İçeriğe atla

Hücre yaşlanması

Hücre yaşlanması, tüm dokuların ve organların, sonuç olarak tüm bedenin yaşlanmasını getirir. Canlılar, doğumdan sonraki her gün bir gün daha yaşlanır. Yaşlanma, fizyolojik organizasyonun giderek azalması ve organların çalışmalarındaki aksamalarla başlayan ve somatik ölüme dek giden bir süreçtir.[1][2] Yaşlanmayla birlikte çok sayıda hastalık tablosunun oluşmasına yol açan risk faktörleri yoğunlaşır; sonuçta kanserler, diabet, kalp ve damar hastalıkları gibi ölüme neden olabilen patolojiler belirir.[3]

Hücre yaşlanması, bir hücrenin belli bir sayıda mitoz bölünme geçirdikten sonra iç ve/veya dış etkiler sonucu bölünebilme yeteneğini kaybetmesi ile açıklanabilir. Hücre yaşlanmasının çok az görüldüğü (örn. bazı soğukkanlı hayvanlar) veya hiç görülmediği canlılar (örn. çok yıllık bitkiler) da vardır. Hücre yaşlanması ve programlanmış hücre ölümü, DNA kırılması veya toksinlerin etkisi sonucu hücrelerde ileride kansere dönüşebilecek derecede hasar birikmesini engellemek için alternatif savunma mekanizmalarıdır. Kromozom uçlarını koruyan telomerlerin kısalması hücre yaşlanmasının en önemli sebeplerindendir. Örneğin, bazı kanser türleri yeniden etkinleştirdikleri telomeraz sayesinde telomer uzunluklarını koruyarak hücre yaşlanmasından kaçabilmekte ve sınırsız olarak bölünebilmektedirler. Genomik değişkenlik, telomer kısalması, epigenetik değişimler, protein dengelerinin (proteostazis) yitirilmesi, mitokondri işlevlerinde bozulma, hücrelerin yorulması, kök hücrelerin azalması ve hücrelerarası iletişimin bozulması gibi moleküler etkiler yaşlanmanın kökenindeki genetik faktörlerin temelini oluşturur.[1][2][4][5] Yaşlanmanın en önemli nedeni organizmanın kendisinden gelen (endojen) ya da çevresel (ekzojen) faktörlerdir. Ekzojen ya da endojen faktörler akut ve güçlü olduklarında ölümle, küçük miktarlarda ve kronik etkilerini birikerek gösterdiklerinde ise yaşlanmayla son bulurlar. İnsanlar, işte bu nedenle yaşlandıkça çok sayıda dejeneratif hastalıklarla karşılaşırlar.

Yaşlanma hızı

Yaşlanma hızı bireysel farklılıklar gösterir. Yaşlanma hızında etkili olan faktörlerin çoğu etkilerini yoğun serbest radikal oluşmasını tetikleyerek gösterirler.

Yaşlanma hızını etkileyen faktörler için başlıca örnekler şunlardır:[6]

  • Kalıtım (erken aklaşan saçlar, metabolik sendromlar)
  • Beslenme (aşırı kalori yüklenme, obezite, diabet, ateroskleroz)
  • Sosyal çevre (hareketsizlik, stres)
  • Toksik maddeler (alkol, sigara, narkotikler)
  • Meslek (yıpratıcı meslekler: madenciler, radyasyoncular, vb)

Yaşlanma genetiği

Model sistemler üzerinde yalpan çalışmalar, yaşlanmanın genetik sistemdeki ve protein sentezindeki aksamaların sonucu olduğunu göstermektedir.

DNA zararları, yaşlanma genetiğinde özel bir önem taşır.[1][2][3][5][6]

  1. Hücre yaşlanması: insanlar yaşlandıkça hücrelerinin yenilenme hızı da düşmektedir. Çocuklardaki hücre yenilenmesi yaşlı bireylere oranla çok hızlı ve sağlıklıdır. Yaşlılardaki hücre yenilenmesi ise “yaşlanma olgusunun aşırı ivme kazandığı” hastalardan daha hızlıdır; örneğin, gen mutasyonuyla ilgili DNA etkilenmeleri sonucu ortaya çıkan Werner sendromunda yaşlanma belirtileri çok erken yıllarda ortaya çıkar.
  2. Metabolik ve Genetik zararların birikmesi: organizma tarafından onarılamayan ve etkileri birikerek artan faktörlerden oluşan zararlardır. En iyi örnek “serbest oksijen radikalleri (ROS)”dir. Aşırı ROS oluşumu, radyasyon etkisi ve antioksidan (glutathione peroxidase, superoxide dismutase) yetersizliği yaşlanma sürecini aşırı biçimde hızlandırır.
  3. DNA zararlarının algılanmasındaki ve onarılmasındaki aksamalar: hızlı bir yaşlanma sürecinin önemli nedenlerinden biridir (Werner sendromu, ataxia-telangiectasia hastalığı),
  4. Hücre organellerinde (proteasome komponenti) aksamalar: hücre yaşlanmasını hızlandırmaktadır.

Yaşam süresinin uzatılmasında öneriler

  • Yaşam süresinin uzatılabilmesindeki en somut öneri “Kalori alımının kısıtlanması”dır. Düşük kaloriyle beslenenlerde “sirtuin grubu” proteinlerin aktivitesi artmaktadır.[2]
  • Sirtuinler protein sentezini arttırarak apoptozisi engellemekte, metabolizmayı hızlandırmakta, insülin duyarlılığını düzenlemekte ve ROS oluşumunu azaltmaktadır.[2]
  • İnsülin ve insülin-benzeri büyüme faktörü (insulin-like growth factor-1; IGF-1) reseptörlerinin mutasyonlarının engellenmesi de yaşam süresini uzatan faktörlerden biri olarak görülmektedir.[2]

Hücrelerin yaşlanma (yenilenme) süreleri:[6][7]

  • Skuamöz epitel (deri): 10-30 gün
  • Skuamöz epitel (ağız; özofagus): 2-3 gün
  • Mide: 2-9 gün
  • İnce bağırsaklar: 1-4 gün
  • Kalın bağırsak: 6 gün
  • Eritrositler: 120 gün
  • Trombositler: 10 gün
  • Nötrofiller: 1-5 gün
  • Eozinofiller 2-5 gün
  • Kemik iliği kök hücreleri: 2 ay
  • Akciğer alveol hücreleri: 8 gün
  • Uterus serviksi: 6 gün
  • Sperm: 2 ay
  • Osteoklastlar: 15 gün
  • Hepatosit: 180-400 gün
  • Düz kas hücresi: yıllar
  • Çizgili kas hücresi: yenilenmez
  • Kalp kası hücresi: yenilenmez
  • Nöronlar: yenilenmez

Kaynakça

  1. ^ a b c Knapowski J, Wieczorowska-Tobis K, Witowski J. Pathophysiology of ageing. Journal of Physiology and Pharmacology, 53(2):135-146, 2002
  2. ^ a b c d e f Hamczyk MR, Nevado RM, Barettino A, et al. Biological Versus Chronological Aging: JACC Focus Seminar. Journal of the American College of Cardiology, 75(8):919-930, 2020
  3. ^ a b Belikov, AV. Age-related diseases as vicious cycles. Ageing Research Reviews. 49: 11–26, 2019
  4. ^ Robert L, Labat-Robert J, Robert AM. Genetic, epigenetic and posttranslational mechanisms of aging. Biogerontology. 11 (4): 387–99, 2010
  5. ^ a b Lopez-Otin C, Blasco MA, Partridge L, et al. The hallmarks of aging. Cell, 153(6): 1194–1217
  6. ^ a b c Kumar V, Abbas AK, Aster JC. Robbins and Cotran Pathologic Basis of Disease. 9th edt., Elsevier Saunders, Philadelphia, 2015
  7. ^ Milo R, PhillipsR. Cell Biology by the Numbers. CRC Press, Boca Raton, 2015

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Genetik</span> biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve çeşitliliği inceleyen bir dalı

Genetik ya da kalıtım bilimi, biyolojinin organizmalardaki kalıtım ve genetik varyasyonu inceleyen bir dalıdır. Türkçeye Almancadan geçen genetik sözcüğü 1831 yılında Yunanca γενετικός - genetikos ("genitif") sözcüğünden türetildi. Bu sözcüğün kökeni ise γένεσις - genesis ("köken") sözcüğüne dayanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Hormon</span> İç salgı bezlerinden kana geçen ve organların işlemesini düzenleyen adrenalin, insülin, tiroksin ve benzeri fizyolojik etkisi olan maddelerin genel adı

Hormon,, çok hücreli organizmalarda fizyoloji ve davranışı düzenlemek için karmaşık biyolojik süreçler yoluyla uzak organlara veya dokulara gönderilen sinyal molekül sınıfıdır.

Mutasyon ya da değişinim, bir canlının genomu içindeki DNA ya da RNA diziliminde meydana gelen kalıcı değişmelerdir. Mutasyona sahip bir organizma ise mutant olarak adlandırılır.

<span class="mw-page-title-main">Plazmid</span> Hücre içindeki küçük DNA molekülü

Plazmidler; bakteriler, arkeler ve ökaryotlar arasında birçok mikroorganizmada bulunan dairesel veya çizgisel ekstrakromozomal replikonlardır. Bakterilerin genetik bilgiyi aktarması, hızlı evrimleşmelerini ve adaptasyonlarını kolaylaştırması için önemli araçlardır. Hedeflenen genleri ekleyerek, değiştirerek veya silerek mikroorganizmaları manipüle etmek ve analiz etmek için önemli araçlar olarak hizmet eder. Prokaryotik hücrelerde bulunurlar ve kromozomlardan bağımsız olarak çoğalırlar. Ek olarak, plazmidler hücreler arasında aktarılabilir, bu da onları prokaryotik evrimde önemli itici güçler olarak kabul eder ve onları yanal gen aktarımına aracılık eden güçlü ajanlar yapar. Antibiyotik direnci gibi yeni işlevler sağlayarak konakçı evrimini hızlandırmakla kalmazlar, aynı zamanda artan gen ifade seviyeleri ve kopya sayısı değişiklikleri yoluyla mutasyonların edinim oranlarına da yol açabilirler. Plazmid genomları genellikle, aynı aileden ilgili plazmidler arasında korunan ve replikasyon ve hareketlilik gibi önemli plazmide özgü işlevlerle ilişkili çekirdek lokusların bir omurgasını içerir. Etkili yatay gen transfer (HGT) vektörleri olarak görev yapar.

<span class="mw-page-title-main">Telomeraz</span>

Telomeraz telomerleri sentezleyen ve koruyan bir ters transkriptaz enzim.

p53

p53 ya da diğer adıyla tümör protein 53 (TP53), Genom Gardiyanı, tümör önleyici p53, hücre döngüsünü düzenleyen bir transkripsiyon faktörüdür. Birçok organizmada kanseri baskılamak için çok önemli bir proteindir. Çok hücreli omurgalılarda kanser oluşumunu önlediği ve tümör baskılayıcı fonskiyon gösterdiği için kritiktir. TP53, genomda mutasyon olmasını önleyerek genom stabilitesini korur. Mutasyonu önleyerek genomun bozulmasını veya değişmesini önlediği için de "genom gardiyanı" olarak da anılır. p53, hücre içerisinde dörtlü (tetramer) bağ yapmış halde işlevseldir.

Her canlının belirli bir yaşam süresi vardır. Döllenen hücre, gelişimi tamamlayıp yeni döller verdikten sonra yaşlanmaya başlar. Yaşlanma sonucu ölüm meydana gelir. Yaşam uzunluğu türlere göre değişkenlik gösterir. Ömür ile vücut büyüklüğü arasında herhangi bir bağlantı bulunamamıştır. Yapıları benzer olan hayvanların hayat süreleri arasında büyük farklılıklar olabilir. Bazı hayvanların yaşam süreleri şöyledir:

<span class="mw-page-title-main">Pilus</span> Bakterilerin yüzeyinde bulunan proteinli kıl benzeri uzantı

Pilus, bakteri hücrelerinin yüzeyinde olan, bakteriyel birleşme (konjugasyon) için gerekli olan saç gibi bir yapıdır. Piluslar bakteriyi kendi türünden bir diğerine bağlayıp iki hücrenin sitoplazmaları arasında bir köprü oluştururlar. Bu sayede plazmidler bir hücreden öbürüne aktarılabilir. Edinilen bir plazmid bakteriye antibiyotik dayanıklılığı gibi yeni özellikler kazandırabilir.

<span class="mw-page-title-main">Telomer</span>

Telomer, ökaryotik doğrusal kromozomların uçlarında bulunan, herhangi bir gen kodlamayan, özelleşmiş heterokromatin yapılarıdır.

<span class="mw-page-title-main">Progeria</span>

Progeria, halk dilindeki adıyla erken yaşlanma hastalığı, konu hakkında yapılan bilimsel araştırmalar hastalığın çaresini bulmaktan ziyade hastalığa sebep olan faktörleri bulmak ve bu sayede insanlığın ömrünü uzatabilmektir.

Homeostaz (homeostasis) veya dengeleşim, çevresinde gerçekleşen olumsuzluklar karşısında hücrenin kendi dengelerini koruma çabası, değişen koşullarda iç dengenin aktif düzenlemesidir. Fransız bilim insanı Claude Bernard'ın tanımlandığı hemostaz sürecinin amacı, fiziksel ve kimyasal tüm dengelerin yerinde olduğu dinginlik durumunu korumaktır.

<span class="mw-page-title-main">Diyabet</span> Kandaki glikoz seviyesinin aşırı artmasından kaynaklanan metabolik bozukluk

Diabet ya da Diabetes mellitus, sıklıkla yalnızca diabet ya da diyabet veya halk arasında şeker hastalığı olarak adlandırılan, genellikle kalıtımsal ve çevresel etkenlerin birleşimi ile oluşan ve kandaki glukoz seviyesinin aşırı derecede yükselmesiyle (hiperglisemi) sonuçlanan metabolik bir bozukluktur. Vücutta kan şekerinin düzenlenmesi pek çok sayıda kimyasal madde ve hormonun karmaşık etkileşimi sonucunda sağlanır. Şeker metabolizmasının düzenlenmesinde rol oynayan hormonlardan en önemlisi pankreasın beta hücrelerinden salgılanan insülin hormonudur. Diyabetes Mellitus ya insülin salgılanmasındaki yetersizlik ya da insülinin etkisindeki veya insülin cevabındaki bir bozukluk sonucunda ortaya çıkan yüksek kan şekerinin yol açtığı birkaç grup hastalığı tanımlamak için kullanılan ortak bir terimdir.

Özbağışıklık, otoimmünite, otoimmunite, bağışıklık sisteminde aşırıduyarlıkla oluşan tepkilere genel olarak verilen genel addır. Olağan koşullarda organizma kendi hücrelerinin antijenik yapılarına karşı tepki göstermez; buna “immun tolerans” ya da “doğal hoşgörü” tanımı yapılır. Bu toleransın aksadığı olağanüstü koşullarda otoimmun hastalıklar belirir; bağışıklık sisteminin tüm savunma sistemleri kendi antijenlerine karşı savaşım konumuna geçer. Otoimmun hastalıklardaki doku zararları II, III ve IV tiplerde aşırıduyarlık reaksiyonlarının sonucu olarak belirir.

<span class="mw-page-title-main">Nükleoit</span> Prokaryotik bir hücre içinde genetik materyal içeren bölge

Nükleoit veya nükleoid, prokaryotların genetik materyalinin bulunduğu, düzenli bir biçime sahip olmayan, hücre içi bölgeleridir.

Bir minisatelit, DNA içinde tekrar eden 10-60 bazlık bir dizidir. Bunlar insan genomunda binden çok konumda bulunur. Bazı minisatelitlerde DNA ipliklerinden biri pürin öbürü pirimidin ağırlıklı olur, bazıları ise “GGGCAGGANG” bazlarından oluşan bir merkez dizi içerirler. Bu dizinin kromozomlar arasında dizi takasına yol açtığı öne sürülmüştür. Başka bir görüşe göre ise, minisatelitlerde kopya sayısı varyasyonunun nedeni, yakınında bir çift iplik DNA kırılma noktasının bulunmasıdır. DNA ikileşmesi sırasındaki sorunlar, örneğin DNA ipliklerinden birinin öbürüne göre kayması sonucu hatalar olmakta ve minisatelitin tekrarlayan dizi sayısında bir değişiklik meydana gelmektedir. En çok değişkenlik gösteren lokus CEB1 (D2S90)'dir.

<span class="mw-page-title-main">Senesens</span> bir organizmanın işlevinin yaşla birlikte bozulması

Senesens veya biyolojik yaşlanma, canlı organizmalarda fonksiyonel özelliklerin kademeli olarak bozulmasıdır. Senesens kelimesi hücresel senesensi ya da tüm organizmanın senesensini ifade edebilir. Organizmal yaşlanma, en azından bir organizmanın yaşam döngüsünün sonraki kısmında, artan yaşla birlikte ölüm oranlarında bir artış ve/veya fekonditede bir azalma içerir, ancak geciktirilebilir. 1934 yılında kalori kısıtlamasının sıçanlarda yaşam süresini %50 oranında uzatabileceğinin keşfedilmesi, ihmal edilebilir yaşlanmaya sahip türlerin varlığı ve Hidra cinsi üyeleri gibi potansiyel olarak ölümsüz organizmaların varlığı, yaşlanmayı ve dolayısıyla yaşa bağlı hastalıkları geciktirmeye yönelik araştırmaları motive etmiştir. Nadir görülen insan mutasyonları yaşlanmayı hızlandıran hastalıklara neden olabilir.

Atrofi ya da körelme, normal büyüklükteki bir organın sonradan küçülmesidir; edinsel bir olgudur. İrileşim ve aşırı gelişim (hiperplazi), körelmenin karşıtı olan olgulardır.

Nörodejenerasyon, nöronların ölümü de dahil olmak üzere nöronların ilerleyen yapı veya fonksiyon kaybıdır. Nörodejeneratif süreçlerin bir sonucu olarak amiyotrofik lateral skleroz, Parkinson hastalığı, Alzheimer hastalığı, ölümcül ailesel uykusuzluk ve Huntington hastalığı gibi birçok nörodejeneratif hastalık ortaya çıkar. Bu tür hastalıklar tedavi edilemez ve nöron hücrelerinin ilerleyici dejenerasyonu ve / veya ölümüyle sonuçlanır. Araştırmalar ilerledikçe, bu hastalıkları hücre altı düzeyde birbirleriyle ilişkilendiren birçok benzerlik ortaya çıkmaktadır. Bu benzerliklerin keşfedilmesi, birçok hastalığı aynı anda iyileştirebilecek terapötik ilerlemeler için umut vermektedir. Atipik protein düzenekleri ve uyarılmış hücre ölümü dahil olmak üzere farklı nörodejeneratif bozukluklar arasında birçok paralellik vardır. Nörodejenerasyon, molekülerden sistemik olana kadar birçok farklı nöronal devre seviyesinde bulunabilir.

<span class="mw-page-title-main">İnsülin benzeri büyüme faktörü 1</span> Homo sapiens türünde protein kodlayıcı gen

İnsülin benzeri büyüme faktörü (IGF-1) veya somatomedin C, çocukluk büyümesinde önemli rolü olan ve yetişkinlerde anabolik etkileri olan insüline benzeyen bir molekül yapısında olan bir hormondur.

Tümör oluşması ya da Karsinogenez (Carcinogenesis) kavramı normal bir hücrenin tümör hücresine dönüşmesi ve çoğalarak bir kitle oluşturması sürecini tanımlar. Tüm tümörlerin oluşumundaki temel ilke “bir dizi genetik farklılaşma”nın varlığıdır. Gen yapısındaki bozulmaların ve hasarların sonucunda normal hücrelerdeki biyolojik düzen bozulur. Biyolojik düzeni bozulan hücrelerde (a) Aşırı düzeyde hücre çoğalması başlar, (b) Bu tür hücrelerden oluşan kitlenin işlevi yoktur ya da düzensizdir, (c) Etken ortadan kalksa da tümör yerinde kalır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.