In biyoloji , yaşlanması (dan Latince : Senex , "yaşlı adam" veya "büyük yaş") olarak yaşlanma kökeninde hücre (hücre yaşlanmasının özgül kavramı) işlevlerinin yavaş bozulmaya neden olan fizyolojik bir süreçtir organizmalar. Ek olarak, biyologlar organların ve organizmaların yaşlanma sürecinden bahseder. Hücre yaşlanması ile vücudun yaşlanması arasındaki ilişki hala tam olarak anlaşılamamıştır. 2000'li yıllardan beri hücre yaşlanmasının embriyogenez ve doku onarımında olumlu bir şekilde rol oynadığı bilinmektedir . Onkogenez üzerindeki etkileri antagonistiktir (yani, kanseri sınırlamak için doğal bir mekanizmadır ).
Yaşlanma çoğu hayvan ve bitki türü için vardır, ancak hepsi için değil. Çok nadir türler yalnızca ihmal edilebilir yaşlanma gösterirler , hatta gözlemlenebilir yaşlanma bile göstermezler. Hatta bazıları yaşlanma sürecini tersine çevirebilir ve larva durumuna geri dönebilir - böylece bir tür biyolojik ölümsüzlük elde edebilir . Özellikle kril ve denizanası Turritopsis nutricula türleri ve bazı hidralar gibi bazı cnidarianslardan bahsedilebilir . Çok yıllık odunsu bitkilerde , botanikçiler kalıcı bir ontogeninin sürdürüldüğünü gözlemler (yani, bitkinin büyümesi asla durmaz). Böylece, ağaçlar ve çalılar ( Lomatia tasmanica gibi ) yaşlanmaya yol açabilecek fizyolojik yaşlanma ile karakterize edilirse , “orijinalliklerini iki alanda korurlar : somatik hücrenin totipotansı ve hücrelerin yenilenmesi yoluyla sır . Meristemler. , olası bir sonsuzluğun ”.
Yaşlanma bir organizmanın sonra başlar olgunluk aşamasında , o zamana kadar geri dönüşümsüz olarak ilerler ölüm . Çoğunlukla organizmanın genel kapasitelerinin bozulması ile karakterize edilir: psikomotor, bağışıklık veya üreme.
Bitkilerde yaşlanmasının (in) bir kuruluşun bir parçası dokunabilir. Bu, örneğin, sararmaları ve ardından sonbaharda dökülmeleri ile karakterize edilen yaprakların ya da bitkiden döküldüklerinde meyvelerin yaşlanması durumudur.
Yaşlanma sorunu uzun süredir filozofları ve doğa bilimcilerini meraklandırdı, biyolojik düzeyde bir açıklama bulmak o kadar zor ki.
Yaşlanmayı, zamanın geçişinin basit etkisiyle eylemsiz maddenin yıpranması ve aşınmasıyla aynı nitelikte olacak uzun bir fiziksel yıpranma ve yıpranma süreci olarak görme eğiliminde olan oldukça yaygın bir bakış açısı vardır. demek - termodinamiğin ikinci prensibinin uygulanmasıyla .
Diğer ilgi yaklaşımlar hücre fizyolojisi (mitokondriyal teori veya oksidasyon olayı incelenerek, özellikle de serbest radikal teorisi ile Denham Harman ) ya da telomer aşınma (yaşlanma telomerik teorisi aleksei Olovnikov ).
Bu açıklamaların hiçbiri, özellikle farklı türler arasında var olabilecek uzun ömürlülük farklılıklarını açıklamada başarısız olarak ayrıntılı bir analize dayanmaz.
Bazı evrim teorilerine göre , yaşlanma, kendi başına uzun ömürlülüğün genellikle bir doğal seçilim kriteri olmadığı gerçeğinin dolaylı bir nedenidir . Hayatta kalma avantajı sağlayan bir özellik, organizmanın üreme döngüsü tamamlandığında ortaya çıkarsa, yavrulara aktarılamaz. Dış patojenik faktörler de (örneğin avlanma ) olduğunda, geç hareket eden olumlu bir karakter organizmanın üreme beklentisi üzerinde istatistiksel olarak çok az etkiye sahiptir. Sonuç olarak, organizmanın gelişiminde geç hareket eden genler, çok az seçici baskıya maruz kalırlar, böylece ekspresyonu kusurlu veya zararlı olan genler, bu ifade, ileri yaşta gerçekleştiğinde, bu ifade genç yaşta meydana geldiğinden daha fazla sayıda olur.
Bu fikir, dışsal patojenik faktörler bulunmadığında veya yaşla ters orantılı olduğunda, türlerin yaşlanmayı göstermeme olasılığının daha yüksek olduğu gözlemiyle açıklanmaktadır; birçok büyük kaplumbağa , mersin balığı veya büyük ağaç türlerinde olduğu gibi. avcılara karşı direnç, boyut ve dolayısıyla yaşla birlikte artar; bu türler ihmal edilebilir yaşlanma gösterir . Tersi durum için başka bir örnek, hayvanlarda çiftleşmeden sonra ( bkz. Somon ) veya bitkilerde çiçek açtıktan sonra ( bkz. Bambu ) ölümü dramatik bir şekilde meydana gelen bazı türlerde görülebilir . Bu tür çoğaltma " semelparite " olarak adlandırılır . Memeliler arasında semelparlık nadiren görülür, ancak özellikle bazı keseli hayvanlarda mevcuttur. Bu nedenle, yaşlanmanın evrimsel açıklaması, yarı-eşitlik ve itoparlık arasında bir süreklilik fikrinden oluşur; bu, iteroparitenin genellikle mutlak olmadığını ima eder.
Bu fikri açıklamanın bir başka yolu da , Richard Dawkins'in hayal ettiği ve "bir tavuğun hiçbir zaman bir yumurtanın başka bir yumurta yapmak için bulduğu araçlardan fazlası olmadığı bir kavram olan bencil gen açısından ifade etmektir . " Bu görüşe göre, bir tavuk yumurta bırakması gerekenden daha uzun süre hayatta kalacak şekilde tasarlanmamıştır. Bu açıdan, organizma, Thomas Kirkwood'un ifadesini kullanacak tek kullanımlık bir araç, tek kullanımlık bir soma ve tek işlevi germ hücrelerinin çoğalmasına ve yayılmasına izin vermek.
Evrim teorisi hücresel düzeyde de geçerlidir. Yaşamları boyunca hücreler, DNA'ya zarar verebilecek birçok strese ve lezyona maruz kalır . Genomları zarar görmüş veya potansiyel olarak kanserli olan hücreleri ortadan kaldıran evrim DNA onarım sistemleri veya apoptoz (programlanmış hücre ölümü) mekanizması boyunca hayatta kalmak ve genetik yapılarını bozulmadan sürdürmek için geliştirmişlerdir . Yaşla birlikte, bu genom koruma mekanizmaları daha az verimli hale gelir, dolayısıyla hücre çoğalmasını geri dönüşü olmayan bir şekilde bloke eden replikatif yaşlanma süreci . Örneğin moller için geçerli olan bu "zorla yaşlanma" fikri, daha yüksek organizmalarda kanser gelişimini kısıtlamak için evrimleşmiş bir yolu temsil eder. “Hücresel senesans insan hücreleri için normal bir olaydır ve geri dönüşü olmayan bir durması ile karakterize edilir , hücre bölünmesi olarak faz G1 hücre içinde morfolojik ve işlevsel değişiklikler ile ilişkilidir. Evrim tarafından seçilmiş çok güçlü bir anti-tümör mekanizmadır ”.
Arizona Üniversitesi'nden iki evrimci biyoloğa göre , kanser hücrelerinin çoğalmasını önleme ihtiyacı ile diğer hücrelerden canlı olarak büyümeye ve korunmaya izin verme ihtiyacı arasındaki karşıtlık göz önüne alındığında yaşlanma çok hücreli organizmalar için kaçınılmazdır.
Olarak bitkiler , çok hücre veya ikinci hatta basit dejenerasyon yaşam koşulları basit bir bozunma olmaktan, yaşlanmayla genetik olarak kontrol edilen bir işlemdir. Aslında, bazı genler yalnızca yaşlanma anında ifade edilirken diğerleri sessizleşir.
Hücresel yaşlanma , ilk olarak in vitro hem de tarif edilmiştir Leonard Hayflick inceleyerek 1961 fibroblastlar primer (W-38). Kültürde, bu fibroblastların, bir büyüme durması platosunda geri döndürülemez şekilde bloke edilmeden önce, sınırlı sayıda popülasyon ikiye katlanması için çoğaldığını gözlemledi. Hayflick sınırı veya replikatif yaşlanma platosu olarak adlandırılan bu plato, normal hücrelerin çoğunda ( örneğin: fibroblastlar, endotel hücreleri, vb.) Gözlenir , ancak kanser hücreleri için görülmez.
Kültürde, yaşlanma platosuna ulaşan hücreler, kolaylıkla tanınmalarına izin veren çok sayıda spesifik fenotipik özellik sergiler. Bu fenotipik değişiklikler şunlardır:
İşaretleme aktivitesi Yaşlanma ile İlişkili β-galaktosidaz (SA-betagal) en yaygın olarak yaşlanan hücreleri tanımlamak için kullanılır. Lizozomlarda pH 4.5'te normalde aktif olan p-galaktosidaz , yalnızca güçlü lizozomal aktiviteleri nedeniyle yaşlanmış hücrelerde optimal olmayan koşullar altında (pH 6) bileşik X-gal'i degrade edebilir . Bazı çalışmalar bir kişinin yüksek birleşme halindeki hücrelerle pozitif bir etiketleme elde edilebileceğini gösterse de (Severino ve ark. 2000) , SA-ingal , in vivo olarak in vitro olarak yaşlanmış hücreleri tanımlamak için en sık kullanılan markör olmaya devam etmektedir .
Yaşlanmanın ana moleküler sonucu , G1 fazından S fazına ( DNA'nın faz replikasyonu ) geçişte bloke edici bir hücre döngüsüdür .
Hücre yaşlanmasının 2 ana kategorisi vardır: replikatif yaşlanma ve stresin neden olduğu erken yaşlanma. Bu stresler genetik ( onkojen aktivasyonu ), metabolik (oksidatif stres) veya çevresel (sitotoksik ilaçlar) olabilir. Fenotipik ve moleküler benzerlikler olmasına rağmen, replikatif ve erken yaşlanma arasında önemli farklılıklar vardır.
Replikatif yaşlanmaBu, Telomerlerin boyutuna bağlı olarak hücre yaşlanmasıdır . Bunlar, birbiri ardına yerleştirilmiş yüzlerce tekrarlayan nükleotid elementinden (TTAGGG) n oluşan kromozomların uçlarıdır . Rolleri esas olarak koruyucudur. İnsanlarda boyutları 5 ila 15 kb ( kilobaz ) arasındadır. Bu telomerik dizi, her hücre bölünmesiyle kısalır (mitoz başına yaklaşık 50 ila 200 baz çifti). Uzunlukları, bir hücrenin bölünme sayısını yansıtır ve bir hücrenin sahip olduğu bölünmeler ne kadar fazlaysa, telomerlerin boyutu o kadar kısadır. Bu uçlar, DNA polimeraz tarafından kopyalanmaz . Telomerik azalma, hücresel yaşlanmanın ve yaşlanmanın ayırt edici özelliğidir.
İnsanlarda 4,5 kilobazlık bir uzunluk sınırı vardır. Bu sınıra ulaşıldığında, artık hücre bölünmesi olmaz ( p21'i üreten ve döngüyü durduran p53'ün aktivasyonu ).
Telomeraz a, transkriptaz telomerik DNA uzatma ters. Bir hücrenin telomeraz pozitif olduğu söylendiğinde, yaşlanma olgusundan kaçar. Bu, çok bölünen hücreler için geçerlidir (derinin bazal tabakası, kan hatlarının öncüleri, vb.). Artık telomerazı ifade etmeyen bir hücre, telomerlerini azaltacak ve mitoz süresince Hayflick sınırına ulaşacaktır.
Stres kaynaklı yaşlanma veya mitotik sonrası yaşlanmaHayflick replikatif sınırına ulaşan replike olmayan hücreler ve hücreler, çeşitli faktörlerin (oksidatif stres, metabolik faktörler, genotoksik ajanlar) etkisi altında hızlandırılabilen post-mitotik yaşlanmaya tabidir. İkinci durumda, "erken stres kaynaklı yaşlanmadan" (SIPS) bahsediyoruz.
Hücresel yaşlanmanın onkogenezde antagonistik etkileri vardır: bir yandan kanser öncesi hücrelerin hücre bölünmesini bloke ederek veya tümörleri baskılayarak belirli kanserlerin görünümünü sınırlar, diğer yandan ise bağışıklık hücreleri tarafından yok edilmediklerinde yaşlanan hücrelerin çoğalmasını sınırlar. , kanserlerin ortaya çıkmasının önünü açar.
Yaşlanan hücreler , insanlarda olduğu kadar farelerde ve tavuklarda da embriyogenezde aktif bir rol oynar . Aynı şekilde, CCN1 proteini tarafından üretilenler, skatrizasyon , doku rejenerasyonu ve fibrozun azalması, örneğin hepatik ( siroz ) veya kardiyak fenomeninde rol oynarlar .
(Fr)
(içinde)