ࡱ> GIDEF5@bjbj22XX:::::::*N*N*N*8***z2R+R+"t+t+t+t+t+t+`ybybybybybyby${R1~xy:t+t+t+t+t+y::t+t+gzbbbt+f+:t+:t+`ybt+`ybnbbu::wt+F+ $[N*V v xT}z0zv6~va~,wN$r::::~:w t+t+bt+t+t+t+t+yy**$&N* b**N* BIOLOGIJA STARENJA Starenje je progresivni gubitak stani ne regulacije zbog kojeg se smanjuje interakcija izmeu tkiva i organa.Tim procesom postupno nastaju brojne promjene kako u ponaaanju ljudi tako i u morfoloakoj i fizioloakoj organizaciji organizma.U starenju se smanjuje maksimalni funkcionalni kapacitet i obranbena sposobnost organizma od svih oblika stresa.Starenje je specifi no stanje organizma sa poveanim patofizoloakim i biokemijskim promjenama koje su predispozicija za razvoj kroni nih bolesti kao ato su primjerice katarakta, ae erna bolest , kroni ni artritis i mnogi oblici tumora. Promjene vezane uz starenje javljaju se u odraslim organizmima neposredno nakon razdoblja opadanja bioloakog potencijala ato je dobro uo ljivo u smanjenom reprodukcijskom kapacitetu ljudi.To je vjerojatno odgovor stani ne DNK na brojne viaegodianje agresivne faktore okoline koji postepeno oateuju unutraanju metaboli ku ravnote~u stanica i njihovih organela. Starenje je fizioloako stanje organizma u kojem je najvea opasnost za razvoj demencije u ljudskoj populaciji. Ispitivanja su pokazala da se demencija ljudi udvostru uje nakon 60 godine ~ivota svakih slijedeih deset godina.Sli an odnos postoji i u airenju Alzheimerove bolesti.Od te kroni ne neurodegenerativne bolest boluje oko 4 milijuna Amerikanaca.Prepoznatljive promjene te bolesti postoje kod 3 % Amerikanaca starih 65-74 godine, 18 ,7 % kod ljudi starih 75-84 godine i ak 47,2 % kod osoba starijih od 85 godina. Temeljna pitanja zaato starimo i mogunosti za kvalitetno produ~enje ~ivota ljudi su zna ajan izazov na koji suvremena medecinska znanost joa uvijek nema potpuni i cjeloviti odgovor. U Svijetu je 1999 godine ~ivjelo 600 milijuna ljudi starijih od 60 godina .Pretpostavlja se da e se taj broj ljudi 2050 godine pove ati na gotovo 2 milijarde.Ako je danas jedna osoba na svakih 10 ljudi starija od 60 godina , 2050 godine e taj odnos biti ak 1 : 5 , a u razvijenim zemljama vjerojatno i 1: 3 . injenica je da stanovniatvo Zemlje sve viae stari i ta populacija ljudi starije dobi postaje sve zna ajniji imbenik svake zajednice sa svim svojim pravima i obvezama.Sve to zahtjeva od suvremene znanosti vee ulaganja u ispitivanja uzroka koji reguliraju starenje sa ~eljom da se stvore ato bolji uvjeti za kvalitetni ~ivot starije populacije ljudi. Da bismo razumjeli uzroke patoloakih promjena koje prate starenje i stvorili uvjete za njeno usporavanje potrebno je ulo~iti poja ani napor u istra~ivanje osnovnih procesa starenja na molekularnoj,stani noj i geneti koj razini organizma. Za starenje svih organizama karakteristi na je progresivnost promjena univerzalnost endogeno djelovanje poveanje oateenja organizma. Za svaku od navedenih tvrdnji postoje brojna zapa~anja. Starenje je progresivni proces koji se postupno razvija u organizmu.Tako se godinama, ovisno o vrsti smanjuju vitalne fizioloake funkcije kao ato su vitalni kapacitet plua svih sisavaca,rad srca ,snaga i elasti nost lokomotornog sustava,imunoloaka tolerancija te neuroendokrina kontrola i kordinacija.Kod ljudi dolazi do karakteristi nog smanjenja mentalnih funkcija.Istovremeno se smanjuje unutraanja fizioloaka ravnote~a organizma (homeostaza) i sposobnost reagiranja na okolni stres.Sve to stvara niz prepoznatljivih parametara po kojima se organizmi starije populacije razlikuju od pripadnika mlae populacije.Tako usporeno kretanje,poja ana naboranost lica,prorjeena sijeda kosa ve na prvi pogled ine uo ljive karakteristike za ljude starije dobi.Pri tome joa uvijek ostaje nedovoljno definirani odgovor na pitanja ato pokree i vodi proces starenja i kad te promjene zapo inje u organizmu. Starenje je univerzalni proces u prirodi koji zahvaa pripadnike svih ~ivih vrsta.Kako starenje pospjeauju brojni imbenici okoliaa nastaju kvalitativne i kvantitativne razlike u procesu starenja.Tako pripadnost skupini poikilotermnih (toplokrvnih) organizama sisavaca, hladokrvnih organizama ili kukaca stvara metaboli ke razlike koje utje u na starenja pojedinih populacija. Poredbena ispitivanja starenja pokazuju velike razlike u najviaoj du~ini ~ivota koja se kree od nekoliko sati kod nekih kukaca pa do znatno preko sto godina kod nekih biljaka (sekvoje ) i tropskih kornja a.Ta razlika u du~ini ~ivota je veim djelom posljedica specifi ne ekspresije gena , a manjim djelom uvjetovana djelovanjem okoliaa Pretpostavlja se da je najviaa du~ina ~ivota ljudi negdje izmeu 110 i 120 godina. Starenje je endogeni proces tipi an za svaku vrstu ato se uo ava kod pokusnih organizama u kontroliranim laboratorijskim uvjetima.Endogene promjene se kumulativno izra~avaju sa porastom godina ~ivota organizma.U kontroliranim uvjetima mogu se odstraniti mnogi imbenici okoliaa koji bitno mjenjaju dinamiku starenje.Tako su objektivna ispitivanja pokazala da danas toliko hvaljeni antioksidansi kao vitamini A;C i E te biljni polifenoli ne mjenjaju starenje ljudi, dok slobodni kisikovi radikali o kojima e se kasnije viae raspravljat mogu ubrzati starenje.Sli no tome, sun ano UV zra enje ne ubrzava starenje, iako degenerativne promjene ko~e ljudi izlo~enih tom zra enju su sli ne degenerativnim promjenama ko~e starijih ljudi.UV zra enje je faktor okoliaa koji samo poja ava prirodni proces starenja ko~e.Meutim poznata su ispitivanja sa hormonom melatoninom koji kod atakora i miaeva produ~uje starost organizama za 20 %. Meutim za to joa uvijek nema znanstveno prihvatljivog objaanjenja. Promatrajui starost kao bioloaki fenomen te promjene prvenstveno zahvaaju stanice sa rijetkom diobom kao ato su ~iv ane stanice, miociti i miaine stanice srca. Istovremeno postoje organi kao jetra i bubreg sa velikim potencijalom diobe koja se dogaa samo kad je to fizioloaki neopohodno u procesu regeneracije.Sve stanice organa u kojima je u estala dioba kao : ko~a,crijevo i koatana sr~ manje su oateene u starenju.Vjerojatni maleni mitoti ki potencijal kod pojedinih stanica povezan je sa specifi nom ekspresijom gena koja ubrzava pojavu starenja na razini tih organa.Postoje razna objaanjenja pojave da su stanice sa u estalim mitozama manje oateene u starosti.Jedno od njih je usko vezano uz samu diobu.Mitozom iz jedne stanice nastaju dvije jednake stanice keri koje imaju jednaki nasljedni materijal.U tom procesu poveava se masa citoplazme i udvostru uju broj svih stani ne organela. Ako razli iti atetni imbenici okoliaa djeluju u vrijeme stani ne diobe, njihovo aktivnost se proporcijjski smanjuje u svakoj novo nastaloj stanici. Istovremeno svi organi sa u estalom diobom lakae reagiraju na djelovanje atetnih imbenika, jer se novim diobama kompenzacijski lakae obnove sve oateene ili propale stanice. Tako se smrt pojedinih eritrocita ili epitelnih stanica crijeva brzo kompenzira poja anom diobom ostalih stanica. Vjerojatno je u stani nom sustavu starih organizama poveani broj oateenih stanica u odnosu prema istim organima mladih organizama. Bioloake osnove starenja Starenje je sastavni dio ~ivota organizma koje se javlja zajedno sa smanjenjem ~ivotnih funkcija te zavraava smru.Taj je proces jedino u ljudskoj populaciji evolucijski promjenjen, pa je prosje na starost ljudi produ~ena nekoliko puta prema du~ini ~ivota ljudi u prvim civilizacijama. Velika vitalnost ljudske populacije i njena dobra prilagodljivost uvjetima okoline omoguili su opstanak ljudi u esto nepovoljnim uvjetima okoliaa.Visoka medicinska skrb,kvalitetni uvjeti ~ivota i moderna tehnologija u zadnjih pedesetak godina objektivno su produ~ili ~ivot ljudi i znatno ubla~ila sve negativne manifestacije starosti. Pred znanost se postavljaju brojna pitanja koja tra~e rjeaenje kao zaato laboratorijski glodavci ~ive 2 godine , a ljudi gotovo 40 puta du~e ? Isto se tako tra~e znanstveno utemeljena rjeaenja po kojima bi se starost ljudi produ~ila i smanjile funkcijske tegobe koje prate to razdoblje ~ivota . Smanjenje bioloake i fizioloake funkcije starih organizama je rezultat djelovanja nutarnjeg genetskog ustroja i njegove sposobnosti da reagira na brojne esto vrlo atetne imbenike okoliaa. Neki ljudi br~e stare nego drugi ato se drasti no vidi u sindromima ubrzanog starenja kao ato je to Wernerov sindrom.Epidemioloaka ispitivanja su pokazala da u nekim obiteljima i meu blizancima postoji povezanost izmeu genetskih imbenika i o ekivane du~ine ~ivota ljudi. Bitna uloga genetskih imbenika na starenje organizma dobro je uo ena u kontroliranim laboratorijskim uvjetima kad se promatra ~ivot stanica u kulturi. Ameri ki znanstvenik Leonard Hayflick je prvi joa 1961 godine ustanovio da se stanice u kulturi maksimalno dijele. Daljnja ispitivanja su to potvrdila i pokazala da fibroblasti sisavaca u kulturi stanica do~ivljavaju ograni eni broj mitoti kih dioba.Tako ljudski embrionalni fibroblasti u kulturi do~ivljavaju 50 10 stani nih dioba. Danas se smatra da stanice u kulturi nakon 60-ak dioba izgube mitoti ki potencijal. Kako su u laboratoriju kontrolirani vanjski uvjeti, te promjene su rezultat prirodno promjenjene aktivnost gena nakon odreenog broja mitoza. Jedno od objaanjenja te pojave je bilo da se tokom niza dioba nakupi puno sitnih oateenja molekule DNK koja gensku ekspresiju usmjere prema starenju i smrti stanice. O ito da se stanica nakon niza dioba razlikuje od stanice koja se je tek po ela djeliti u kulturi. Taj zaklju ak podupiru pokusi u kojima je pokazana da fibroblasti ovjeka starije dobi u kulturi imaju manji broj mitoza od fibroblasta mladih ljudi.Ekstremni su aj su fibroblasti djece oboljele od ubrzanog starenja  Hutchinson Gilfordovog sindroma , koja ne do~ive niti 15tu godinu ~ivota .Te se stanice dijele u kulturi svega nekoliko puta.Danas je svako spominjanje preranog starenja (progerija) va~an pokazatelj zna aja genetsko programiranih imbenika organizma na ubrzano i prijevremeno starenje ljudi. Dugo se je smatralo da unutarnji bioloaki sat omoguuje samo aezdesetak dioba stanica u kulturi.Dugotrajnom diobom stanica u kulturi mjenja se odnos vremenskog trajanja mitoze i interfaze u stani nom ciklusu. Nakon mnogo mitoza sve vei broj stanica ostaje u po etnoj fazi interfaze poznate pod nazivom G0 . Hayflick je tu pojavu nazvao diobeno starenje (replicative senescence) nakon koje nastupi smrt stanice.Zaklju ak svi tih ispitivanja je bio da stanice imaju ugraeni bioloaki sat koji se aktivira nakon 60-ak dioba stanice i izaziva programiranu stani nu smrt. }ivot te vrste nastaviti e mlade stanice koje su nastale u reprodukcijskoj fazi ~ivota organizma. Za razliku od normalnih stanica kod malignih stanica dolazi do nove specifi ne aktivacije gena, pa te stanice nakon maligne transformacije dugotrajno rastu u kulturi i prakti ki postaju besmrtne. Tra~ei razlog i objaanjenje dugovje nosti tumorskih stanica u kulturi brojna istra~ivanja krajem 90-ih godina proalog stoljea su otkrila nove injenice koje objaanjavaju ograni enu mogunost diobe stanice u kulturi. To su molekularni mehanizmi metilacije DNK i promjene u molekulskoj aktivnosti terminalnih dijelova kromosoma koji se nazivaju telomere. Ti mehanizmi zbog velikog zna aja na razvoj procesa starenje su detaljnije opisani u kasnijem djelu ovog teksta. Teorije starenja Starenje je kao specifi na faza ~ivota oduvjek je zanimala znanstvenike i filozofe. Teakoe ~ivota , starenja i smrti bili su i ostali veliki izazov znanosti koji tra~i egzaktno objaanjenja. Ovisno o druatveno ekonomskim uvjetima i razvojnom stupnju znanstvene spoznaje fenomen ~ivota objaanjavane su na razne na ine. Sve to je dovelo do gotovo 300 razli itih teorija koje objaanjavaju starenja sa biokemijskih, molekularnih, neuroloakih ili funkcijskih aspekata. Meu mnogim teorijama postoji visoki stupanj podudarnosti i meusobnog nadopunjavanja. Bioloake teorije starenja mo~emo podjeliti u dvije skupine: programirane teorije starenja i teorije stani nog starenja (v. prethodno poglavlje). Bioloake teorije starenja Programirane teorije starenja neuroendokrinoloaka teorija starenja imunoloaka teorija starenja Teorije stani nog starenja - teorija nakupljanja oateenja u stanici teorija oateenja molekule DNK teorija oateenja kromosoma teorija promjene metabolizma teorija nakupljana atetnih proteina teorija slobodnih radikala teorija oateenja mitohondrija Programirane teorije objaanjavaju fenomen starosti primarno kao poremeaj nutarnje kordinacije i kontrole organizma.Tako smanjeno izlu ivanje spolnih hormona u starosti, osobito estrogena kod ~ena stvara nakon menopauze uvjete za razvoj osteoporoze. Druga skupina teorija starenja nastoji taj proces objasniti na stani noj i molekularnoj razini.Sve te teorije polaze od osnovne postavke da primarno nastaje promjena funkcije molekule DNK.To izaziva razli itu ekspresiju gena zbog koje se mjenja stani ni metabolizam a katkada i funkcija. DNK zajedno s histonima izgrauje kromosome iji je stalni broj osnovna karakteristika svake vrste. Prilikom diobe dolazi do cjepanja kromosoma i prenosa njihove polovi ne vrijednosti u dvije stanice keri. U nastupajuoj interfazi dolazi do obnove (reduplikacije ) kromosoma i time se stalni broj kromosoma te vrste prenosi kroz generacije. Osnovne jedince nasljeivanja- geni su linearno smjeateni na kromosomima.Svojim prepisivanjem u strukturu glasni ke RNK kontroliraju vrstu i obim sinteze svih proteina u organizmu. Svaka promjena aktivnosti gena mo~e preko airokog raspona ativnosti pojedinih enzima bitno mjenjati stani nu funkciju . Biologija starenja svoju osnovu nalazi u specifi noj ekspresiji gena vremenski odreenoj kao posljedici promjene aktivnosti DNK nastale primarno endogenim ili sekundarno nekim vanjskim utjecajem. Dosadaanja izlaganja su pokazala da je starenje slo~en proces u kome se isprepliu ekspresija gena i brojni imbenici okoliaa. Meu brojnim teorijama u zadnjih nekoliko godina sve veu pozornost izaziva teorija slobodnih radikala. Ona e biti detaljno objaanjena u drugom djelu ovog teksta. Geneti ka osnova starenja : mutacija i metilacija DNK Stanica sa organelama je osnovna organizacijska i funkcijska jedinica ~ivota. Molekula DNK organizirana sa histonima u kromosome viaih organizama kontrolira i usmjeruje sve oblike stani nog metabolizma. Ona je dvostruki polunukleotidni lanac od nekoliko desetak milona nukleotida. Purinski (adenin i gvanin) i pirimidinski (timin i citozin) nukleotidi se preko vodikovih veza spajaju u jedinstvenu dvolan anu molekularnu organizaciju DNK. Ljudska DNK ima oko 3 x 109 parova nukleotida koji zajedno sa prije spomenutim histonima kod ljudi tvore 23 para kromosoma. Odreeni redoslijed nukleotida DNK ini gen, ija se informacija preko sinteze u molekulu RNK pretvori u neki specifi ni protein. DNK je podlo~na vanjskim utjecajima kojim nastanu promjene u redoslijedu baza pojedinih gena. Tako nastaju mutacije koje su molekularna osnova promjenjene ekspresije gena. Nova ekspresija gena stvara druga ije odnose u aktivnost sintetiziranih proteina. Ako je mutacija nastala na kromosomima spolnih stanica, ona postaje nasljedno svojstvo slijedee generacije te vrste. DNK je stalno izlo~ena djelovanju razli itih faktora okoliaa.Procjenjeno je oko 74000 oateenja molekule DNK sisavaca po stanici svakog dana zbog oksidativnog djelovanja, hidrolize,alkilacije, deaminacije , zra enja ili toksi nih kemikalijaJedno od njih- oksidativno oateenje molekule DNK detaljno je objaanjeno u odjeljku o djelovanju slobodnih radikala kisika na organizam. Vanjski imbenici mogu izazvati hidroliti ku pregradnju purinskih ili pirimidinskih baza,njihovu dimerizaciju i pucanje lanca DNK.Hidroliza esto odstranjuje pojedine baze unutar gena pa nastaje oblik poznato pod nazivom AP stanje (AP purinsko ili AP pirimidinsko). Deaminacijom piridin-citozin prelazi u drugi piridin uracil.To se spontano dogaa u molekuli DNK otprilike jednom na oko 100 nukleotida po genomu svakog dana.Nakon deaminacije para nukleotida C-G u slijedeoj reduplikaciji u molekuli DNK se ugradi par baza A-T.Time nastaje novi redoslijed nukleotida DNK koji se prilikom prepisivanja u mRNK o ituje kao novi gentski kod.Ka~emo da je nastala to kasta mutacija koja na razini metabolizma stanice mjenja funkciju prijaanjeg nemutiranog proteina. Velika koli ina sun anog UV zra enja izaziva dimerizaciju pirimidina timina ato mo~e usporiti reduplikacija molekule DNK.Hidroliti kom razgradnjom iz molekule DNK mogu biti odstranjene pojedine purinske ili pirimidinske baze ato je izvor novih oblika mutacija. Dosadaanja ispitivanja ustanovila su pribli~no 20 modifikacija oksidativnog oateenja molekule DNK pod djelovanjem razli itih imbenika okoliaa. Na tablici 1. su prikazni naj eai oblici i u estalost oateenja molekule DNK sisavaca. Iz tih podataka se dobiva utisak da je DNK jako podlo~na atetnom djelovanju okoliaa.Na svu sreu postoje aktivni enzimi AP endonukleaze koje zajedno sa enzimom DNK polmerazom brzo obnavljaju oateena mjesta u strukturi DNK. Proces popravka molekule DNK je odgovor organizma na brojna oateenja iz naae okoline.Njime se uvaju osnovne genetska svojstva svake jedinke i njene vrste te prenose nepromijenjene kroz generacije. Uz neke promjene u grai DNK nastaju promjene u strukturi histona zbog njihove acetilacije ili fosforilacije.Te su promjene dio molekularne osnove epigenetskih procesa koji odreuju obim i vrstu aktivnih gena koja se prenosi s jedne generacije stanice na slijedeu generaciju.O mehanizmu njihovog postanka joa uvijek ima malo podataka. Mnogi bioloaki procesi uklju ujui i starenje ovise o genetskim i negenetskim imbenicima. injenica je da realizacija genetskog potencijala organizma ovisi o djelovanju imbenika okoliaa koji mogu direktno ili indirektno aktivirati gene.Jedan od tih imbenika koji je vrlo zna ajan za organizam je metilacija molekule DNK.To je va~an epigenetski mehanizam o kojemu postoji niz znanstveno utemeljenih dokaza. Prehrana, kemikalije i teaki metali mogu zna ajno mjenjati mehanizam metilacije DNK.Unutar strukture molekule DNK ljudskih kromosoma te kromosoma mnogih eukariota ustanovljeni su mnogobrojni otoci dinukleotidne sekvence gvanin citozin ( GC). Ti otoci CG nisu jednoliko rasporeeni u strukturi DNK.U prosjeku ti otoci sadr~e oko 1000 nukleotidne GC sekvencije pirimidinska baza citozin mo~e prei metilacijom na C atomu 5 u spoj metil citozin. On se u strukturi lanca DNK ponaaa jednako kao njemu sli an citozin te se u reduplikaciji sparije s komplementarnom bazom gvaninom. Ugradnju metilne skupine-CH3 katalizira enzim iz skupine DNK metiltransferaza poznat pod nazivom DNMT (1,2,3L,3A,3B). Nakon metiliranja citozina svi dotada aktivni geni postaju neaktivni.Gen je inaktiviran samo onda ako iza 5- metil citozina u lancu DNK slijedi baza gvanin. Jo uvijek nije objanjeno zato metilacija citozina inaktivira gen. Smatra se da oko 20 000 ljudskih gena u sebi sadr~i viaestruko ponavljajue sekvence otoka baza CG.U svakom od tih otoka ima 1000-2000 ponavljajuih baza CG.Na taj na in u svakom organizmu postoji jednostavan mehanizam visokog izbora potencijalne aktivacije ili inaktivacije velikog broja gena. Smatra se da su u stalno aktiviranim genima ovjeka CG otoci nemetilirani ,dok su kod regulatornih gena metilirani ili nemetilirani.. . Tim se mehanizmom mogu djelomi no objasniti razli ite aktivnosti gena koje se javljaju u pojedinim razdobljima ~ivota organizma i se prenose iz jedne generacije u drugu. Ispitivanja metilacije DNK pokazala su da dolazi i do metilacije promotorske regije gena.Promotori su djelovi DNK na koji dolazi enzim RNK polimeraza i tu zapo inja prepisivanje gena u glasni ku RNK.Tako metilacija citozina u promotorskoj regiji DNK mo~e sprije iti ili ote~ati vezivanje imbenika transkripcije ili stvoriti uvjete slo~enog odnosa deacetilacije histona ato dovodi do inaktivacije nekih gena. Takvom regulacijom unutarnji genetski sat kontrolira aktivnost svakog pojedinog gena u razli itim fazama ~ivote stanice. Na elno se mo~e rei da ekspresija gena ovisi o prisustvu ili nedostatku DNK metilacije promotorskih regija, njenih strukturnih i regulatornih gena. Ve smo ranije istaknuli da je metilacija gena dio regulatornog mehanizma koji pokree starenja organizma. Sve ljudske stanice u kulturi tkiva gube broj metiliranih mjesta u DNK sa poveanim brojem stani nih dioba. Metilacija molekule DNK u jetri mladih miaeva viaa je od metilacije u jetri starih miaeva.Isto tako se koli ina metilirane DNK smanjuje u limfocitima,jetri,srcu,mozgu i slezeni starijih ljudi te nekih pokusinih ~ivotinja. Sama injenica da se hipometilacija citozina poveava u starosti otvara nove perspektive o moguim promjenama koje prate starenje stanice. Na temelji dosadaanjih spoznaja mo~e se pretpostaviti da smanjena metilacija DNK u starosti dovodi do aktivnosti nekih prije neaktivnih (metiliranih) gena odgovornih za proces starenja. To istovremeno zna i da poja ana metilacija DNK u stanicama mladih organizama atiti te od pojave degenerativnih procesa koji su sastavni dio starenja. Meutim kad bi se otkrilo zaato i kako se izmjenjuju procesi metilacije i demetilacije DNK mogli bi se mjenjati molekulski mehanizmi koji barem djelomi no utje u na starenje. Pokusi su pokazali da lijek 5 azacitidin (citozin na mjestu 5 herocikli kog prstena ima ugraen atom N umjesto C) sna~no inhibira metilaciju DNK. On se ugrauje u molekulu DNK prilikom njene reduplikacije umjesto baze citidina. Tako se gubi metilacija DNK sa svim njenim posljedicama za aktivnost gena te molekule. Kad se je 5-azacitidin dodao u kulturu stanica znatno je smanjena razina metilacije DNK tih stanica , ali nije doalo do poveanog broja dioba kod tih stanica. Bar za sada je 5 azacitidin potencijalna tvar koja bi mogla utjecati na odvijanje procesasa metilacije DNK, a time i na starenje stanica. Danas se smatra da je metilacija DNK osim za starenje odgovorna za proces diferencijacije organizma i inaktivaciju X kromosoma kod ~ena. Poznato je da se u ranom embrionalnom razvitku ~ena inaktivira jedan X kromosom (morfoloaka struktura poznata pod nazivom heteropiknoti ki kromosom ili Barovo tjeleace). Na tom kromosomu u kome su inaktivirani strukturni geni visok je stupanj metilacije molekule DNK. Za tu pojavu znanost joa uvijek nema realno prihvatljivo objaanjenje. Istovremeno je metilacija DNK jedan od moguih imbenika koji pospjeauju razvitak stanica raka. Kod maligne transformacije somatskih stanica u tumorske stanice poveana je metilacije baze citozina u metilcitozin u genima p53 , retinoblastomu i genu BRCA 1. Poznato je da su proteinski proizvodi tih tumor supresor gena u interfazi glavni inhibirajui imbenici stani ne proliferacije koja je bitno obilje~je funkcije tumorskih stanica. Telomere kromosoma Ve smo opisali da stanice u kulturi imaju ograni eni broj dioba za razliku od tumorskih stanica.1990 godine su Harley i Greder ustanovili da se du~ina zavranog dijela svakog kromosoma koji se naziva telomera smanjuje sa staroau stanica u kulturi. Ispitivanja su pokazala da se telomera ljudi sastoji od ponavljajue sekvence aest baza TTAGGG.Taj specifi ni poredak nukleotida atiti kromosom od degradacije , rekombinacije i spajanja sa drugim kromosomima. Svaki telomeri ki kraj kromosoma ima oko 10000 parova baza u kojima se sekvenca nukleotida TTAGGG ponavlja oko 1666 puta. To je ustvari na molekularnoj razini vrlo kratka sekvenca jer je oko 13000 puta kraa od broja nukleotida svakog prosje nog kromosoma ljudi (oko 130 milijuna baza). Istra~ivanja su pokazala da se telomere kromosoma skrauju nakon svake diobe stanice. Taj proces zapo inje joa od embrionalnog razvitka pa su telomere kromosoma ljudi prilikom poroda dvostruko krae od telomera kromosoma jajne stanice prije oplodnje.Smatra se da telomere kromosoma prosje no gube osam podjedinica sekvence TTAGGG pri svakoj stani noj diobi. Istaknuli bi da kod tumorskih stanica nema skraivanja telomera tijekom dioba ato je jedan od razloga njihove dugovje nosti. Skraivanja telomera nakon svake diobe je posljedica neuravnete~enih odnosa u reduplikaciji molekule DNK. Pri svakoj reduplikaciji DNK enzim DNK polimeraza ne mo~e replicirati linearnu sekvencu nukleotida na zavranim djelovima telomera jedne kromatide pa se kromosomi u tom podru ju skrauju. Meutim kod tumorskih stanica postoji nazvan telomeraza koji na zavrane dijelove telomera dodaje slobodne nukleotide molekule DNK.Enzim telomeraza je po svojoj funkciji obrnuta transkriptaza.On ima sposobnost da stvara nukleotidnu sekvencu molekule DNK na kalupu molekule RNK.Puni naziv toga enzima je hTERP (Human Telomerase Reverse Transcriptase). Ispitivanja su pokazala visoku aktivnost tog enzima u 85 % ispitivanih stanica raka ljudi i u spolnim stanica i embrionalnim stanicama.Ve smo ranije istaknuli da se nakon oplodnje u embrionalnom razvitku nakon svake diobe skrauju telomere kromosoma kao funkcijska posljedica smanjenja aktivnosti enzima telomeraze.Nedvojbeno se i ovdje itatelju postavlja pitanje zaato je to tako. Znanost joa uvijek nema za to pravi odgovor. Sve bolesti ljudi ubrzanog starenja kao ato su Hutchinson-Gilfordov sindrom,Wernerov sindrom i Downov sindrom imaju smanjenu aktivnost enzima telomeraze i zbog toga skraene telomere kromosoma. Hutchinson-Gilfordov sindrom (prerano starenje ili progerija ) je rijetka bolest koje zahvaa jedno dijete na 8 milijuna novoroene djece. Ve prilikom porodom su telomere njihovih kromosoma kraa od telomera kromosoma normalne djece. U starosti od pet godina njihove telomere su iste du~ine kao telomere ljudi u dobi od 70 godina.Ta djeca imaju brojne bolesti i klini ke simptome kao ljudi starije dobi: kataraktu, djevoj ice osteoporozu, aterosklerozu, poviaeni krvni tlak, poviaeni kolesterol te specifi ni stara ki izgled (sijeda kosa, lice puno bora). Oni na~alost gotovo vidljivo svakodnevno stare i obi no umiru u dobi od 13 godina ~ivota. Wernerov sindrom nastaje zbog manjka (delecija) jednog gena na kromosomu broj 8 koji je lan velike porodice gena koji kontroliraju sintezu enzima helikaze.Bez aktivnosti toga enzima nemo~e doi do razmatanja polinukletidnog lanca molekule DNK prili8^??XX8aZawVx| |ΛЛ.0 VX*    : < d f h j   48 h07H* h07H*Uh07CJH*mHsHh07CJH*mHsHh075CJ\mHsHh07CJmHsHh07M^`bFRt%+3r?t???DGJQ!!!!! !!!!!!!!!!!! ! ! !!!!!!!! ! & FQV[Z]aaZa\aefgrggg2hhhiFi~iij8jvjxjtlnqrurv!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! & F & FrvwwVxXx΀ƃ"$hȢL¼T!!!! !! !!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!kom njene reduplikacije. Ako se lanci DNK nerazdvojeni enzim DNK polimeraza ne mo~e posebno udvostru iti svaki lanac osnovne molekule. Danas je poznato oko 100 slu ajeva tog sindroma.Klini ke promjene starosti kao ato su osteoporoza , o na mrena i kardiovaskularna oateenja javljaju se oko 20 godine ~ivota i smrt nastupi do 50 godine ~ivota. U Downovom sindromu ili trisomiji 21-og kromosoma skraene telomere su pronaene u kromosomima stanica imunoloakog sustava. Vjerojatno zbog poremeene ekspresije gena u fagocitima tih bolesnika velika je osjetljivost prema bakterijskim infekcijama. O ito su du~ina telomera kromosoma i aktivnost enzima telomeraze zna ajni imbenici za pre~ivljavanje stanica. Sama mogunost da dodani enzim telomeraza onemogui skraivanje telomera kromosoma stanica bar za sada hipotetski omoguuje ovjeku da mjenja uvjete starenja. Tako Bognar i suradnici pretpostavljaju da bi za sada bilo mogue lije enje ko~e sa enzimom telomerazom ime bi se nadomjestio gubitak kolagena i smanjenje elastina koja se javljaju u starenju ko~e ljudi. Hipotetski gledano,vjerojatno e se u budunost povoljno djelovanje telomeraze moi iskoristiti kod sanacije oateenja koja prati Alzheimerovu bolest ili mo~dani udar.Ako bi se gen za telomerazu mogao uspjeano ubaciti u endotelne stanice krvnih ~ila ljudi koji su skupina opasnosti za bolest aterosklerozu moglo bi se tim usporiti razvoj te bolesti.Aktivacijom gena za telomerazu dao bi dobre u inke u ~ivotu stanica svih bolesnika koji boluju od sindroma brzog starenja (progerije). Slobodni kisikovi radikali i starenje Za normalno odvijanje ~ivota stanica treba energiju koju dobiva kemijskom razgradnjom ugljikohidrata, lipida i proteina. Te organske komponente ljudske hrane u slo~enom nizu reakcija glikolize, beta oksidacije masnih kiselina, proteinske razgradnje, Krebsovog ciklusa i lanca za prijenos elektrona oslobaaju enrgiju u obliku ATP. Pri tome se prenosi atom vodika na prenosioc NAD, iju energiju elektrona enzim ATPaza ugradi u molekulu ATP (35,5 KJ/M ). Tijekom prijenosa vodikovog elektrona kroz enzime lanca za prijenos elektrona mitohodrija dolazi do gubitka pojedinih elektrona ija se energija koristi za stvaranje slobodnih kisikovih radikala. Ti radikali su zna ajni spojevi koji utje u na sve aspekte metabolizma stanice od njenog stvaranja pa do smrti. Vezano uz to danas postoje dvije teorije starenja: teorija slobodnih radikala i teorija starenja mitohondrija koje objaanjavaju biokemijske promjene u starenju stanica. Kako slobodni radikali pospjeauju razvoj mnogih kroni nih bolesti ljudi, a time i starenje pobli~e emo prikazati njihovo nastajanje,funkciju i atetno djelovanje na organizam. Aktivnost i svojstvo slobodnih radikala otkrivena su 1955 godine. Oni su po svojoj strukturi razli iti oblici molekule i spojeva kisika gdje atom kisika u svojoj vanjskoj elektronskoj ljusci ima jedan nespareni elektron. Obi no se grafi ki prikazuju sa specifi nom oznakom u gornjem desnom kutu simbola elementa: O2*. Oni nastaju kemijskim reakcijama u kojima kisik gubi ili dobiva jedan elektron. Takva reakcija nastaje svakodnevno u stani nim mitohondrijima gdje kisik primivai elektron postaje nezasiena molekula koji se naziva superoksid. Tu reakciju mo~emo prikazati kao : O2 + e ! O2* U mitohondrijima koji troae 96 % od unesenog kisika u organizam, 1-4 % pretvori se u nabijeni superoksidni anion prema jednostavnoj formuli : O2 + 4 H + + 4 e !. 2 H 2 O. To je reakcija u kojoj se kisik u nekoliko stupnjeva oksidira i reducira u molekulsku vodu dogaa se na unutraanjoj membrani mitohondrija .Kemijski se mo~e prikazati prema reakciji: O2 e! O2* 2H+e ! H2 O2 e + H ! OH e + H ! H2O . Na drugom i treem mjestu gornje reakcije oslobaaju se pojedina ni elektroni koji vezivanjem na molekulu kisika stvaraju superoksidni radikal. Svaki kisikov radikal je izuzetno reaktivna molekula koja mora svoj negativni naboj neutralizirati u okolini. Iako je vrijeme ~ivota svakog radikala manje od jedne sekunde nakon njihove inaktivacije nastaju nove radikalne molekule.Time nastaje lavina lan ane neenzimatske reakcije novih slobodnih radikala koja se multiplicira u organizmu.To prakti no zna i da nekoliko radikala godinama generiraju nove radikale u razli itom tkivu koja su popratni biokemijski pokazatelj mnogih kroni nih bolesti ljudi. Osim slobodnih kisikovih radikala postoje duaikovi ,sumporni i ugljikovi radikali Meu slobodnim radikalima razlikujemo superoksidni anion O2* hidroperoksidni radikal HO2* peroksilni radikal RO2* hidroksilni radikal O*H lipoperoksidni radikal LOO* aloksilni radikal RO* duaik monoksid NO* duaik dioksid NO2* ugljikov radikal RC* tialni (sumporni) radikal RS*. Uz ove vrlo reaktivne spojeve postoje molekule koje direktno nisu slobodni radikali,ali se lako pretvore u radikale pod specifi nim uvjetima u organizmu.Takve molekule u organizmu su: vodikov peroksid H2O2 hipoklorna kiselina HOCl lipohidroperoksid LOOH ozon O3 jednostavni kisik 1O2 peroksidnitrit ONOO-. Slobodni radikali osim u mitohondrijima nastaju u nekim kemijskim reakcijama u kojima sudjeluju enzimi iz porodice citokroma P 450 oksidaza,urat oksidaza ,monoamin oksidaza i ksantin dehidrogenaza. Valja istai da se fagocitozna aktivnost leukocita koji uniatavaju bakterije u organizmu osniva na enzimskim reakcijama u kojima fagociti oslobaaju slobodne radikale kisika i elementarni klor. Stanica u normalnim fizioloakim uvjetima oslobodi dnevno 2-4 x 1010 molekula slobodnih radikal kisika,Ta koli ina dnevno iznosi oko 150 mM superoksidnog radikala koja u visokom tjelesnom naporu organizma ili u stadiju hipoksije poraste ak za 20 puta. Slobodni radikali u stanici nastaju : nepotpunom redukcijom kisika razgradnjom malenih molekula kao ato je voda kao nusprodukt enzimskih reakcija produkt egzogenih molekula unesenih u organizam kataliti kom reakcijom sa teakim metalima. Od gore navedenih reakcija valja se osvrnuti na reakcije katalizirane teakim metalima koji su zna ajni pokreta  reakcija slobodnih radikala u organizmu.Poznata je Fentonova reakcija u koji iz superoksida i vodikovog peroksida u stanicama nastaje hidroksilni radikal : O2* + H2O2 Fe ! O2 + OH* + OH. To je va~na reakcija u organizmu jer hidroksilni radikal OH* ima nekoliko puta sna~nije destruktivno djelovanje na stanice od superoksidnog radikala. Vezano uz teake metale smatra se da simptomi Wilsonove bolesti ljudi nastaju zbog oksidativnog djelovanja hidroksilnih radikala koji nastaju pod kataliti kim djelovanjem velike koli ine slobodnih iona Cu+ u Fentonovoj reakciji. Isto tako dio oksidativnih oateenja koja prate Parkinsonovu bolest mo~e se povezati sa kataliti kim djelovanjem iona Fe2+ kojih ima u stanicama supstancije nigre velikog mozga. U svim organizmima od bakterija do ovjeka je razvijena prirodna antioksidativna odbrana protiv djelovanja slobodnih radikala.Po definiciji antioksidans je svaka tvar koja u malenim koli inama u kratkom vremenu neutralizira djelovanje slobodnih radikala ili drugih oksidansa u organizmu. To je od velikog funkcijskog zna aja za organizam jer brojne tvari koje su u uvjetima in vitro antioksidansi in vivo u fizioloakim koncentracijama to nisu. Za svaki antioksidans bitno je svojstvo niske toksi nost u organizmu. Kad se u stanici smanji antioksidativna obrana kao ato se to dogaa kod pothranjenosti ili zbog djelovanja toksi nih imbenika okoliaa (duhanski dim, alkohol, kemikalije,neki lijekovi), poveava se proizvodnja slobodnih radikala kisika.Nastupa pojava koja se zove oksidativni stres.To stanje organizma sa svim svojim negativnim posljedicama prati razvoj mnogih kroni nih bolesti ljudi. Prema mehanizmu djelovanja u organizmu antioksidansi se mogu podjeliti na: preventivne antioksidanse enzimske antiksidanse hvata e slobodnih radikala( scavengers ). Preventivni antioksidansi spre avaju stvaranje slobodnih radiklka u stanicama.U tu skupinu spadaju tvari koje ve~u ione metala ~eljeza i bakra (Fe2+ ,Cu+ ) i time onemoguuju odvijanje prije objaanjene Fentonove reakcije u organizmu kojom nastaju hidroksilni radikali OH*. Preventivni antioksidansi su specifi ni tkivni proteini kao feritin,transferin, albumin, laktoferin i ceruloplazmin. U zadnjih nekoliko godina otkriveni su specifi ni sintetski spojevi kelati kao EDTA i deferoksamin koji u organizmu ve~u slobodne metale. Enzimski antioksidansi kataliti ki razgrauju slobodne radikale.U tu skupinu spadaju antioksidativni enzimi superoksid dizmutaza,katalaza i glutation peroksidaza Enzim superoksid dizmutaza pretvara superoksidni radikal u neradikalni vodikov peroksid prema reakciji : 2H + O2* + O2* ! H 2 O2 + O2 . Nastali vodikov peroksid enzim katalaza odmah pregradi u vodu i kisik : 2H2O2 ! 2 H2O + O2 . Katalaza je jedan od naju inkovitijih enzima u organizmu koji brzo pregradi velike koli ine vodikovog peroksida u vodu. Trei antioksidativni enzim je glutation peroksidaza, koja razgrauje vodikov peroksid u metaboli ku vodu uz pomo spoja reduciranog glutationa ( GSH ).Ta reakcija se odvija se prema slijedeoj kemiskoj izmjeni: H2O2 + 2 GSH ! GSSG + 2 H2O. Istovremeno glutation peroksidaza odstranjuje iz organizma masne peroksida ,koji lako prelaze u slobodne radikale i uz upotrebu reduciranog glutationa: 2 GSH + ROOH ! GSSG + ROH + H2O. Trea najbrojnija skupina su hvata i oksidansa koji uniatavaju radikale i produkte njihovog djelovanja u organizmu. Tu spadaju vitamini A, C i E te brojni biljni polifenoli. Vitamin E inaktivira slobodne radikale u u stani noj lipidnoj fazi, a C vitamin u vodenoj fazi i krvnoj plazmi. Kako ljudi i zamorci ne mogu sintetizirati C vitamin, nadopunjuju ga svakodnevno uzimanjem hrane-voa i povra.C vitamin je termolabilan i nestabilan (inaktivira se iznad 40 0 C) pa sva hrana bogata C vitaminom ne smije biti termi ki obraena. Naju inkovitiji antioksidans iz te skupine antioksidansa u organizmu je reducirani glutation-GSH. Njega smo ranije spomenuli kao bitnu komponentu aktivnosti enzima glutation peroksidaze. To je tripeptid koji se sastoji iz amnikiselina glutaminske,cisteina i prolina. U funkciji reduciranog glutationa GSH bitna je aktivnost sulfidrilne SH skupne aminokiseline cisteina.GSH djelatni je antioksidans koji u prisustvu bilo kojeg oksidansa u organizmu oslobaa atom vodika i time ga kemijski neutralizira. Pri tome se povezuju dva ostatka reduciranog glutationa u njegov slo~eni oblik koji se naziva oksidirani glutation: GSH + GSH ! GSSG + H2 . Metabolizam reduciranog glutationa u organizmu je funkcijski organiziran jer postoji enzim glutation reduktaza koji obnavlja GSH iz GSSG preko prenositelja atoma vodika u spoju NADPH. Razgradnjom nukleinskih kiselina u organizmu nastaje spoj mokrana kiselina koja je antioksidans sa najveom koncentracijom u krvnij plazmi ljudi. Izgleda da izmeu koncentracije mokrane kiseline i starosti ljudi postoji pozitivna korelacija. Ljudi imaju naveu koncentraciju mokraene kiseline meu svim sisavcima. Istovremeno je kod ptica koncentracija toga spoja dvostruko vea od koncentracije mokrane kiseline kod ljudi. injenica je da mnoge ptice ~ive ak sedam puta du~e od sisavaca. Bar je do danas teako povezati i objasniti mogui funkcijski zna aj mokrane kiseline na aktivnost gena odgovornih za starenje organizma. Zna ajan antioksidans u organizmu je hormon epifize melatonin. Za razliku od ostalih antioksidansa on je jednako djelatna protiv oksidansa koji su topivi u vodenoj i lipidnoj fazu stanice.On je jedan od rijetkih antioksidansa koji razgrauje hidroksilni radikal .Joa nije objaanjenjo zaato i kako melatonin u eksperimentalnim uvjetima usporava starenje tretiranih ~ivotinja. Slobodni radikali oksidativno oateuju stani ne makromolekule: DNK, RNK, polisaharide,lipide i proteine.Njihovo djelovanje pogaa direktno te molekule koje su samostalne u stanici ili organele.Oateenje organela mo~e poremetiti fizioloaku funkciju stanice. Najvee posljedice slobodnih radikala u stanici nastaju nakon oksidativno oateenje molekule DNK jer se time mjenja razina ekspresije gena. Posljedica toga je promjene sinteze proteina koja na razini enzima mo~e oatetiti stani ni metabolizam i funkciju. Na taj na in slobodni radikali potencijalno stvaraju materijalni uvjeti poveane opasnosti razvoja bolesti, a time i procesa br~eg starenja organizma. Slobodni radikali u prosjeku oksidativno oateuju oko 10000 nukletida molekule DNK dnevno po svakoj stanici organizma. Kao ato smo ve prije naveli oblici oateenja molekule DNK su brojni (Tablica 1). Ponovno valja istaknuti da je opasno djelovanje hidroksilnog radikal OH* koji nastaje iz vodikovog peroksida i superoksida uz kataliti ko djelovanje metalnih iona Fe i Cu. Taj radikal oateuje strukturu kako jezgrine tako i mitohondrijske molekule DNK. Hidroksilni radikal u DNK lako odstranjuje atome vodika iz veze deoksiriboze i fosfata i time cijepa polinukloeotidni lanac DNK. On istovremeno lako oksidira pojedine baze u toj u molekuli. Najlakae se oksidira purin gvanin jer od svih baza koje su ugraene u DNK ima najmanji oksidativni potencijal. Naj eae se gvanin oksidira u spoj 8 okso-7,8 dihidroksi-2-deoksigvanin. Prilikom reduplikacije DNK enzim DNK polimeraza ne prepoznaje 8-hidroksgvanin kao gvanin nego ga zamjeni za timin.Posljedica toga je da se taj nukleotid u reduplikaciju sparije sa adeninom umjesto s uracilom.Time nastaje proces transverzije u kome se par nukleotida GC promjerni u par AT.Zbog promjene grae pojedinih nukletida unutar gena nastaje mutacija ,a time smanjena sinteza proteina ili ak njen prestanak Oksidativno oateenje nastaje i u mitohondrijskoj DNK koja je nekoliko puta osjetljivija na djelovanje slobodnih radikala od jezgrine DNK jer ne sadr~i zaatitne histonske proteine. Ustanovljeno je da jetra starih atakora sadr~i 16 puta vea koli ina 8 hidroksi deoksigvanina u mitohondrijskoj DNK od jezgrine DNK .Sustavna ispitivanja su pokazala da se udio 8 hidroksi deoksigvanina proporcijano poveava sa staroau ljudi u stanicama mozga, jetre, miaia srca i dijafragme. Zbog oateenja mitohondrijske DNK mo~e se smanjiti aktivnost enzima u lancu za prijenos elektrona ijih 13 proteinskih podjedinica se sintetizira na razini mitohondrija. Posljedice toga stanja je smanjena sinteza ATP ato je osnova brojnih miopatija-mitohondrijskih bolesti ljudi. Ispitivanja kod brojnih sisavaca i ni~ih organizama pokazala su dvostruko poveanja oksidacije molekule DNK u starosti. Slobodni radikali oksidiraju molekule nezasienih masnih kiselina (LH) oduzimajui im vodik te stvaraju peroksidne radikale.Reakcija se odvija prema nizu promjena: LH ! L* + H L* + O2 !LOO* (lipid peroksid ) LOO* + LH ! LOOH + L* L* + O2 ! LOO*. U ovom povezanom nizu reakcija cijepa se duga ka struktura polunezasi enih masnih kiselina u manje segmente .Nastaju strukture od nekoliko ugljikovih aktoma od kojih su najpoznatiji aldehidi malonaldialdehid i 4 hidroksinomanal.Nastao je proces koji je poznat pod nazivom lipidna peroksidacija.Njome se gubi kontinuitet stani ne plazma membrane i membrana organela.Stani na membrana postaje porozna,gubi akcioni potencijal, inaktiviraju se receptori na vanjskoj strani membrane,nestaju njeni enzimi i vodeni kanali. U stanicu ulaze ioni kalcija koji poveavaju destruktivne odnose u stanici. Slobodni radikali oksidiraju stani ne proteine ili pojedine aminokiseline. Tako se na primjer aminokiselina metionin pregradi u spoj metionin sulfoksid. Ta aminokiselina je esto aktivni centar mnogih enzima pa se tim promjenama smanjuje ili nestaje funkcija nekih proteina. U kulturi stanica ljudi sa sindromom ubrzanog strenja (progerija) je izmjereno viaestruko poveanje oksidacije proteina. Pri tome je otvoreno pitanje da li je to promjena koja je nastala primarno zbog promjene ekspresije gena ili sekundarno zbog same promjene sintetiziranih proteina. U starosti se u organizmu blago poveava koncentracija vodikovog peroksida. Vezano uz tu pojavu postoji jedna od teorija starenja po kojoj se vodikov peroksid H2 O2 u starih organizama ne mo~e razgraditi zbog smanjene aktivnosti enzima katalaze. Kako je objektivno aktivnost enzima katalaze osjetno manja u mozgu ljudi nego u drugim organima.,sa tom teorijom se mo~e djelomi no objasniti brzo smanjuju mentalne funkcije ljudi u starosti.. Poveana oksidacija makromolekula je dobar biokemijski pokazatelja starosti ljudi. Sun ano UV zra enje razgrauje molekule vode i stvara nove kisikove radikale u u stanicama organa izlo~enih sun anom djelovanju. Posljedice toga se opa~aju u promjenama ko~e i o iju. Uz degenerativne promjene ko~e o na mrena ili katarakta te retinopatija su esta promjena kod ljudi iznad 65 godina ~ivota. Treba ponovo istai da je u kulturi stanica ljudi sa sindromom ubrzanog starenja viaestruko poveano oksidativno oateenje proteina. U mozgu starih atakora je poveano oksidativno oateenje proteina i molekule DNK jer dolazi do poveane koncentracija spoja 8 hidroksi deoksigvanina. Kod starih ljudi u stanicama nastaje specifi na oksidacije makromolekula u obliku pigmenta lipofuscina. Lipofuscin je slo~ena struktura raspadnutih lipida i proteinskih ostataka lizosoma. To nedvojbeno pokazuje da u starosti dolazi do poja ane razgradnje lisozoma. U stanicama starijih organizama esto je velika koli ina lipofucinskih grudica koje mogu zauzimati gotovo polovinu stanica. Vinske muaice kojima je genetskim in~injeringom uba en gen za antioksidativni enzim superoksid dizmutazu ili katalazu ~ive jednako dugo kao netretirirane vinske muaice . Meutim, kad su tim organizmima istrovremeno uba eni geni za sintezu ta dva antioksidativna enzima, njihov ~ivot je vremenski produ~en za jednu treinu. Biokemijska ispitivanja su pokazala da kod tih organizama trajno je smanjeno oksidativno oateenje proteina i molekule DNK. Sli an pokus kod koluti avog crva Caenorhabditis elegans poveao je trajanje ~ivota za ak 40 %. - mjesto za tablicu 1. - Okolia, geni i starenje Postoje brojni uglavnom eksperimentalni podaci na malim organizmima o zna enju okoliaa i aktivnostima gena u starenju. Zbog kratkog trajanja ~ivota, sli nih bolesti kao kod ljudi i jednostavnog uzgoja populacije malih glodavaca pogodne su za ispitivanje svih promjena organizma koje nastaju starenjem. Na~alost joa je uvijek premalo podataka koje bi bacili viae svjetla na aktivnost gena u starenju ljudi. Sohal i suradnici su nizom pokusa kod vinke muaice Drosophile melanogaster ustanovili da ograni avajue kretanje produ~ava ~ivotni vijek tih organizama.Odstranjujui krila ili stavljajui vinske muaice u prostorno malene staklene bo ice podvostru ili su trajanje ~ivota tih muha sa prosje nih 20 dana na 58 dana. Promjena koncentracije kisika mjenja du~inu ~ivota ~ivota kunih muha. Svaka muha u atmosferi 100 %-tnog kisika ~ivi krae od kontrolnih muha koje su u normalnoj 21 % koncentraciji kisika.Isto tako pokusi su pokazali da atakori u atmosferi 100 % ugibaju nakon 34 sata tretmana. Vei organizmi troae manje kisika po jedinici tjelesne mase od malenih i od njih du~e ~ive. Ako se ta injenica pove~e sa slobodnim radikalima vei organizmi stvaraju manje slobodnih radikala od manjih i time imaju manja oksidativna oateenja stani nih struktura . Slo~eni odnosi postoje izmeu potroanje hrane i starenja.Joa 1935 godine McMay je ustanovio da smanjena koli ina hrane gotovo udvostru uje trajanje ~ivota i smanjuje kroni ne bolesti atakora. Tako atakori hranjeni sa 40 % manje hrane ~ive 48 mjeseci u odnosu prema slobodno hranjenim ~ivotinjama koje ~ive 32 mjeseca.Daljna ispitivanja su pokazala da se ~ivot nekih sisavaca viae produ~uje smanjenjem koli ine kalorija nego li uklanjanjem pojedinih komponenti iz hrane. Sojevi miaeva kojima je za 40 % smanjena kalori nost hrane ~ive 43 % du~e od normalnih kontrola.Meutim ispitivanja u SADu obavljena 1999 godine pokazala su male promjene u miaeva s nisko kalori nom prehranom.Mjerei proteinsku aktivnost 6000 gena za koje se smatra da sudjeluju u starenju svega je 0.85 % (njih 51 ) povealo aktivnost za 1.8 puta , a 0.95 % ( 57 gena ) smanjila aktivnost za 1.8 puta.To pokazuje da su nu~na dodatna ispitivanja o tome da li je smanjenje kalori nosti hrane stvaran pokreta  du~eg trajanja ~ivota. Meutim koli ina hrane utje e na ~ivot p ela. U maticu se razvijaju samo one larve koje su hranjene veom koli inom hrane od ostalih larvi. Ako u koanici budu dvije matice, jedna sa djelom roja napuata koanicu. Matica koji svaki dan nese brojna jaja za razliku od p ele radilice ne leti te za tu aktivnost ne troai energiju. Razlike u trajanju ~ivota izmeu p ela radilica i matice su vrlo velike. P ela ~ivi 3-6 tjedana , a matica 50 puta du~e oko 6 godina. Joa uvijek nisu otkriveni mehanizmi koji u gornjim uvjetima usporavaju starenje. Jednostavno objaanjenje da je kod toga doalo do smanjenja ATP i razine oateenja stanica nije previae uvjerljiva. Usporeujui mlade i stare miaeve ustanovljeno je 20 gena koji vjerojatno ubrzavaju starenje i 26 koji ga usporavaju. Godine koje su pred nama e sigurno detaljno objasniti te injenice. Weindrich je 2000 godine ustanovio kod rhesus majmuna da manji unos kalorija u hrani aktivira gene odgovorne za grau miainih stanica te istovremeno usporava ekspresiju gena zadu~enih za sintezu energije. Ispitujui jednu populaciju kolutiava crva Caenorhabditis elegans koja u prirodi spontano ~ivi 40-60 % du~e od ostalih populacija ustanovljena je 60-80 % vea aktivnost antioksidativnih enzima superoksid dizmutaze i katalaze. U zadnji nekoliko godina postoje naznake da bi se aktivnost pojedinih gena kod ni~ih organizama mogla povezati sa starenjem. Kod nematoda Caaenorhabditis elegans otkriven je gen nazvan AGE 1 koji usporava starenje.Istovremno nedostatak gena CLK 1 koji kod tih organizama smanjuje metabolizam i produ~uje ~ivot populacije. Kod populacije C. elegans kojima je genetskim in~injeringom poja ana aktivnost gena CLK 1 smanjeno je trajanje ~ivota.U genomu tih organizama izoliran je i gen nazvan DAF 2 koji spada u porodicu receptora za inzulin. Mutanti sa poveanom aktivnoa u tog gena ~ive dvostruko du~e od divljeg soja. Kod kvasnica Saccharomyces cerevisiae pronaen je gen SIR 2 (Silent Information Regulator ) ija aktivacija produ~ava njihov ~ivot . Sekvenca nukleotida DNK sli na genu SIR 2 nalazi se u genomu ljudi koja je nazvana SIRh2 ili sirtuin. Za taj gen se znade da sintetizira protein koji poveava deacetilaciju histona.Pod njegovim djelovanjem se reducira aktivnost gena p 53 koji je gen supresora tumora. Meutim aktivnost toga gena ne mjenja starenje ljudi. Soj miaeva Snell dwarf ima spontanu mutaciju gena PIT 1( pituitary ak 50 % du~e od obi nih sojeva miaeva. Danas se smatra da djelovanje gena u starosti nije izolirano nego je pod utjecajem brojnih vanjskih imbenika (dijeta, stres, farmakoloaki aktivne tvari) i epigenetskih imbenika, kao ato je to prije spomenute metilacija i aktivnost enzima telomeraze kromosoma . Dopunsko ativo Yu B P. Aging and oxidative stess: Modulation by dietary restriction. Free Radic. Biol. 1966; 21: 651-668. Cheng K C. Cahill D S. Kasai H. Nishimura S. Loeb L A. 8 hydoxyguanine and abundant form of oxidative DNA damage,causes G-T and A-C substitution. J. Biol. Chem. 1992; 268: 166-172. Stadtman E R. Protein oxidation and aging. Science 1992; 257: 1220-1224. Ames B N, Shigenaga M K, Hagen T M. Oxidants,antioxidants and degenerative diseases of aging.Proc. Natl. Acad. Sci. USA.1993; 90:7915-7922. Agarwall S, Sohal R S. Aging and protein oxidative damage.Mech Age Develop 1994; 75: 11-19 Shigenaga N K. Hagen T M. Ames B N. Oxidative damage and mitochondrial decay in aging. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994; 91:10771-10778. Jazwinski S M. Longevity, genes, and aging. Science 1995; 273: 54-59. Sohal R S. Weindrich R. Oxidative stress,caloric restriction and aging. Science 1996; 273: 59-63. Beckman K B, Ames B N. The free radical theory of aging matures.Physiol. Rev. 1998; 78: 547-581. Bodnar A G. Oullette M. Froks M. Holt S E. Chiur C P. Morin G B. Harley C B. Shay JW. Lichtsteiner S. Wright W E. Science 1998; 279: 349-352. De Longe T. Telomerase in the human organism.Oncogene 1998; 21: 532-540. Barja G. The flux of free radicals attack through mitochondrial DNA is related to aging rate.Aging Clin. Exp. Res. 2000; 12:342-355. Halliwell B. Gutteridge J M P. Free radicals in biology and medecine.Oxford University Press, New York 2000, Third Edition Harman D. Antioxidant supplements.Effects on disease and aging with United States population. J. Amer. Aging Assoc. 2000; 23: 25-31. Kawanishi S. Hiraki Y. Oikawa S. Mechanism of guanun-specific DNA damage by oxidative stress and its role in cancerogenesis and aging. Mut. Res. 2001; 488:65-76. Wei H Y. Lee H C. Oxidative stress,mitochondrial DNA mutation, and impairment of antioxidant enzymes in aging. Exp. Bio. Med. 2002227:671-682. Blasco M A. Mammalian telomeres and telomerase: whay they matter for cance and aging. Eur. J. Cell. Biol. 2003; 82: 441-446. Hamet P. Tremblay J. Genes of aging. Metabolism 2003; 52:(Suppl 2) 5-9. Tablica 1.Oblici i u estalost oateenja molekule DNK Vrsta oateenjaOateenje/stanica/dan% dnevnog oateenjaKidanje jednog lanca 55000 74.4Odstranjivanje purinskih baza 14000 18.96 metil gvanin 3000  4.1Oksidacija DNK 1000 1.4Odstranjivanje pirimidinskih baza 700 1.0Deaminacija citozina 200 0.3Kidanje dvostruke uzvojnice DNK  9 0.01Dimerizacija baza 8 0.01 PAGE  PAGE 1 npN6R$>:,\:j!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!H!H!H!H!H!H & F ^`j(*   . > l    220^!H!H!H!H!!!H!H!H!H!H!H!!!!!H!H!H!H!H!!!!!! & F & F^ & F "(,"0"8":"'''''''''''v(x(z(|(((((J+L+N+R+++--00p6r6rWvWWWvbzb|bbqrș`bhj  h070Jjh070JUh07CJmHsHh07mHsH h075\ h07H*h07 h07H*LL   !*%p&D''h((()@++,-./V146x6z67<?A EjL!!H!H!H!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! ! & F^jL&MORTU>W^WWWX4adhimXqZqqqrr@> Naslov 1$@& CJmHsH>A@> Zadani font odlomkaZi@Z Obi na tablica :V 44 la .k@. Bez popisa 8 @8 Podno~je  _$2)@2 Broj straniceZC@Z Uvu eno tijelo teksta  ^ CJmHsH z z z z z z z z z z z z z z z z z z: J'2@5O\j1wØeotdg + : /01 # z   : XX!$C')*,,,,.|/////040000011;1<1:2c3469777+8,8g<=@BD$KLMO3PxRTVXZZZZ]__"bcd%ghij]n^nnnhpqMrrAtOuuv8vv1wwyՁszLf|^ȊZwxƌfя@bc[Ţբ/{$үӯ'(ı(3ʻT: wx-.wxab234_`cd cdf )7CDScpq1CQRdv00000000000 0 0 0 0000000000000000000000000 0 0 0 00 0 0 0 0 0 000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 000 0 0 0 0 0 00000 0 0 0 0 00000000 0 0 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0000000000 M90XM90XM90X00M90M90 lQrvjjL`hȫ:lҭVmopn !!Kvx rs}~8<RY`?co*>U z   3Z%&fgFG  %>JfmnZcjm.0ABHIKLNO[\jr"^o(B/CVkMi8 P -!I!n!!!" """G"H"Q"{">#t#v######%$+$B$x$$2%R%%%O&P&b&d&'#'r''z(}(((((I)L)N)\)})))))***4*5*@*K*+#+++++ ,,&,},,,, --"-#-j---------.?.@.{....%/&/Y//40V001;1<11111O3Y3a3b3r3{33.4F4O4P4Q4b4c4q4s4|4}4444444m555555557686B6C6|6}666666666%7R7777778+8,8_8s8y8{8888888888 9=9G9I9Q9S9Y9[99999::\:{::::::::::D;_;;;;;<2<3<4<G<H<e<g<A=B=h=i=~=======>>g>h>w>x>? ? ???X?o?@@^@_@o@p@@@@@@@@@@@@@AA A,A-A7A8A>ABOOOOOP P,P2P3P~PPPPPPQ QQ$QQQQQQQ8R9RERFRwRxRRRRRSS,SJSSSSSSS,T-TBT[TmTwTTTTTTUU%UaUiUwUUUUUUUXVlVVVVVW W-W.WPWQWjWkWoWWWWX3XJXlXvXXXXXXXXXXHYnYzYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYZ Z ZZZ#Z$Z1ZVZZZZZZZZ[[v\\\\\\\\\]n]o]]]]]]]]^^^E_Q_Y_k______ ``````````6a8aXaYaaabbcc"cLc^c_cucccc7d^de5ezee'fCfNfPf]ffff g g%g-g.g5g6g=ggghh0h=hKhshhhhiiiii#jPjyjjjjjjjjjjjj k$k%kXkYkkkkkkkkkllllclvlllll|mmmmmnPnQnZnnnn o+o,o-ooooooooop5pppp#q;q8sIsssss2ttAttttu u>uOuuuuuuv/vlvmvvvvvvvv1wKwLwRwSw\w]wvwwwwwwww+xDxKyLyyycd]jv̂:;EFGHQ^csƄ.=I +AцӆLXeo{}>@BFLjԈ !.BtzȊZx &H\wƌʌόҌy΍Ѝۍݍ!HҎƏя $-DYuѐԐېݐHT`g֑@J_zԒ“ &]ǔݔEhizЕѕڕ*>Ø'Q#9}!"-/FvěЛћۛ,;YĜʜ @BOTZbbinŢ/%Ҥ2I 5צئ&fgʨFd֪"ƫ٬*2HTcXj̮Ю/BMWlȯ˯̯ү&'BY[ް*DVfhlxSbr&S+Zl̹عp 4þľӾeYv?IMClrABIJS '(-/9:<=DEPRVW\^bx} .6DMNQRWY`x|"#&/89DIPbkqv| 49?HLUVdepqtuz| $)05;AHLQ]agpw  !(,12<=ACFHK`imw !"()/0:?CEJKPdmqw{ $%9>FHKMWZ\]hipqsty{~ $,05689>@JUZ#LR"+ABLPRctu.4  "# y z  9 : WXW!X!$$B'C'))**,,,,..{////////0030V0000000001111:1<192:2b3c34466879777*8,8f<g<==@@BBDD#K%KMMOO2P3PwRxRTTVVXXZZZZ]]____!b"bccdd$g%ghhiijj\ntnnngphpqqLrMrrr@tAtNuruuuvv7v8vvv0w1wwwyy;z?lm=>ԁՁrsyzKLef{|]^NJY_vxŌʌefЏя?JacZ[ĢɢԢ٢./z{#$ѯ&+ñı'(23ɻʻST9: vx,.vx`b14^`bd bf (16>BDR]bloq 0ACLPRctv7,8{;{{ |=|E|"?,fEbAdr Ratomir Klepacddddddddmarjeta k p])ddFK2? 36X,7$^Fp\*/qͦaxwv Uh ` ` ^` `OJQJo(h 0 0 ^0 `OJQJo(oh ^`OJQJo(h ^`OJQJo(h ^`OJQJo(oh pp^p`OJQJo(h @@^@`OJQJo(h ^`OJQJo(oh ^`OJQJo(^`o(.  ^ `. L ^ `L.xx^x`.HH^H`.L^`L.^`.^`.L^`L.h ^`OJQJo(h ^`OJQJo(oh dd^d`OJQJo(h 44^4`OJQJo(h ^`OJQJo(oh ^`OJQJo(h ^`OJQJo(h t"t"^t"`OJQJo(oh D%D%^D%`OJQJo(` ` ^` `OJPJQJ^Jo(- 0 0 ^0 `OJQJo(o ^`OJQJo( ^`OJQJo( ^`OJQJo(o pp^p`OJQJo( @@^@`OJQJo( ^`OJQJo(o ^`OJQJo(h P P ^P `OJQJo(h   ^ `OJQJo(oh ^`OJQJo(h ^`OJQJo(h ^`OJQJo(oh ``^``OJQJo(h 00^0`OJQJo(h ^`OJQJo(oh   ^ `OJQJo(h   ^ `OJQJo(h hh^h`OJQJo(oh 88^8`OJQJo(h ^`OJQJo(h ^`OJQJo(oh ^`OJQJo(h xx^x`OJQJo(h H!H!^H!`OJQJo(oh $$^$`OJQJo(h \ \ ^\ `OJQJo(h ,,^,`OJQJo(oh ^`OJQJo(h ^`OJQJo(h ^`OJQJo(oh ll^l`OJQJo(h <<^<`OJQJo(h  ! !^ !`OJQJo(oh ##^#`OJQJo(h ^`OJQJo(h ^`OJQJo(oh dd^d`OJQJo(h 44^4`OJQJo(h ^`OJQJo(oh ^`OJQJo(h ^`OJQJo(h t"t"^t"`OJQJo(oh D%D%^D%`OJQJo(? 36])/qFK2axwvp\,7 k          J`                 hH                                            07z )7CDScpq1CQRdv@8`Z 0128:J$K$P$U&V&X&a&b&hPPPPPhPjPlPxP|P8@PPPd@PPP@PPUnknownGz Times New Roman5Symbol3& z Arial?5 z Courier New;Wingdings"1hKK Fįivįiv!r411^3QH(?z Ratimir Klepacdr Ratomir Klepacmarjeta,        Oh+'0 $ @ L X dpx Ratimir KlepacRatdr Ratomir Klepacdr Rr RNormalmmarjeta2rjMicrosoft Word 10.0@F#@W@k[@k[į՜.+,0< hp  Medicinski fakultet, Zagrebvi1A  Ratimir Klepac Ratimir Klepac NaslovTitle  !"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~      !"#$%&'()*+,-./012356789:;=>?@ABCHRoot Entry F:[JData 1Table~WordDocumentSummaryInformation(4DocumentSummaryInformation8<CompObjk  FDokument Microsoft Worda MSWordDocWord.Document.89q