Пептидтер: терінің қартаюының алдын алу және емдеу үшін жаңадан келе жатқан кандидаттар: шолу[J]. Биомолекулалар, 2025,15(1}, БАП-НӨМЕР = {88).DOI:10.3390/biom15010088.
[2] Yıldız C, Ozilgen M. Неліктен ми функциялары қартаюмен нашарлауы мүмкін: Термодинамикалық бағалау[J]. International Journal of Exergy, 2021 ж.
[3] Joseph AW, Jeevitha Shree DV, Saluja KPS, т.б. Қартаюдың ұялы телефон қолданбаларына әсерін түсіну үшін көзді қадағалау[C]//, Сингапур, 2021. Springer Singapore, 2021-01-01.DOI: 10.1007/978-981-16-0041-8_27.
[4] Joseph AW, Dv J, Saluja KS, т.б. Қартаюдың ұялы телефон қолданбаларына әсерін түсіну үшін көзді бақылау[J]. Arxiv, 2021, abs/2101.00792. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:230435965
[5] Wiesman AI, Rezich MT, O'Neill J, т.б. Қартаюдың эпигенетикалық маркерлері селективті назар аударатын нейрондық тербелістерді болжайды[J]. Ми қыртысы, 2020,30(3):1234-1243.DOI:10.1093/cercor/bhz162.
[6] Marron M M. Қартаюдың біріктірілген маркерлері және олардың метаболомикалық белгілері ретінде әлсіздік және жүру қабілеті, 2019 [C]. https://api.semanticscholar.org/CorpusID:202009741
[7] Ван Ы, Хуан Т, Ша Х, т.б. Өзін-өзі ұйымдастыру моделі қартаюдың жүйелі сипаттамаларын ашады[J]. Теориялық биология & Медициналық модельдеу, 2018,17.
[8] Juhász D, Nemeth D. [Салауатты қартаюдағы когнитивті функциялардың өзгеруі][J]. Ideggyogyaszati Szemle-клиникалық неврология, 2018,71 (3-04): 105-112.DOI: 10.18071/isz.71.0105.
