كيف تؤثر الشيخوخة على القدرة على استعادة التوازن؟

التوازن هي العملية التي من خلالها ينظم الكائن الحي بيئته الداخلية ، مع الاحتفاظ بالمعايير الحرجة ضمن الحدود المقبولة. تؤثر الشيخوخة على القدرة على الحفاظ على التوازن واستعادته لأن بعض الآليات التي يستخدمها الكائن الحي لم تعد فعالة كما هو الحال في الجسم الشاب.

في كثير من الحالات ، يمكن أن يؤثر عدم القدرة على استعادة التوازن الطبيعي على أنشطة الجسم ويمكن أن يؤدي إلى ضعف القدرات والمرض. تشمل المعلمات النموذجية التي يجب الحفاظ على التوازن أو استعادته والتي تتأثر بالشيخوخة ما يلي:

• درجة حرارة الجسم
• مستويات الجلوكوز
• توازن الماء في الدم

تتضمن الآليات التي يتم من خلالها الاحتفاظ بهذه المعلمات ضمن النطاق المرغوب فيه إجراء الهرمونات، نشاط الخلايا وعمل الكائن الحي. إذا لم يكن التنظيم المتماثل ممكنًا وظلت قيم هذه المعلمات خارج الحدود المطلوبة ، فقد ينتج عن ذلك موت الكائن الحي.

عندما تكون المعلمة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا ، تؤدي الهرمونات إلى تفاعلات خلوية تعيد القيمة إلى مستواها الطبيعي. على سبيل المثال ، تؤدي درجة الحرارة المرتفعة جدًا إلى اتخاذ إجراءات مضادة في الجلد ،

مع بدء عمل الأنظمة ، تميل درجة حرارة الجسم إلى الانخفاض مرة أخرى. تمت استعادة التوازن.

يمكن أن تؤثر الشيخوخة على استجابة التماثل الساكن. قد لا تتمكن الغدة التي تفرز الهرمون من إنتاج نفس القدر من الهرمون كما كان من قبل. حتى لو تم إفراز الهرمون بكميات كافية ، فقد لا تكون الخلايا المستهدفة حساسة للهرمون.

قد تتفاعل بشكل أقل وقد تكون الاستجابة الاستتبابية أبطأ وأضعف. لا يستطيع الجسم استعادة التوازن بالسرعة التي كان عليها عندما كان الكائن الحي أصغر سنًا.

إذا ظلت واحدة أو أكثر من المعلمات الاستتبابية الهامة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا لفترة طويلة ، فهناك خطر حدوث تلف في الخلايا والكائن الحي. إذا ظلت درجة حرارة الجسم مرتفعة للغاية ، يمكن أن يعاني الكائن الحي من الجفاف وضعف وظائف المخ مثل الخلايا العصبية توقف عن العمل بشكل صحيح.

إذا كانت درجة الحرارة منخفضة للغاية ، يتم إيقاف وظائف الجسم ، وإذا تجمد أي جزء من الجسم ، تتلف بلورات الثلج أغشية الخلايا والنسيج.

تعد مستويات العديد من المواد مفتاحًا لأنشطة الخلية. إذا الجلوكوز أو مستويات المياه مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا ، لا يمكن للخلايا أن تعمل بشكل طبيعي. الجلوكوز هو عنصر غذائي مهم لا تستطيع الخلايا بدونه تصنيع البروتينات التي تحتاجها. هناك حاجة إلى مستوى ماء ثابت لوظيفة الخلية وانتشار الإشارات الكيميائية.

التوازن يجعل هذه القيم قريبة من أهدافها. إذا بقيت مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا لفترة طويلة ، فإن الكائن الحي يعاني من التلف.

الاستتباب هو مجموعة الآليات التي يستخدمها الجسم للحفاظ على متغيرات التشغيل الخاصة به بالقرب من المرغوبة تحديد النقاط. الشيخوخة هي عملية تجعل آليات التوازن أقل فعالية. تظل الأدوات المستخدمة في التوازن كما هي على مدار حياة الكائن الحي ، ولكن مع تقدم العمر ، قد يكون هناك عدد أقل من الأدوات والأدوات لا تعمل كما كانت من قبل.

في عملية الاستتباب ، تنتج الخلايا إشارات كيميائية تستهدف الخلايا الأخرى وتغير سلوكها. يحدث هذا بثلاث طرق:

• قد تأخذ الخلايا المستهدفة مباشرة و العمل الفردي مثل استقلاب المزيد من الجلوكوز.
• قد تشارك الخلايا في رد فعل منسق حيث ينبض عضو مثل القلب بشكل أسرع.
• قد تسبب الخلايا شعورًا يجعل الكائن الحي يتخذ إجراءات ، مثل شرب الماء استجابة للشعور بالعطش.

الشيخوخة تعيق هذه الإجراءات. فقدت العديد من الخلايا في كائن الشيخوخة بعض قدرتها على أداء وظائفها بأقصى كفاءة بسبب الطفرات في حمضهم النووي المعمم تلف أو ارتداء أو مسيل للدموع. قد يكون للخلايا موارد أقل نتيجة لفقدان الكفاءة وقد لا تكون قادرة على إرسال الإشارات أو استقبالها كما كان من قبل.

حتى عندما تعمل الإشارات بشكل جيد ويتم تلقي إشارات قوية ، تكون الخلايا أقل قدرة على اتخاذ إجراءات مثل جعل القلب ينبض بشكل أسرع أو جعل الكائن الحي يبحث عن الماء. في حين أن الشيخوخة ليست هي نفسها بالنسبة لجميع الكائنات الحية أو جميع البشر ، فإن الشيخوخة بشكل عام يمكن أن تقلل الوظائف العامة، ليس فقط في استعادة التوازن.

آلية الاستتباب التي تحافظ على درجة حرارة الكائنات الحية ضمن حدود لها أربعة فروع. وحدة القيادة المركزية الخاصة بها هي الغدة النخامية السدادة. يرسل إشارات كيميائية إلى الخلايا العصبية وخلايا الجلد والجهاز الدوري والجهاز التنفسي.

بالنسبة لدرجات الحرارة العالية جدًا ، تعمل الفروع الأربعة على النحو التالي:

• الإشارات من منطقة ما تحت المهاد تصنع الكائن الحي يشعر بحرارة. في حالة البشر ، يخلعون الملابس أو يجدون بقعة أكثر برودة. هذا العمل طوعي. الفروع الثلاثة الأخرى لا إرادية ، وتحدث تلقائيًا.
• يرسل الوطاء إشارات إلى خلايا الجلد. المستقبلات الموجودة على سطح غدة العرق ترتبط الخلايا بالإشارات الكيميائية وتحفز النشاط داخل خلايا العرق الذي يؤدي في النهاية إلى إفراز العرق.
• يتم إرسال الإشارات الكيميائية إلى الخلايا التي تتحكم في نظام الدورة الدموية والشعيرات الدموية بالقرب من الجلد. يتم تحفيز خلايا التحكم لإرسال إشارة تزيد من سرعة ضربات القلب. تتوسع الخلايا الموجودة في جدران الشعيرات الدموية وتتوسع الشعيرات الدموية ، مما يؤدي إلى وصول الدم الساخن إلى جلد الكائن الحي.
• يتم إرسال إشارات مماثلة إلى الجهاز التنفسي خلايا التحكم. تتفاعل هذه الخلايا لإرسال إشارات لتسريع التنفس. هذا التفاعل مهم بشكل خاص للحيوانات التي تستخدم اللهاث كوسيلة للتبريد.

بالنسبة لدرجات الحرارة شديدة البرودة ، فإن الإشارات المماثلة لها تأثيرات معاكسة مثل جعل الكائن الحي يبحث عن مساحة دافئة أو تقلص الشعيرات الدموية بالقرب من الجلد. في كل حالة ، يجب أن تتفاعل العديد من الأنظمة بطريقة منسقة لاستعادة التوازن في درجة الحرارة.

لا تؤدي الخلايا المتقدمة في العمر وظائف الخلية بكفاءة مثل الخلايا الأصغر. في حالة توازن درجة الحرارة ، قد تظل درجات الحرارة في الكائنات الحية المسنة مرتفعة جدًا أو منخفضة جدًا لفترة أطول من الكائنات الصغيرة. هذا يمكن أن يؤدي إلى مزيد من الضرر للخلايا أو المزيد من عدم الكفاءة في إنتاج الهرمونات والمواد الكيميائية الأخرى.

قد يكون ضعف التوازن في درجة الحرارة بسبب الشيخوخة بسبب نقص إنتاج الهرمون في منطقة ما تحت المهاد. الهرمونات هي بروتينات تنتجها الريبوسومات المرتبطة بـ الشبكة الإندوبلازمية (ER) من الخلايا.

تقوم غرفة الطوارئ بمعالجة وتخزين وتصدير الهرمونات في حويصلات خاصة عبر جهاز جولجي. تندمج الحويصلات مع أغشية الخلايا الخارجية وتترك محتوياتها خارج الخلية كهرمونات يفرزها الغدد الصماء. هذه الخطوات المختلفة أقل كفاءة في الخلايا المسنة مما يؤدي إلى إفراز هرمون أقل.

في الطرف الآخر من سلسلة الإشارات ، مستقبلات الهرمون على الغشاء الخارجي للخلايا قد يكون أقل وقد يتلف بعضها. ثم تنتج الهرمونات تأثيرًا أقل من الخلايا الأصغر. قلة من الخلايا تغير سلوكها وتلك التي تتفاعل مع الهرمونات قد تغير سلوكها بشكل طفيف فقط. نتيجة لكل هذه التأثيرات ، يمكن أن تقلل الشيخوخة من فعالية التوازن الحراري.

تستهلك الخلايا باستمرار الجلوكوز والأكسجين لإنتاج الطاقة لوظائف الخلية. يتم توزيع الجلوكوز على كل خلية في الجسم من خلال الدورة الدموية ومستواه في الدم يجب أن يظل ثابتًا. كل من انخفاض مستويات الجلوكوز أو نقص سكر الدم ومستويات عالية أو ارتفاع السكر في الدم يمكن أن يؤدي إلى الموت.

يتم التحكم في مستوى الجلوكوز في الدم عن طريق البنكرياس من خلال هرمون الأنسولين. في استتباب الجلوكوز ، تفرز الخلايا في البنكرياس الأنسولين وتوزع عبر الأوعية الدموية. عندما يكون الجلوكوز مرتفعًا جدًا ، تزداد مستويات الأنسولين في الدم أيضًا ويتم تشغيل مستقبلات الأنسولين الموجودة على السطح الخارجي للخلايا بواسطة الأنسولين.

يطلق المحفز مواد كيميائية داخل الخلية تزيد من التمثيل الغذائي وتستهلك الجلوكوز. يتراجع مستوى الجلوكوز في الدم.

إذا كان مستوى الجلوكوز منخفضًا جدًا ، فإن الكائن الحي يعاني من الشعور بالجوع. يأكل الكائن الحي ويتم هضم الطعام وتقسيمه إلى مكونات بما في ذلك الجلوكوز في الجهاز الهضمي. يتم امتصاص الجلوكوز بواسطة الأوعية الدموية حول الجهاز الهضمي ويتم استعادة مستوى الجلوكوز في الدم.

يتأثر توازن الجلوكوز بنفس عوامل الشيخوخة مثل درجة الحرارة. تنتج الخلايا في البنكرياس كمية أقل من الأنسولين ومستقبلات الخلايا لا تعمل بشكل جيد. ولكن هناك طرقًا إضافية يمكن أن تؤثر بها الشيخوخة على مستويات الجلوكوز في الدم. تسبب خطر ارتفاع مستويات الجلوكوز داء السكري الزيادات في كبار السن.

هناك نوعان من مرض السكري.

النوع I ينتج عن نقص الأنسولين ، إما بسبب تدمير الخلايا المنتجة للأنسولين في البنكرياس أو الخلايا التي تنتج كمية أقل من الأنسولين.

النوع الثاني يحدث مرض السكري بسبب إزالة حساسية المستقبلات الموجودة على الخلايا المستهدفة بسبب التعرض المستمر لمستويات عالية من الأنسولين. غالبًا ما يكون هذا التأثير ناتجًا عن السمنة أو الاستهلاك طويل الأمد للطعام الذي يحتوي على مستويات عالية من الجلوكوز سهل الهضم. كل هذه العوامل أكثر خطورة وأكثر شيوعًا في الشيخوخة.

الحفاظ على المقدار الصحيح من ماء في الدم مهم للتفاعلات الكيميائية للخلايا. إذا كان الدم يحتوي على الكثير من الماء ، فسوف يدخل الماء إلى الخلايا ويخفف محاليل الخلايا. إذا كان هناك القليل من الماء ، تفقد الخلايا الماء ويتأثر الانتشار الكيميائي.

يتم التحكم في توازن الماء في الدم بواسطة الغدة النخامية عبر قناتين على النحو التالي:

• إذا كان هناك الكثير من الماء في الدم ، فإن الوطاء يرسل إشارة إلى الغدة النخامية لإفراز الهرمون المضاد لإدرار البول يسمى ADH. يستهدف هرمون (ADH) خلايا الكلى التي تسمح بدخول المزيد من الماء إلى البول.
• إذا كان هناك القليل من الماء في الدم ، فإن الوطاء يخلق إحساسًا العطش في الكائن الحي. يشرب الكائن الحي الماء ، والذي يمتص من خلال الجهاز الهضمي إلى الدم.

لا تؤثر الشيخوخة على مسار التحكم حيث يؤدي انخفاض منسوب الماء إلى العطش ، ولكن شيخوخة الكلى تفقد الكتلة ولم تعد تستجيب للإشارات مثل الأعضاء الأصغر سنا. نتيجة لذلك ، قد تسمح الخلايا للماء بالمرور إلى البول حتى عندما لا يعطي الوطاء الإشارة المقابلة أو قد يحتفظ بالماء حتى عندما يكون مستوى الماء في الدم مرتفعًا جدًا.

بشكل عام ، لم يعد توازن الماء في الدم دقيقًا كما هو الحال في الكائنات الحية الأصغر سنًا.

بشكل عام ، تؤثر الشيخوخة على الحفاظ على التوازن واستعادته سلبا. غالبًا ما يتدهور أداء الخلايا الشيخوخة وتكون أقل حساسية للإشارات الخلوية. حتى عندما تؤدي الخلايا وظائفها ، غالبًا ما يكون الكائن الحي المسن أقل قدرة على اتخاذ الإجراءات المطلوبة.

ومع ذلك ، فإن الآثار الفعلية للشيخوخة بالنسبة للحالات الفردية قد تختلف بشكل كبير. يمكن أن يكون للشيخوخة هذه الآثار السلبية ولكن لا تظهر جميع الخلايا والكائنات الحية المسنة نفس التدهور في الوظائف.