Starnutie na úrovni: bunkových organel

bunky

sústav a orgánov

ľudského organizmu

STARNUTIE ĽUDSKÉHO ORGANIZMU

ČO JE STARNUTIE?

• Jedna z foriem prispôsobenia sa organizmu, resp. druhu na určitý spôsob života, po ktorom, len čo sa zabezpečilo potomstvo, nastáva fyziologické starnutie.

• Komplexný, multifaktoriálny špecifický biologický proces, ktorý je charakterizovaný tým, že:

• je dlhodobo nakódovaný

• je nezvratný

• neopakuje sa

• má rôznu podobu

• zanecháva trvalé stopy

• podlieha vplyvom prostredia Obr. č. 2

PREČO STARNEME?

• Existujú 2 teórie rozvíjajúce tému starnutia:

• Teória opotrebenia

Starnutie podľa nej je funkčné opotrebenie buniek a orgánov, najmä tých, ktoré sú vysoko diferencované a nemajú schopnosť regenerovať (nervové a cievne bunky).

• Teória somatických mutácií

Podľa nich ide o poruchy v zmysle straty genetickej informácie buniek, vplyvom vzniku rozličných chýb pri ich delení.

Obr. č. 3

STARNUTIE NA ÚROVNI BUNKOVÝCH ORGANEL

CHEMICKÉ PROCESY PREBIEHAJÚCE V BUNKE POČAS STARNUTIA

• Na DNA pribúda počet vodíkových mostíkov.

• Pribúda počet chromozómových aberácií.

• Pribúdajú rôzne formy lyzozómov a reziduálnych teliesok.

• Znižuje rozpustnosť kolagénu.

• Spomaľuje sa proteosyntéza.

• Znižuje sa syntéza m-RNA.

• Postupne sa znižuje ATP-ázová aktivita mnohých bunkových membrán, čo zapríčiňuje zníženie transportných mechanizmov cez membrány a v konečnom dôsledku pokles metabolickej aktivity buniek.

Obr. č. 4Stotisíckrát zväčšená

štruktúra kolagénu

ZMENY BUNKOVÝCH ORGANEL V EUKARYOTICKEJ BUNKE POČAS STARNUTIA:

• Jadrá buniek sa stávajú vekom laločnatými.

• Jadierka sa vakuolizujú.

• Endoplazmatické retikulum sa redukuje.

• Postupne sa znižuje aj počet mitochondrií.

• Zvyšuje sa viskozita základnej cytoplazmy.• Zníženie aktívnej selekčnej schopnosti cytoplazmatickej membrány.

Obr. č. 5Prierez eukaryotickej

bunky

Obr. č. 6 a 7Degenerácia cytoplazmy počas starnutia.

Mladá bunka

Stará bunka

STARNUTIE NA ÚROVNI BUNKY

STARNUTIE BUNKY• Starnutie je vývinová vlastnosť metabolizmu - kým bunka žije a metabolizuje, aj

starne. Anabolické procesy postupne slabnú a katabolické naopak pribúdajú.

• V ľudskom tele existujú bunky, ktoré sa počas života jedinca neobnovujú, sú to bunky svalové, nervové a gangliové.

• Ostatné bunky hynú a nahrádzajú ich bunky nové. Vlastnosti nových buniek, ktoré vznikajú v starnúcom indivíduu, ovplyvňuje celkový stav jedinca a neustále kopírovanie materiálu bunky, pri ktorom vznikajú chyby.

Obr. č. 8Proces transkripcie

v jadre bunky.

FÁZA STARNUTIA BUNKY• Oslabovanie životných funkcií a zjednodušovanie stavby buniek.

Znižuje sa počet elementov endoplazmatického retikula, počet polyzómov, ribozómov, diktyozómov, mitochondrií a pod.

Znižovanie celkového obsahu bielkovín, uhľohydrátov, RNA a iných látok základnej cytoplazmy.

• Oslabovanie funkcie špecializovanej bunky.

• Zvyšovanie intenzity dýchania.

• Tvorba a ukladanie rôznych kryštalických

inklúzií.

• V konečnom štádiu ontogenetického vývinu sa postupne uskutočňuje fragmentácia membrán bunkových komponentov, ktoré spôsobujú globálnu autolýzu buniek.

Obr. č. 9Rozklad plazmatickej membrány eukaryotickej bunky dôsledkom globálnej autolýzy bunky.

MUTÁCIE• Zmeny ktoré sa prejavujú ako dedičné, trvalé a jedinečné sú podmienené zmenou DNA.

• Pri starnutí sa najčastejšie prejavujú génové a chromozómové mutácie.

• Pri procesoch transkripcie a translácie v jadre bunky občas dochádza k chybám, ktoré sú často nenapraviteľné a urýchľujú starnutie.

Oprava DNA• Podstatou vzniku mutácií je schopnosť

chemických, fyzikálnych a biologických

mutagénov reagovať buď priamo alebo

prostredníctvom ich metabolických produktov

s DNA.

• Organizmy si však počas evolúcie vyvinuli

mechanizmy, ktoré im umožňujú opraviť alebo

aspoň tolerovať tieto poškodenia DNA - reparačné mechanizmy.

Obr. č. 10 Schéma mechanizmu mutagenézy na bunkovej úrovni

PREČO BUNKA STARNE?

• Smith roku 1966 zhrnul teórie o starnutí bunky:• Starnutie buniek je postupné opotrebovanie metabolických procesov v bunke.

• Pri starnutí sa postupne čoraz viac genómov buniek dostáva do stavu represie.

• V procese starnutia buniek majú veľký význam aj mutácie.

• Vyčerpáva sa adaptačná kapacita buniek na zmenené alebo zvýšené nároky na funkcie bunky a organizmu počas života.

• Vekom postupne ubúda aj počet membránových receptorov.

Obr. č. 11Delenie bunky.

Materská bunka je schopná vyprodukovať 25 – 30 dcérskych buniek kým umrie sama.

Podľa vedca Ronga Li –ho z Kansasu je to vďaka proteínu „MDR“.

PREJAVY STARNUTIA BUNKY

• V starnúcej bunke pribúdajú látky, ktoré sa priamo nezúčastňujú na metabolizme. (V cytoplazme sa vo zvýšenej miere ukladajú kvapôčky tuku, v živočíšnych bunkách sa zväčšuje počet zrniek pigmentov, najmä lipofuscínu a melanínu.)

• Percento vody v cytoplazme sa znižuje.

• Základom týchto zmien je pokles počtu aktívnych buniek v orgánoch, kompenzovaný prírastkom medzibunkovej hmoty.

• Celkový metabolizmus bunky sa spomaľuje. Klesá syntéza bielkovín a úmerne tomu i obsah RNA.

• Bunka stráca schopnosť deliť sa. Obr. č. 12Rozdielna farbiteľnosť živých (svetlejšie) a mŕtvych buniek (tmavou farbou).

STARNUTIE NA ÚROVNI SÚSTAV A ORGÁNOV

OPORNÁ SÚSTAVA• Postava staršieho človeka sa znižuje kvôli potupnému opotrebovaniu

medzistavcových platničiek (od 1 až po 10 cm).

• Hrudný kôš stráca na objeme, dôsledkom zníženia dýchacej kapacity.

• Častejšie sa objavujú choroby ako kyfóza, alebo opotrebovanie kĺbov, vznik kostných výrastkov.

• Kosti postupne rednú, sú krehkejšie a náchylnejšie na zlomenie - osteopénia až osteoporóza.

Obr. č. 13Postupné opotrebovanie platničiek a deformácia chrbtice vedú k postupnému zníženiu výšky človeka.

POHYBOVÁ SÚSTAVA• Strata elasticity svalov.• Tretinu svalovej sily oproti mladosti.• Znižovanie počtu činností, ktoré môže človek vykonávať.

• Teplota staršieho človeka vďaka nedokrveniu môže teplota niekedy klesnúť až na 35° C, a naopak, teplota v trupe môže bežne vystúpiť na 37,5 °C.

TERMOREGULAČNÁ SÚSTAVA

Obr. č. 14

Obr. č. 15

• Upchávajú a zužujú sa cievy, hrubnú cievne steny a zvyšuje sa prítomnosť vápnika v svalovej vrstve ciev.

• Stúpa systolický tlak.• Zvyšuje sa pracovná aktivita srdca.• Chlopne zhrubnú a sú menej pružné.

• Nastáva uskladňovanie podkožného tuku, u žien v bokoch a u mužov okolo pása, čo je nebezpečnejšie, lebo odtiaľ sa podkožný tuk ľahšie dostáva do žíl a tepien a zvyšuje sa riziko infarktu.

OBEHOVÁ SÚSTAVA

Obr. č. 16So starnutím v tepnách a cievach prebiehajú najme kvalitatívne zmeny. Biochemicky sa menia, čo môže viesť k štruktúrnemu rozpadu v stene tepien. Starnutím sa cievy stávajú dlhšie, širšie, väčšie a tuhšie.

Obr. č. 17Tuk u žien sa zvykne ukladať v okolo bokov a ženská postava

pripomína hrušku, mužská postava jablko, lebo tuk sa

uskladňuje v okolí pásu.

KOŽA• Strata elasticity – vznik vrások, ovísanie pokožky.

• Strata podkožného tuku, vďaka čomu sú starí

ľudia náchylnejší na chlad.

• Znižuje sa produkcia podkožného mazu.

• Vznik pigmentových škvŕn tzv. lontigo senilis.

• Neschopnosť kože zadržiavať vodu a teda pokožka je suchá.

• Koža strarých ľudí je o 25% tenšia.

• KOŽNÉ VÝRASTKY:

• Vlasy sa stávajú šedivými kvôli nedostatku pigmentov alebo vypadávajú kvôli zmenám v štruktúre tkanivovej vrstvy a najme kvôli pôsobeniu testosterónu.

• Nechty na rukách a nohách zhrubnú sa sú lámavé.

• U žien nastane ochlpenie tváre u mužov sa objavujú chlpy v ušiach, rastú chlpy v nose.

Obr. č. 18Porovnanie kože mladého a starého človeka. Na ruke staršej ženy vidíme vrásky a pokrčenú kožu dôsledkom úbytku kolagénových vláken v pokožke.

TRÁVACIA SÚSTAVA• Znižuje sa produkcia slín.

• Vypadávajú zuby.

• Odumierajú chuťové poháriky - znižuje sa chuť do jedla.

• Znižuje sa tvorba kyseliny chlorovodíkovej.• pH žalúdka sa znižuje.• Znižuje produkcia tráviacich enzýmov ptyalínu, pepsínu a trypsínu, trávenie sa spomaľuje.

• Starší ľudia vdychujú menší objem vzduchu, dýchacie svaly sú slabé a tým sa zadržiava v dýchacích cestách väčší obsah hlienu.

DÝCHACIA SÚSTAVAObr. č. 19

Tráviaca sústava

NERVOVÁ SÚSTAVA A ZMYSLY• Spomaľuje sa prenos informácií v motorickom neuróne.

• Klesá funkčnosť autonómneho nervového systému.

• Progresívne sa znižuje spánkové štádium.

• ZMYSLY

• Zrak • Nastáva ochabovanie svalov naťahujúcich šošovku. • Zvyšuje sa náchylnosť na šedý zákal.

• Spomaľujú sa žmurkacie reflexy, ovísajú mihalnicové lôžka.

• Mení sa vnímanie farieb.

• Sluch • Postupným odumieraním sluchových vláskov sa zvyšuje prah počutia, a počuteľnosť vysokých tónov sa znižuje.

• Chuť

• Znižuje sa schopnosť vnímať 4 základné chute.

Obr. č. 20Ľavá časť mozgu je zdravá, pravá je postihnutá alzheimerovou chorobou

Obr. č. 21

VYLUČOVACIA SÚSTAVA• Znižuje sa hmotnosť obličiek v dôsledku zníženia počtu nefrónov, ich filtračná schopnosť

sa znižuje skoro o 50%.

• Znižuje sa funkčnosť svalov udržujúcich moč, nastáva pomočovanie – inkontinencia, muži majú problémy s prostatou.

• Tvorba močových kameňov.

• Zmenšuje sa obsah močového mechúra.

• Znižuje sa reprodukčná schopnosť.• U žien nastáva menopauza, zastaví sa ovulácia.

ROZMNOŽOVACIA SÚSTAVA

Obr. č. 22Inkontinencia

Obr. č. 23 a 24Vľavo sú vaječníky pred manopauzou a

vpravo po menopauze.

STARNUTIE NA ÚROVNI ĽUDSKÉHO TELA

POSTNATÁLNE VÝVINOVÉ ŠTÁDIÁ ČLOVEKA:

dieťa adolescent Mladý dospelý

Stredný vek

Starý dospelý

Mladší starý

Stredne starý

Obr. č. 25Postnatálne vývinové štádiá človeka.

STARNUTIE • Neskorý dospelý vek u ľudí môžeme rozdeliť do 3 období:

• Mladší starí (od 65 do 74 rokov)

• Stredne starí (od 75 do 84 rokov)

• Starí starí (85 a viac rokov)

• Starý človek sa nazýva geront a neskorý dospelý vek po 65 roku života sa nazýva staroba. Obdobie nad 90 rokov voláme dlhovekosť.

• Príčinami a mechanizmom starnutia človeka sa zaoberá osobitný medicínsky odbor - gerontológia.

• Geriatria je názov lekárskej špecializácie, ktorá sa zaoberá diagnostikou a liečbou zdravotných problémov u starých ľudí.

Obr. č. 26

VPLYV STARNUTIA NA PSYCHIKU ČLOVEKA

• Starnutie má somatický, psychologický a sociálny charakter.

• Starší človek si zvykne pripadať zbytočnejší ako bol vo svojom produktívnom veku.

• Dôchodok značne ovplyvní jeho finančný príjem.

• Vďaka chorobám sa jeho pohyblivosť znižuje a trpí chronickým bolesťami a nespavosťou.

• Žije v inom svete, ktorý má iné hodnoty a vymoženosti,

aké boli v čase ich mladosti.

• Učia sa pomalšie.

• Priatelia, manželia postupne odchádzajú zo sveta.

Obr. č. 28

ZÁVER• Starnutie je pravdepodobne zabudované v bunkách ako autodeštrukčný proces a

bunka má dopredu dané, kedy tento proces začne.

• Postupným opotrebovaním buniek mení sa ich štruktúra , metabolizmus a narúšajú sa biochemické deje, ktoré sa potom prejavia na úrovni tkanív, orgánov a orgánových sústav. Starnutie organizmu je sprevádzané množstvom mutácií, ktoré vznikajú pôsobením mutagénnych činiteľov – fyzikálnych (rôzne formy žiarenia), chemických (liečivá, anilínové farbivá, plesňové a hnilobné jedy, decht, nitrozoamíny, ťažké kovy a iné) a biologických (onkogénne vírusy).

• Starnutie a chorobné procesy sa dajú potlačiť zdravým životným štýlom – aktívnym spôsobom života, pohybom, vyváženou stravou, pitným režimom, činorodou prácou, dobrým rodinným a sociálnym prostredím a psychickou pohodou jedinca.

ZDROJE TEXTU:•Cytológia (učebnica pre prírodovedecké fakulty)

Vedúci autorského kolektívu - prof. MUDr. Anton Bózner, DrSc., Univerzita Komenského, Bratislava

ISBN 80-217-0168-4

•Všeobecná biológia (2. prepracované vydanie pre lekárske fakulty)

Prof. MUDr. O. Nečas, DrSc., a kolektív

ISBN 80-86022-46-3

•Biológia pre gymnáziá 5 – Genetika (SPN),

ISBN 80-10-00039-6

•BBC The Human Body – As Time goes by (part 6/7)

Dokument spoločnosti BBC – rok vydanie 1998)

•Sociálne zabezpečenie, PhDr. Vojtech Ružička, PhD.

Obr. č. 1 http://www.gaynz.com/blogs/gayblade/?p=317Obr. č. 2http://www.universalclass.com/i/course/understanding-alzheimers.htmObr. č. 3http://natural-medicine.ru/2483-kak-soxranit-molodost.htmlObr. č. 4http://www.nailscosmetics.eu/nailscosmetics/eshop/19-1-KOLAGEN-COLWAYObr. č. 5http://www.williamsclass.com/SeventhScienceWork/CellTheoryParts.htmObr. č. 6 a Obr. č. 7Cytológia (učebnica pre prírodovedecké fakulty) Vedúci autorského kolektívu - prof. MUDr. Anton Bózner, DrSc., Univerzita Komenského, BratislavaISBN 80-217-0168-4Obr. č. 8http://www.oskole.sk/?id_cat=7&clanok=1570Obr. č. 9http://www.infovek.sk/predmety/biologia/diplomky/biologia_bunky/lyzozomy.htmObr. č. 10Biológia pre gymnáziá 5 – Genetika (SPN), ISBN 80-10-00039-6Obr. č. 11http://correiociencia.wordpress.com/2009/06/26/a-origem-da-vida-num-tubo-de-ensaio/the_dna_network_logo-2/Obr. č. 12Cytológia (učebnica pre prírodovedecké fakulty) Vedúci autorského kolektívu - prof. MUDr. Anton Bózner, DrSc., Univerzita Komenského, BratislavaISBN 80-217-0168-4

Obr. č. 13http://www.jus-manggis.info/2012/02/obatherbal/obat-osteoporosis-tradisional/Obr. č. 14http://www.musculacaoexercicios.com/musculacao-na-terceira-idadeObr. č. 15 http://www.nec-avio.ru/gallery.phpObr. č. 16http://www.healthplexus.net/articles/all?page=3Obr. č. 17http://liptak.blog.sme.sk/Obr. č. 18http://mindblog.dericbownds.net/2009_08_01_archive.htmlObr. č. 19http://www.bunkovavyziva.sk/sk/traviaca-sustavaObr. č. 20http://www.alz.org/braintour/healthy_vs_alzheimers.aspObr. č. 21http://fit.server.sk/choroby/roztrusena-skleroza/Obr. č. 22 a Obr. č. 23http://www.inkontinencia.net/inkontinencia-problema/Mi-az-inkontinencia/20/Obr. č. 24http://obgyn.ucla.edu/body.cfm?id=192Obr. č. 25http://www.arthursclipart.org/medical/reproductive/page_01.htmObr. č. 26http://seniorfitnesssite.com/Obr. č. 27http://magazin.atlas.sk/spektrum/pribeh-256-rocneho-muza/745459.htmlObr. č. 28http://www.globalaging.org/health/world/2012/Anticipation%20of%20Stressful%20Situations%20Accelerates%20Cellular%20Aging.html

ZDROJE OBRÁZKOV

DISKUSIA alebo priestor na Vaše otázky...

„Dbajme, aby nám staroba nezanechala vrásky aj na duši, keď ich už robí na tvári.“

Michel de Montaigne

Obr. č. 29

ĎAKUJEM ZA POZORNOSŤ

Ivana Monková, 3.B

Gymnázium Jána Adama Raymana

Mudroňova 20

081 93 Prešov