Генетика старения и феномен долголетия животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства и правительства Российской Федерации

ФГБОУ ВО «Ульяновский ГАУ им. П. А. Столыпина»

Кафедра:

морфологии, физиологии и патологии животных

Реферат

«Генетика старения и феномен долголетия животных»

Выполнил

Ерохин Г.А,

Проверил

Любин Н. А.

Ульяновск-2018

Содержание

1. Генетика старения

2. Долгожительство

3. Бессмертие

4. Справочные данные о продолжительности жизни с\х животных, сравнение с англоязычными ресурсами

Источники

1. Генетика старения

Старение - процесс постепенного угнетения основных функций организма (регенерационных, репродуктивных и др.), вследствие которого организм теряет способность поддерживать гомеостаз, противостоять стрессам, болезням и травмам. Потеря функций делает неизбежными возрастзависимые патологии, которые являются причинами смерти.

Рис. 1. Влияние внешнесредовых и генетических факторов на скорость старения

Традиционно старение рассматривается как механический износ и накопление ошибок. В рамках этой модели случайные ошибки и стресс, вызванный воздействием экологических факторов, приводят к нарушению метаболизма, усиленной выработке свободных радикалов и повреждению макромолекул в каждой клетке и ткани (рис. 1). В то же время известно, что умеренные дозы стрессоров способны стимулировать собственные защитные силы организма, тренируя его возможности справляться с более мощными стрессами. Существуют доказательства того, что изменение в результате воздействия факторов окружающей среды биологической компоненты смертности (то есть старение) зависит и от активности определенных генов, цитокинов и гормонов, а значит, может корректироваться и регулироваться. Умеренные стрессы стимулируют экспрессию генов стрессоустойчивости, способствуя предотвращению или элиминации новых, в том числе и спонтанных повреждений, что замедляет старение (рис. 2). Длительные или жесткие воздействия стресс-факторов истощают компенсаторные механизмы и приводят к резкому увеличению числа повреждений и физиологических нарушений, что ускоряет старение организма (рис. 2).

Рис. 2. Механизмы влияния стрессов разной величины на скорость старения

Как правило, при поиске «геронтогенов» (генов, контролирующих старение и продолжительность жизни) у модельных животных применяют поиск мутантных линий, характеризующихся свойствами, отражающими значительное изменение темпа старения.

Наиболее продуктивными подходами являются: поиск генов, выключение которых (loss of function) продлевает жизнь; анализ продолжительности жизни мутантов со сверхактивацией (gain of function) гена кандидата. Фенотипами, оцениваемыми при этом, помимо самой длительности жизни, может быть скорость возникновения функциональных нарушений, связанных со старением (например, динамика поведенческих реакций и накопление липофусцина в клетках). Для ускорения темпов исследований могут быть применены стресс-факторы (обычно тепловой или окислительный шок), поскольку устойчивость к стрессу, как правило, связана с увеличением продолжительности жизни.

У разных модельных животных было выявлено несколько сотен генов, изменение активности которых замедляет скорость старения. К сигнальным механизмам, задействованным в регуляции процессов старения и долголетия, относятся инсулин/IGF-1, PI3K, TOR, MAPK, NF-kB, TGF?, WNT-сигнальные пути (Kenyon, 2010). При благоприятных условиях внешней среды результатом данной регуляции является перераспределение энергетических и пластических ресурсов клетки и организма от репаративных путей, обеспечивающих поддержание жизнеспособности, к процессам роста и размножения. Напротив, при неблагоприятных условиях гормональное стимулирование роста прекращается, но активируются белки, способствующие увеличению стрессоустойчивости клеток. Данный регуляторный путь консервативен в эволюции от беспозвоночных до млекопитающих.

2. Долгожительство

Долгожительство животных - биологическое явление, характеризующееся доживанием животных до высоких возрастных рубежей, значительно превышающих среднюю продолжительность жизни.

Продолжительность жизни животных специфическая особенность

каждого вида. Одним животным суждено прожить долгую жизнь,

исчисляемую десятками и даже сотнями лет, другие появляются на свет

совсем ненадолго. Некоторые животные, относящиеся к долгожителям,

могут пережить не только человека, но и целые поколения.

Современники Цезаря или Рафаэля? Они живут где-то на планете. Да и современников динозавров, пожалуй, можно отыскать. Долгожители-рекордсмены мало похожи на людей или привычных нам животных, но остается надеяться, что однажды наука разгадает секреты этих загадочных существ.

3. Бессмертие

Медуза Turritopsis dohrnii.

Тип -- стрекающие

Класс -- гидроидные

Отряд -- Anthoathecata

Семейство -- Oceaniidae

Вид -- Turritopsis dohrnii

Продолжительность жизни -- теоретически неограниченна

Медузу Turritopsis dohrnii часто называют бессмертной. Точнее говоря, она способна жить вечно. Вот как размножаются обычные медузы. Начальная стадия развития организма из оплодотворенных клеток -- это полип (вроде тех, что формируют коралловые рифы). На определенном этапе полип рождает медузу. А та, достигая половой зрелости, участвует в размножении и погибает. Вернуться к стадии полипа зрелая медуза не может. Но только не Turritopsis dohrnii -- она при наступлении неблагоприятных условий прикрепляется к какой-нибудь поверхности, а клетки ее трансформируются, как бы возвращаясь в «младенческую» стадию. Затем полип снова порождает медузу… И, похоже, в цепи этих метаморфоз нет места смерти.

2300 лет

ГУБКА

Xestospongia muta

Отряд -- Haplosclerida

Семейство -- Petrosiidae

Род -- Xestospongia

Вид -- Xestospongia muta

Продолжительность жизни -- 2300 лет

Где-то в океане можно найти существ, родившихся за 300 лет до Христа. Тело губки состоит из двух слоев покровных клеток и находящегося между ними желеобразного мезохила, фильтрующего воду в поисках чего-нибудь питательного. Когда нет нервов, жизнь становится настолько простой, что можно просуществовать и до 2300 лет, как, например, губка Xestospongia muta, ее еще называют гигантской бочковой губкой. Впрочем, долгожителей среди водных беспозвоночных немало. Известен моллюск Arctica Islandica, проживший 507 лет.

500 лет

АКУЛА

Somniosus microcephalus

Класс -- хрящевые рыбы

Отряд -- катранообразные

Семейство -- сомниозовые акулы

Род -- полярные акулы

Вид -- гренландская полярная акула

Продолжительность жизни -- до 500 лет

«Всего-то» до полутысячелетнего юбилея, возможно, способна дожить гренландская полярная акула -- крупная, медлительная, обитающая в холодных арктических водах Атлантики. Там, в стуже и темноте, где некуда спешить и некого бояться, у рыбины развился замедленный обмен веществ, что, видимо, и стало главной причиной долголетия. Да и размножаться быстро ни к чему -- питательная база у грозного хищника не такая уж и безграничная. Поэтому детенышей рождается мало, а половозрелости самка акулы достигает только к 150 годам.

Из всех представителей млекопитающих, от мыши до кита, только слоны изредка переживают человека. Продолжительность жизни многих видов слонов обычно такая же, что и у человека, или несколько меньше. По данным Бомбейско-Бирманской торговой компании, из 17 тысяч рабочих слонов только около 9 процентов живут 55--65 лет и менее 2 процентов -- свыше 65 лет. генетический старение метаболизм долгожительство

Во многих зоопарках содержатся слоны в возрасте до 50 лет, а в США распространена легенда о слоне, умершем в 85 лет! Как исключение, слоны доживают и до столетнего возраста. Рассказы о живущих в зоопарках слонах, на спинах которых катались многие поколения детей, несколько преувеличены. Содержавшийся в лондонском зоопарке слон Джумбо, популярность которого положила начало таким рассказам, погиб в результате несчастного случая, когда ему было всего 24 года. Однако возможно, что отдельные рыжевато-бурые самцы в стадах диких слонов живут больше, чем в среднем живет человек.

Домашняя лошадь, если позволить ей умереть естественной смертью, займет, по всей вероятности, второе место по долголетию среди млекопитающих. Зарегистрировано несколько случаев, когда лошади жили до 50 лет, а в одном случае -- даже до 62 лет. Известен случай, когда 47 лет прожил осел. В различных зоопарках зафиксированы следующие примеры: бегемот прожил 41 год, носорог -- 40 лет, медведи -- от 30 до 34, муравьед -- 42, шимпанзе -- 26 лет.

Установлено, что самая старая собака прожила 34 года. Вообще собака старше 20 лет -- явление редкое, а комнатных собак 18 лет -- предельный возраст. Кошки живут несколько дольше. Зарегистрированы случаи, когда доживали до 39, 31 и 27 лет; кошки в возрасте 20 лет -- явление распространенное. Максимальная зафиксированная продолжительность жизни кита -- 37 лет. Однако считается, что крупные виды китов живут обычно 30 и более лет, если им удается уйти от китобоя. Среди низших живых организмов продолжительность жизни обычно мала, хотя известен случай, когда солитер прожил в теле человека 35 лет.

Жизнь животных в естественных условиях всегда короче, чем в неволе. Их всюду подстерегает множество опасностей, так что по-настоящему старые животные на воле встречаются сравнительно редко. Они доживают до старости только в результате счастливой случайности. Потеря сил, зрения и, главное, разрушение зубов приводят к тому, что животные гибнут довольно быстро и лишь незначительной их части удается прожить долгую жизнь.

В зоопарке животные находятся на особом положении: пища у них всегда в изобилии, у них нет нужды охотиться за ней, они имеют постоянное укрытие и находятся в полнейшей безопасности от врагов. Даже несчастные случаи здесь бывают редко. Живущая в неволе 25-летняя лиса, это, по существу, ненормальное явление; ведь в естественных условиях лиса уже в возрасте 14--15 лет -- старое животное со сломанными зубами, израненной мордой, изнуренным телом и поседевшим мехом. Установлено, что на воле тигр живет 17 лет, представитель мелких хищников -- ласка -- всего 8 лет. Барсуки могут жить до 16 и более лет. За ними, как это ни удивительно, следуют жабы, которые живут значительно дольше, чем лягушки, и дольше, чем это принято считать. Вообще, чем меньше животное и чем оно плодовитее, тем короче средняя продолжительность его жизни. Нет сомнения в том, что существует какая-то взаимосвязь между величиной животного, его плодовитостью и долголетием.

Существует мнение, что самой старой птицей был белый лебедь, которого подстрелили в Дербишире в 1887 году. На ноге у него нашли кольцо, датированное 1711 или 1717 годом, следовательно, лебедь прожил по крайней мере 170 лет. У орла, убитого во Франции в 1845 году, обнаружили металлический ошейник с латинской надписью, говорящей о том, что это был охотничий орел, с которым охотились на Кавказе еще в 1750 году; таким образом, этот орел прожил более 90 лет. Оба этих случая, если они достоверны, являются исключением.

Среди птиц наибольшим долголетием, по всей вероятности, отличаются вороны. Известны случаи, когда вороны жили до 69 лет. К числу птиц, проживших свыше 50 лет относятся: пеликаны и кондоры -- 52 года, филин -- 68 лет, беркут -- 56 лет. Самой долголетней из живущих в неволе птиц оказался попугай -- 140 лет. Известно также много других попугаев, проживших более 100 лет, а один из них достиг 125-летнего возраста. Долголетием отличают также и какаду -- некоторые из них доживают до 90 лет и не утрачивают живости, хотя обычно к старости и теряют память.

43. Справочные данные о продолжительности жизни с\х животных, сравнение с англоязычными ресурсами

Англоязычные ресурсы:

The term “actual life” refers to the usual slaughter age (independent of the breed). The real life expectancy is based on experiences documented with farm animals of different breeds that are kept in animal parks for species- specific conservation purposes or sanctuaries. The life expectancy of specialized high-yield breeds is not widely known, as they are usually not kept until their natural death.

Источники

1. 6-10 апреля 2014, Сочи, международная конференция «Генетика старения и долголетия»

Размещено на Allbest.ru