Биохимия старения

_{134. Yunis E. J., Martinez C., Good R. A. Nature, 204, 850–853 (1964).}

_{135. Zukposki C. F., Killen D. A, Ginn E., Matter B., Lucas D. O., Seigler H. F. Transplantation, 9, 71–74 (1970).}

Глава 8. Старение клетки

Введение

Простейшие одноклеточные организмы подвержены старению, т. е. старение может быть клеточным феноменом. Высокоорганизованные многоклеточные организмы также стареют; их старение обусловлено старением индивидуальных клеток. В то же время причина старения многоклеточных организмов может отличаться от причины старения одноклеточных; не исключено, что она связана с более высоким уровнем организации — тканевым или организменным. С развитием методов выделения отдельных клеток из тканей и созданием условий для их роста и длительного размножения in vitro стало возможным изучать поведение клетки в отсутствие влияния внутренней среды организма. Рост, деление и метаболизм клеток можно изучать в культуре, однако следует помнить, что условия in vitro не соответствуют физиологическим и свойства клеток могут оказаться измененными. Таким образом, если эти исследования in vitro и дают некоторую полезную информацию о самой клетке, то они имеют лишь ограниченную ценность, когда речь идет о старении организма в целом. Эти ограничения частично преодолеваются, если использовать метод, трансплантации клеток и тканей животных определенного (возраста реципиентам другого возраста с последующим изучением старения клеток донора. В подобных условиях клеткам донора обеспечивается естественное окружение. Ниже анализируются оба метода и получаемые с их помощью сведения.

Старение клеток in vitro

Ранние исследования клеток в культуре были выполнены на фибробластах куриного эмбриона. Эбелинг [14], работавший вместе с Алексисом Каррелем, первый сообщил, что фибробласты непрерывно размножаются в среде, содержащей экстракт клеток цыпленка. Это наводило на мысль, что клетки, освобожденные от физиологического контроля, могут жить неопределенно долго, т. е. стать бессмертными, и что их ограниченная продолжительность жизни зависит от факторов, присущих организму. Однако результаты этой работы не удалось воспроизвести современными методами культивирования. По-видимому, непрерывное размножение фибробластов было вызвано внесением в среду вместе с экстрактом свежих клеток [24]. Позже было установлено, что клетки в культуре иногда приобретают патологические черты — у них меняется число хромосом, и именно такие клетки способны непрерывно делиться. Отсюда следует важный вывод о необходимости периодической проверки культуры для того, чтобы вовремя выявить клетки с измененным кариотипом, которые ведут себя подобно раковым.

Позже Каррель и Эбелинг [4] сообщили, что скорость роста куриных фибробластов обратно пропорциональна возрасту цыпленка, плазму которого использовали для культивирования. Результаты этой работы тоже не подтвердились, но в других исследованиях было показано, что латентный период миграции клеток из эксплантатов длиннее, если использовались ткани старых доноров [5]. Это наблюдали и другие авторы.

Культура клеток in vitro

Методы культуры ткани были значительно усовершенствованы за последние 20 лет, и сейчас можно изучать клетки в условиях, очень близких к физиологическим. Ткань изолируют и обрабатывают трипсином, разрушающим межклеточное вещество и освобождающим клетки, которые затем собирают центрифугированием. Известное число клеток помещают в стеклянные или пластиковые культуральные сосуды, содержащие среду, и инкубируют при 37 °C. При культивировании in vitro фибробластов легкого и кожи человека наблюдаются при четко различимые фазы. Через несколько часов после посева клетки прилипают к стеклянной поверхности и по прошествии 24–48 ч начинают делиться. Поверхность стекла через несколько дней покрывается дочерними клетками. Так образуется первичная культура. Период времени от высева исходных клеток до завершения образования монослоя называется фазой I.