Biochemické zmeny v organizme človeka v procese starnutia

UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE JESSENIOVA LEKÁRSKA FAKULTA V MARTINE Ústav lekárskej biochémie Biochemické zmeny v organizme človeka v procese starnutia doc. Mgr. Eva Babušíková, PhD.

Starnutie progresívny, vnútorný, univerzálny proces neodvratný biologický proces, ktorý možno charakterizovať ako postupné zhoršenie fyziologických funkcií a metabolických procesov po reprodukčnej fáze života postupná akumulácia zmien s časom, ktoré sú spojené alebo zodpovedné za stále sa zvyšujúcu citlivosť k chorobe a smrti s pribúdajúcim vekom

Starnutie KOMBINÁCIA VIACERÝCH FAKTOROV: rýchlosť metabolizmu kalorický príjem genetické faktory environmentálne faktory životný štýl

Starnutie postupná strata vitality/aktivity a efektivity väčšiny, ak nie všetkých fyziologických funkcií atrofia väčšiny orgánov zvýšená náchylnosť k infekciám, traume a rozličný, imunitným abnormalitám zvýšená citlivosť k vzniku zhubných nádorov

Život vzájomné interakcie biomolekúl BIOCHÉMIA chemické zloženie živých organizmov metabolické procesy v živých sústavách vzájomné interakcie medzi molekulami

Biomolekuly DNA

Biomolekuly bielkoviny

Biomolekuly lipidy

Biomolekuly sacharidy

Starnutie

Starnutie 1956 voľno -radikálová teória starnutia TEÓRIA OXIDAČNÉHO POŠKODENIA fyziologický stav stres, ochorenie minimálne oxidačné poškodenie zvýšené oxidačné poškodenie, ochorenia, starnutie

Starnutie tvorba O 2 - v mitochondriách MnSOD NO Haberova-Weissova/ Fentonova reakcia H 2 O 2 OH ONOO - oxidácia glutatiónu a oxidačné poškodenie bielkovín, lipidov a DNA mitochondrií mitochondriálne starnutie bunkové starnutie

Oxidačné poškodenie

Oxidačný stres/poškodenie endogénne a exogénne zdroje reaktívnych foriem kyslíka a reaktívnych foriem dusíka enzymatické a neenzymatické antioxidačné obranné systémy porušenie rovnováhy v prospech oxidantov modifikácia bielkovín, modifikácia lipidov, modifikácia nukleových kyselín, modifikácia sacharidov vznik a rozvoj ochorení

REAKTÍVNE FORMY KYSLÍKA KA /REAKTÍVNE FORMY DUSÍKA voľné radikály ANTIOXIDAČNÉ OBRANNÉ MECHANIZMY enzymatické O 2 - superoxidový anión OH hydroxylový radikál ROO lipidový peroxid RO alkoxylový radikál RS tiyl NO oxid dusnatý NO 2 dusíkový dioxid ONOO - nitrózoperoxylový anión CCl 3 trichlórmetyl ne-radikály H 2 O 2 peroxid vodíka HClO kyselina chlórna 1 O 2 singletový kyslík O 3 ozón HNO 2 kyselina dusitá N 2 O 3 oxid dusitý NO - anión oxidu dusného ROONO peroxynitrit alkylu SOD superoxiddismutáza 2O 2 - + 2H H 2 O 2 + O 2 CAT kataláza (peroxizomálne viazaná) 2H 2 O 2 O 2 + H 2 O GTPx glutatiónperoxidáza 2GSH + H 2 O 2 GSSG + 2 H 2 O 2GSH + ROOH GSSG + ROH + 2 H 2 O neenzymatické albumín, transferín, ceruloplazmín vitamín A, vitamín C, vitamín E cysteín, sulfhydrylová skupina, koenzým Q kyselina močová, bilirubín flavonoidy tioéterové zlúčeniny

Oxidačné poškodenie endogénne zdroje reaktívnych foriem kyslíka exogénne zdroje reaktívnych foriem kyslíka antioxidačná obrana menej ONOO - O - 2 NO 2 H 2 O 2 ROS O 2 NO OH RO O2 viac zhoršenie fyziologickej funkcie homeostáza zhoršenie fyziologickej funkcie zníženie proliferačnej odpovede chybná hostiteľská obrana normálny rast normálny metabolizmus náhodné bunkové poškodenie špecifická signálna dráha starnutie ochorenie smrť

Oxidačné poškodenie lipidy hydroperoxidy lipidov reaktívne aldehydy zmeny fluidity a priepustnosti membrán, sekundárne poškodenie bielkovín a DNA DNA modifikácia báz, zlomy, krížne väzby mutácie, translačné chyby, inhibícia proteosyntézy

Oxidačné poškodenie bielkoviny sacharidy sieťovanie, fragmentácia, nové funkčné skupiny zmeny v transporte iónov, vstup Ca 2+ do cytoplazmy, zmeny v aktivite enzýmov glykácia, glykooxidácia vznik koncových produktov pokročilej glykácie sekundárne modifikácie bielkovín, lipidov

Oxidačné poškodenie LPO LPO LPO LPO

Mozog vysoký obsah nenasýtených mastných kyselín spotrebuje veľké množstvo kyslíka exkluzívne využívanie glukózy chudobný na antioxidanty vysoký obsah železa

Alzheimerova choroba senilné plaky, β-amyloidný peptid, τ- bohaté neurofibrilárne siete genetické (mutácie v APP, PS1, PS2, ApoE) faktory environmentálne faktory A B

Alzheimerova choroba prevalencia ACH [%] 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 60-64 65-69 70-74 75-79 80-85 85-89 90-94 >95 vek EuroCoDe (2009)

Alzheimerova choroba

Alzheimerova choroba AGE oxidačné poškodenie poškodenie synáps cytoskeletálne zmeny modifikované podľa Varadajan a kol., 2000

Alzheimerova choroba Oxidačné poškodenie je dôležitou súčasťou mechanizmov poškodzujúcich neuronálne tkanivo pri Alzheimerovej chorobe. Reaktívne formy kyslíka a reaktívne formy dusíka môžu byť faktormi, ktoré urýchľujú metabolické procesy pri Alzheimerovej chorobe.

Starnutie prevencia mentálne aktívny spôsob života fyzicky aktívny spôsob života správna životospráva minimalizovať škodlivé faktory vonkajšieho prostredia

Ďakujem za pozornosť veda je budova s neskutočnou krásou a rozlohou, stavaná ľuďmi, z ktorých každý pridá svoj kameň do rastúcej štruktúry, každý však musí vystúpiť po kameňoch svojích predchodcov, aby sa dostal na miesto, kde môže položiť svoj príspevok