Kaip senėjimas veikia gebėjimą atkurti homeostazę?

Homeostazė yra procesas, kurio metu organizmas reguliuoja savo vidinę aplinką, išlaikydamas kritinius parametrus priimtinose ribose. Senėjimas daro įtaką gebėjimui palaikyti ir atkurti homeostazę, nes kai kurie organizmo naudojami mechanizmai nebėra tokie efektyvūs kaip jauname kūne.

Daugeliu atvejų nesugebėjimas atkurti homeostazės gali turėti įtakos organizmo veiklai, dėl to gali sumažėti galimybės ir ligos. Tipiniai parametrai, kuriems reikia palaikyti ar atkurti homeostazę ir kuriuos veikia senėjimas, yra šie:

• Kūno temperatūra
• Gliukozės lygis
• Kraujo vandens balansas

Mechanizmai, kuriais šie parametrai laikomi pageidaujamame diapazone, apima hormonai, ląstelių veikla ir organizmo veiksmai. Jei homeostatinis reguliavimas neįmanomas ir šių parametrų vertės neviršija reikalaujamų ribų, organizmas gali mirti.

Kai parametras yra per didelis arba per mažas, hormonai sukelia ląstelių reakcijas, kurios grąžina vertę į įprastą lygį. Pvz., Per aukšta temperatūra sukelia priešines priemones odoje,

Kai sistemos pradeda veikti, kūno temperatūra vėl pradeda kristi. Homeostazė atkurta.

Senėjimas gali turėti įtakos homeostatinis atsakas. Hormoną išskirianti liauka gali nebegalėti pagaminti tiek hormonų, kiek anksčiau. Net jei hormonas išsiskiria pakankamu kiekiu, tikslinės ląstelės gali nebebūti tokios jautrios hormonui.

Jie gali reaguoti mažiau, o homeostatinis atsakas gali būti lėtesnis ir silpnesnis. Kūnas nesugeba taip greitai atkurti homeostazės, kaip tada, kai organizmas buvo jaunesnis.

Jei vienas ar keli svarbūs homeostatiniai parametrai ilgai išlieka per aukšti arba per žemi, yra rizika pakenkti ląstelėms ir organizmui. Jei kūno temperatūra išlieka per karšta, organizmas gali patirti dehidrataciją ir sutrikdyti smegenų funkciją nervų ląstelės nustokite tinkamai veikti.

Jei temperatūra per žema, kūno funkcijos išsijungia ir jei kuri nors kūno dalis užšąla, ledo kristalai pažeidžia ląstelių membranos ir audiniai.

Daugelio medžiagų kiekis yra raktas į ląstelių veiklą. Jei gliukozės arba vandens lygis yra per aukšti arba per žemi, ląstelės negali normaliai veikti. Gliukozė yra svarbi maistinė medžiaga, be kurios ląstelės negali sintetinti reikalingų baltymų. Ląstelės funkcijai ir cheminio signalo sklaidai reikalingas pastovus vandens lygis.

Homeostazė palaiko šias vertes arti savo tikslų. Jei jie ilgai išlieka per aukšti arba per žemi, organizmas patiria žalą.

Homeostazė yra rinkinys iš mechanizmų, kuriuos kūnas naudoja norėdamas išlaikyti savo kintamuosius nustatytų taškų. Senėjimas yra procesas, dėl kurio homeostazės mechanizmai tampa mažiau veiksmingi. Homeostazei naudojami įrankiai išlieka tokie patys per visą organizmo gyvenimą, tačiau senstant jų gali būti mažiau ir priemonės neveikia taip gerai, kaip anksčiau.

Homeostazėje ląstelės sukelia cheminius signalus, nukreiptus į kitas ląsteles ir pakeičiančius jų elgesį. Tai vyksta trimis būdais:

• Tikslinės ląstelės gali imtis tiesioginių ir individualus veiksmas pavyzdžiui, metabolizuojant daugiau gliukozės.
• Ląstelės gali dalyvauti a koordinuota reakcija kuriame toks organas kaip širdis plaka greičiau.
• Ląstelės gali sukelti jausmą, kuris sukelia organizmas imasi veiksmų, pavyzdžiui, geriant vandenį reaguojant į troškulio jausmą.

Senėjimas trukdo šiems veiksmams. Daugelis senstančio organizmo ląstelių prarado dalį savo galimybių atlikti savo funkcijas maksimaliai efektyviai dėl to mutacijos jų DNR, apibendrinti žala arba nusidėvėjimą. Ląstelės gali turėti mažiau išteklių dėl prarasto efektyvumo ir gali nesugebėti signalizuoti ar priimti signalų taip gerai, kaip anksčiau.

Net tada, kai signalizacija veikia gerai ir gaunami stiprūs signalai, ląstelės mažiau sugeba imtis veiksmų, pavyzdžiui, priversti širdį plakti greičiau arba priversti organizmą ieškoti vandens. Nors senėjimas ne visiems organizmams ar visiems žmonėms yra vienodas, apskritai senėjimas gali sumažinti bendras funkcionalumas, ne tik atstatant homeostazę.

Organizmų temperatūrą ribose palaikantis homeostatinis mechanizmas turi keturias šakas. Centrinis jos valdymo padalinys yra pagumburio liauka. Jis siunčia cheminius signalus nervų ląstelėms, odos ląstelėms, kraujotakos sistemai ir kvėpavimo sistemai.

Per aukštai temperatūrai keturios šakos veikia taip:

• Signalai iš pagumburio daro organizmą jaustis karšta. Žmonėms jie pašalina drabužius arba randa vėsesnę vietą. Šis veiksmas yra savanoriškas; kitos trys šakos yra nevalingos, vyksta automatiškai.
• Pagumburis siunčia signalus į odos ląsteles. Receptoriai ant paviršiaus prakaito liauka ląstelės jungiasi su cheminiais signalais ir sukelia aktyvumą prakaito ląstelėse, o tai galiausiai paskatina ląsteles išskirti prakaitą.
• Cheminiai signalai siunčiami ląsteles kontroliuojančioms kraujotakos sistema ir prie kapiliarų prie odos. Kontrolinės ląstelės skatinamos siųsti signalą, kuris pagreitina širdies plakimą. Kapiliarų sienelėse esančios ląstelės plečiasi, o kapiliarai išsiplečia, todėl į organizmo odą patenka karštas kraujas.
• Panašūs signalai siunčiami Kvėpavimo sistema kontrolinės ląstelės. Šios ląstelės reaguoja siųsti signalus, kad pagreitėtų kvėpavimas. Ši reakcija yra ypač svarbi gyvūnams, kurie elgiasi kaip atvėsinimo priemonė.

Jei temperatūra yra per šalta, panašūs signalai turi priešingą poveikį, pavyzdžiui, priverčia organizmą ieškoti šiltos vietos arba susitraukia šalia odos esančius kapiliarus. Kiekvienu atveju daugybė sistemų turi sąveikauti koordinuotai, kad atkurtų temperatūros homeostazę.

Senstančios ląstelės ląstelių funkcijas atlieka ne taip efektyviai, kaip jaunesnės. Temperatūrinės homeostazės atveju senstančių organizmų temperatūra gali išlikti per aukšta arba per žema ilgiau nei jauniems organizmams. Tai gali sukelti dar didesnę ląstelių pažeidimą arba tolesnį hormonų ir kitų cheminių medžiagų gamybos neefektyvumą.

Žemos temperatūros homeostazė dėl senėjimo gali atsirasti dėl jos trūkumo hormonų gamyba prie pagumburio. Hormonai yra baltymai, kuriuos gamina ribosomos, prijungtos prie endoplazminis tinklas (ER) ląstelių.

ER apdoroja, kaupia ir eksportuoja hormonus specialiose pūslelėse per Goldžio kompleksas. Pūslelės susilieja su išorinėmis ląstelių membranomis ir palieka jų turinį už ląstelės ribų kaip endokrininės sekrecijos hormonai. Šie skirtingi žingsniai yra ne tokie efektyvūs senyvose ląstelėse, dėl kurių mažiau išsiskiria hormonai.

Kitame signalizacijos grandinės gale hormonų receptoriai išorinėje ląstelių membranoje gali būti mažiau, o kai kurie gali būti pažeisti. Tuomet hormonai veikia mažiau nei jaunesnėse ląstelėse. Mažiau ląstelių keičia savo elgesį, o tie, kurie reaguoja į hormonus, gali pakeisti savo elgesį tik šiek tiek. Dėl visų šių įtakų senėjimas gali sumažinti temperatūros homeostazės efektyvumą.

Ląstelės nuolat vartoja gliukozę ir deguonį, kad gautų energijos ląstelių funkcijoms. Per kraujotakos sistemą gliukozė pasiskirsto kiekvienoje kūno ląstelėje, todėl jos lygis kraujyje turi būti pastovus. Tiek žemas gliukozės, tiek hipoglikemija ir aukšto lygio arba hiperglikemija gali sukelti mirtį.

Gliukozės kiekį kraujyje kontroliuoja kasa per hormoną insuliną. Esant gliukozės homeostazei, kasos ląstelės išskiria insuliną ir pasiskirsto per kraujagysles. Kai gliukozė yra per didelė, insulino kiekis kraujyje taip pat padidėja, o insulino receptorius ląstelių išorėje sukelia insulinas.

Sukėlimas ląstelės viduje išskiria chemines medžiagas, kurios padidina medžiagų apykaitą ir vartoja gliukozę. Gliukozės kiekis kraujyje grįžta atgal.

Jei gliukozės lygis per mažas, organizmas jaučia alkio jausmą. Organizmas valgo, o maistas virškinamas ir skaidomas į komponentus, įskaitant gliukozę virškinimo trakte. Gliukozė absorbuojama kraujagyslės aplink virškinamąjį traktą ir atstatoma gliukozės koncentracija kraujyje.

Gliukozės homeostazei įtakos turi tie patys senėjimo veiksniai, kaip ir temperatūrai. Kasos ląstelės gamina mažiau insulino, o ląstelių receptoriai taip pat neveikia. Tačiau yra ir kitų būdų, kaip senėjimas gali paveikti gliukozės kiekį kraujyje. Didelio gliukozės kiekio rizika diabetas pagyvenusių žmonių padaugėja.

Yra dviejų tipų diabetas.

I tipas sukelia insulino trūkumas dėl insulino gaminančių kasos ląstelių ar ląstelių, gaminančių mažiau insulino, sunaikinimo.

II tipas cukrinį diabetą sukelia tikslinių ląstelių receptorių jautrumo sumažėjimas dėl nuolatinio didelio insulino kiekio poveikio. Šis poveikis dažnai atsiranda dėl nutukimo arba ilgalaikio maisto, kuriame yra daug lengvai virškinamos gliukozės, vartojimo. Visi šie veiksniai yra sunkesni ir dažnesni vyresniame amžiuje.

Išlaikyti reikiamą kiekį vandens kraujyje yra svarbus ląstelių cheminėms reakcijoms. Jei kraujyje yra per daug vandens, vanduo pateks į ląsteles ir praskiestų ląstelių tirpalus. Jei vandens yra per mažai, ląstelės praranda vandenį ir paveikiama cheminė difuzija.

Kraujo vandens homeostazę kontroliuoja pagumburio dviem kanalais taip:

• Jei kraujyje yra per daug vandens, pagumburis siunčia signalą į hipofizę, kad išskirtų antidiurezinis hormonas vadinamas ADH. ADH nukreipta į inkstų ląsteles, kurios į šlapimą patenka daugiau vandens.
• Jei kraujyje yra per mažai vandens, pagumburis sukelia pojūtį troškulys organizme. Organizmas geria vandenį, kuris per virškinimo sistemą absorbuojamas į kraują.

Senėjimas neturi įtakos kontroliniam keliui, kuriame žemas vandens lygis sukelia troškulį, tačiau senstantys inkstai praranda masę ir nebėra tokie jautrūs signalams, kaip jaunesni organai. Dėl to ląstelės gali leisti vandeniui patekti į šlapimą, net jei pagumburis nedavė atitinkamo signalo, arba vanduo gali būti sulaikytas net tada, kai kraujo lygis kraujyje yra per didelis.

Apskritai kraujo vandens homeostazė nebėra tokia tiksli kaip jaunesnių organizmų.

Apskritai senėjimas daro įtaką homeostazės palaikymui ir atstatymui neigiamai. Senstančių ląstelių veikimas dažnai blogėja ir jos yra mažiau jautrios ląstelių signalams. Net ir tada, kai ląstelės vykdo savo funkcijas, senstantis organizmas dažnai nesugeba atlikti reikiamų veiksmų.

Tačiau tikrasis senėjimo poveikis atskirais atvejais gali labai skirtis. Senėjimas gali turėti šį neigiamą poveikį, tačiau ne visų senstančių ląstelių ir senstančių organizmų funkcionalumas blogėja vienodai.