Инфографика: как клеточное старение стимулирует старение и болезни?

Какие клеточные процессы способствуют старению?

Теломерная дисфункция

Теломеры — это концевые участки хромосом, которые выполняют защитную функцию. Эти защитные фрагменты ДНК на концах хромосом становятся короче с каждым делением клетки. Существует так называемый предел Хейфлика, связанный с сокращением длины теломер — количество делений соматических клеток приблизительно равно 50, после чего клетки начинают проявлять признаки старения.

Потенциально онкогенные мутации

Поскольку механизмы репарации(восстановления) ДНК разрушаются с возрастом, клетки могут приобретать определенные мутации, особенно те, которые активируют онкогены. Онкоген — ген, продукт которого может стимулировать образование злокачественной опухоли. Мутации, вызывающие активацию онкогенов, повышают шанс того, что клетка превратится в раковую клетку.

Реактивные метаболиты

Некоторые клеточные органеллы(внутриклеточные структуры), особенно митохондрии, могут генерировать активные формы кислорода (АФК), которые повреждают как митохондриальный, так и ядерный геномы и тем самым стимулируют старение. Считается, что производство АФК увеличивается с возрастом.

Другие процессы

Несколько других механизмов могут управлять старением. Например, механический стресс может привести к старению клеток в суставах, и считается, что эпигенетический механизм, управляющий экспрессией генов, с возрастом нарушает регуляцию, что может каким-то образом вызывать старение. 

Считается, что хроническое воспаление и истощение стволовых клеток являются наиболее значительными последствиями старение тканей, хотя и другие эффекты изучаются. Важность этих процессов может различаться в зависимости от рассматриваемого условия. 

Хроническое воспаление

Стареющие клетки выделяют провоспалительные цитокины, которые запускают хронические иммунные реакции, которые могут вызывать многие связанные со старением заболевания.

Истощение стволовых клеток

С возрастом стволовые клетки во всем теле, вероятно, претерпевают старение, ограничивая способность организма регенерировать ткани и в конечном итоге нарушая функцию тканей.

Старение в соседних клетках

Стареющие клетки могут побуждать другие клетки вокруг них подвергаться старению посредством секреции определенных сигнальных белков, процесс, называемый «паракринное старение». 

Другие процессы

Секреция сенесцентных клеток(клетки, которые перестают делиться) может вызывать митохондриальную дисфункцию в соседних клетках, генерируя АФК. Стареющие клетки также участвуют в образовании неправильно свернутых белков, таких как тау и амилоид-β, агрегация которых связана с нейродегенеративным заболеванием.

Иллюстрации – © ЕКАТЕРИНА ДЕЛЬФИЯ