x _ Miksi elinikä ei ole rajaton? Mediterranean fruitfly (Ceratitis capitata) Eliniän jakautuma



Samankaltaiset tiedostot
? LUCA (Last universal common ancestor) 3.5 miljardia v.

Yoshinori Ohsumille Syntymäpaikka Fukuoka, Japani 2009 Professori, Tokyo Institute of Technology

Alkionkehityksen vaiheet (kertaus) Postnataalinen kehitys: (lat. natus = syntymä) 2 moodia

Biologia. Pakolliset kurssit. 1. Eliömaailma (BI1)

750367A LuK -tutkielman (10 op) aihepiirit lukuvuodelle

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen BLL Biokemia ja kehitysbiologia

Epigeneettinen säätely ja genomin leimautuminen. Tiina Immonen Medicum, Biokemia ja kehitysbiologia

BI4 IHMISEN BIOLOGIA

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita. BI2 III Perinnöllisyystieteen perusteita 9. Solut lisääntyvät jakautumalla

Muuttumaton genomi? Genomin ylläpito. Jakson luennot. Luennon sisältö DNA:N KAHDENTUMINEN ELI REPLIKAATIO

Avainsanat: BI5 III Biotekniikan sovelluksia 9. Perimä ja terveys.

Mitä elämä on? Astrobiologian luento Kirsi

KÄÄNNÄ KELLOA TAAKSEPÄIN!

DNA:n informaation kulku, koostumus

Voiko liikunta hidastaa biologista ikääntymistä?

Kehitysbiologia ja histologia

Anatomia ja fysiologia 1 Peruselintoiminnat

DNA sukututkimuksen tukena

Euromit2014-konferenssin tausta-aineistoa Tuottaja Tampereen yliopiston viestintä

Vanhuus Suomessa miten se muuttuu ja miten sitä tutkitaan?

Genomin ylläpito Tiina Immonen BLL Lääke8eteellinen biokemia ja kehitysbiologia

E Seleeni 7000 plex. Tärkeitä antioksidantteja ja orgaanista seleeniä

III Perinnöllisyystieteen perusteita

Väärin, Downin oireyhtymä johtuu ylimääräisestä kromosomista n.21 (trisomia) Geeni s. 93.

Pakolliset kurssit (OL PDDLOPD%,,

Autoimmuunitaudit: osa 1

Evoluutio. BI Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

Telomeerit ja vanheneminen

Mind Master. Matti Vire

URHEILIJAN RAVINTO Ravinnon laatu, suojaravintoaineet

Genomin ylläpito TIINA IMMONEN MEDICUM BIOKEMIA JA KEHITYSBIOLOGIA

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 2. Solun perusrakenne

Lääketieteen ja biotieteiden tiedekunta Sukunimi Bioteknologia tutkinto-ohjelma Etunimet valintakoe pe Tehtävä 1 Pisteet / 15

Genomin ilmentyminen Liisa Kauppi, Genomibiologian tutkimusohjelma

Vastaa lyhyesti selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Fitness Lisäravinteet Anti-aging. Terveys kiinnostaa meitä enemmän kuin koskaan, mutta silti terveysriskit ovat lisääntyneet. On aika kysyä miksi!

S Laskennallinen systeemibiologia

BIOLOGIA. Aihekokonaisuudet. Biologian opetuksessa huomioidaan erityisesti seuraavat aihekokonaisuudet: kestävä kehitys teknologia ja yhteiskunta

Tutkimus maadoituksen kasvojen verenkiertoa edistävästä vaikutuksesta

LICENCE TO KILL - elävää ekotoksikologiaa

KOULUTUSOHJELMA Sukunimi: Etunimet: Nimikirjoitus: BIOLOGIA (45 p) Valintakoe klo

DNA Tiina Immonen, FT, yo-lehtori HY Biolääketieteen laitos, Biokemia ja kehitysbiologia

Vanheneva iho. Appendix ry:n vuosikokous Tapio Rantanen

KOE 6 Biotekniikka. 1. Geenien kloonaus plasmidien avulla.

Perinnöllisyystieteen perusteita III Perinnöllisyystieteen perusteita

Geeninsiirron peruskäsitteet

5.7. Biologia. Opetuksen tavoitteet

- Jakautuvat kahteen selvästi erottuvaan luokkaan,

Kipu. Oleg Kambur. Geneettisillä tekijöillä suuri merkitys Yksittäisiä geenejä on löydetty vain vähän COMT

Elämänkulku ja vanheneminen

Syöpägeenit. prof. Anne Kallioniemi Lääketieteellisen bioteknologian yksikkö Tampereen yliopisto

Lataa Nuoruutta vanhenemisen sijaan - ph - Harald W. Tietze. Lataa

Avainsanat: perimä dna rna 5`-ja 3`-päät replikaatio polymeraasientsyymi eksoni introni promoottori tehostajajakso silmukointi mutaatio

Perinnöllisyyden perusteita

Mitä vanhuus on? Lähihoitajapäivä 2015 Tampere

Fabryn taudin neurologiset oireet ja löydökset. Aki Hietaharju Neurologipäivät Helsinki

Perinnöllisyyden perusteita

Voimavara vai taakka?

PERINNÖLLISET TEKIJÄT JA NIIDEN MERKITYS RINTASYÖPÄSAIRASTUMISESSA. Robert Winqvist. SyöpägeneCikan ja tuumoribiologian professori Oulun yliopisto

Metsäpatologian laboratorio tuhotutkimuksen apuna. Metsätaimitarhapäivät Anne Uimari

DNA Tiina Immonen, FT, yo-lehtori HY Lääketieteellinen tiedekunta Biokemia ja kehitysbiologia

Kymmenen kärjessä mitkä ovat suomalaisten yleisimmät perinnölliset sairaudet?

Symbioosi 2 VASTAUKSET. b. Millaisia sukusoluja vanhemmat tuottavat (4 erilaista)? Vastaus: VL, vl, Vl, vl

Lataa Antioksidantit - Antero Koponen. Lataa

LUKION OPETUSSUUNNITELMAN PERUSTEET 2003, OPETUSHALLITUKSEN MÄÄRÄYS 33/011/2003

Yleispatologia. Solu- ja kudosvauriot. Morfogenesis. Differentiaatio. Kasvu

Solujen viestintäjärjestelmät. Katri Koli, Solu- ja molekyylibiologian dosentti Helsingin Yliopisto

Säteilyvaikutuksen synty. Erikoistuvien lääkärien päivät Kuopio

AS Automaation signaalinkäsittelymenetelmät. Tehtävä 1. Käynnistä fuzzy-toolboxi matlabin komentoikkunasta käskyllä fuzzy.

Bioinformatiikan maisteriohjelman infotilaisuus Exactum D122

VANHU(U)SKÄSITYK- SET medikaalisesta sosiokulttuuriseen. Teija Nuutinen PKKY/AIKO

Biologian tehtävien vastaukset ja selitykset

KEESHONDIEN MONIMUOTOISUUSKARTOITUS

OKSIDATIIVINEN STRESSI JA ANTIOKSIDANTIT KIRJALLISUUSKATSAUS TERVEYS- JA LAATUVAIKUTUKSISTA SEKÄ TUTKIMUSMENETELMISTÄ TUOTANTOELÄIMILLÄ

Genomin evoluutio. Miten genomin koko ja rakenne muuttuvat ja miten sitä tutkitaan?

OSAAMISPOLKU SUUNNITELMALLISUUS PITKÄJÄNTEISYYS - NOUSUJOHTEISUUS

Anatomia ja fysiologia 1

LIITE I VALMISTEYHTEENVETO

Hyvä vanheneminen ja arkielämä: Kysymyksiä ja mahdollisia vastauksia

Benzoic/Hippuric Acids Ratio 2-Hydroxyphenylacetic Acid. Beta-aminoisobutyric acid 3-Methyl-4-OH-phenylglycol

Komplementtitutkimukset

Symbioosi 2 VASTAUKSET

6.5 Biologia. Opetuksen tavoitteet

Mitä (biologinen) evoluutio on?

LEHDISTÖTIEDOTE L ORÉAL PARIS. THE Skin Rebirth Issue

Teesi, antiteesi, fotosynteesi

Biologian kokeellisuuteen liittyvä pienimuotoinen tutkimus tai projekti. Kurssia ei suositella itsenäisesti suoritettavaksi.

Fyysinen valmennus sulkapallossa Pajulahti Sulkapallon lajianalyysiä Kestävyys V-M Melleri

Hiirten ja rottien sydännäytteistä tuotetun mikrosirudatan analysointi

Liikunta. Terve 1 ja 2

Suomen lintujen uhanalaisuus 2015 Juha Tiainen (Luke) ja Markku Mikkola-Roos (Syke) Riistapäivät

DNA testit sukututkimuksessa

vauriotyypit Figure 5-17.mhc.restriktio 9/24/14 Autoimmuniteetti Kudosvaurion mekanismit Petteri Arstila Haartman-instituutti Patogeeniset mekanismit

Oksidatiivinen fosforylaatio = ATP:n tuotto NADH:lta ja FADH2:lta hapelle tapahtuvan elektroninsiirron ja ATP-syntaasin avulla

Endoteelisolut. Kantasolut ja solujen erilaistuminen. Kantasolun määritelmä. Angiogenesis. Hapentarve ohjaa kapillaarien kasvua.

Geenitekniikan perusmenetelmät

Luennon aiheita: Vanhenemisen tutkimus. Ikä ja iäkkäitä koskevat nimitykset

Laskuharjoitus 4 selitykset Juha-Matti Alakoskela, jmalakos@cc.helsinki.fi

Etunimi: Henkilötunnus:

Nimi sosiaaliturvatunnus. Vastaa lyhyesti, selkeällä käsialalla. Vain vastausruudun sisällä olevat tekstit, kuvat jne huomioidaan

Transkriptio:

Vanhenemisen fysiologia 1 Elinikä ja vanheneminen Käsitteet Elinikä - yksilön elinikä Eliniän odotusarvo, aktuaarinen (kirjanpidollinen) elinikä - keskimääräinen odotettavissa oleva elinikä tietylle lajille, populaatiolle, kohortille - ihminen 61 (kehitysmaat), 74 (kehittyneet maat) Maksimaalinen elinikä - suurin kirjattu yksilön elinikä Ikääntyminen - vuosien kuluminen Vanheneminen, seneskenssi elintoimintojen heikkeneminen ajan kuluessa (yksilön ikääntyessä), rapistuminen Lisääntymiskyvyn heikkeneminen Muistin heikkeneminen Liikkumiskyven heikkeneminen, jne. Gerontologia - vanhenemista tutkiva tieteenala (vrt. geriatria) Vanhenemisen fysiologia 2 Eliniän jakautuma x _ Mediterranean fruitfly (Ceratitis capitata) Vanhenemisen fysiologia 3 Miksi elinikä ei ole rajaton? Aging or senescence is a late life decline in an individual s fertility and probability of survival in other words aging reduces an individual s fitness. Aging should therefore be opposed by natural selection. 1

Vanhenemisen fysiologia 4 MUTTA: Ekologinen/evolutiivinen selitys Jos saalistuspaine tai muu ulkopuolinen kuolevuustekijä on voimakas, valinta ei suosi ikää pidentäviä geneettisiä muutoksia, koska yksilö ei pääse toteuttamaan näitä geenejä elinikä lyhyt Fysiologinen lähestymistapa - rate of living teoria (ROL) Toimintakyvyn heikkeneminen, peruuttamattomien muutosten kertyminen soluihin ja kudoksiin kulumisen myötä Miten vanhaksi eläimet elävät? Koko tärkein määräävä tekijä Nyrkkisääntö: mitä suurempi eläin, sitä pidempi elinikä, massaeksponentti = 0.2-0.3 Vanhenemisen fysiologia 5 log nisäkkäät linnut aineenvaihdunta = energiankulutus elinikä elinikäinen energiankulutus ROL! log (massa) Vanhenemisen fysiologia 6 Linnut elävät huomattavasti vanhemmiksi kuin samankokoiset nisäkkäät! ei tue ROL-teoriaa Ks. myös http://www.euring.org/data_and_codes/longevity-voous.htm 2

Vanhenemisen fysiologia 7 Lintujen ikäennätyksiä. Rengastettujen lintujen osalta on mainittu myös havaintotapa. Ennätys Laji Ikäennätys Havaintotapa tarhaoloissa Myrskylintu 43 v 10 kk Tunnistettu merkeistä Lyhytnokkahanhi 39 v 9 kk Löytynyt kuolleena Haahka 37 v 10 kk Löytynyt kuolleena Kalasääski 26 v 1 kk Löydetty sairaana Kalalokki 33 v 8 kk Rengas luettu Huuhkaja 26 v 7 kk Löytynyt kuolleena 68 v Korppi 21 v 11 k Rengas luettu 80 v Varpunen 19 v 9 kk Löydetty kuolleena 23 v Lehtokerttu 14 v 2 kk Ammuttu 24 v Vanhenemisen fysiologia 8 Vanhenemisen teoriat Rate of living -teoria (ROL) Free radical -teoria (oksidatiivinen stressi) Telomeeriteoria Solukalvoteoria Geneettinen ohjelmointi -teoria Disposable soma -teoria (antagonistinen pleiotropia) ym. > 100 teoriaa! Vanhenemisen fysiologia 9 ROL? huom. lentokyky linnut 3

Vanhenemisen fysiologia 10 Caloric restriction - ravinnon rajoittaminen lisää elinikää sukkulamadoilla, banaanikärpäsellä, hiirillä, naudoilla, ihmisellä? Vanhenemisen fysiologia 11 Caloric restriction - rotta Vanhenemisen fysiologia 12 CR-hiiret Ad lib -hiiret 4

Vanhenemisen fysiologia 13 Ravinnon rajoitus vähentää hiirillä useita tauteja: Syöpä (rintasyöpä, lymfooma, suolisyövät, eturauhassyöpä) Diabetes Verenpaine Sydäninfarkti Munuaistaudit Autoimmuunitaudit (lupus, anemia, etc.) Lihaskato Vanhenemisen fysiologia 14 PNAS 2009 Vanhenemisen fysiologia 15 5

Vanhenemisen fysiologia 16 Vanhenemisen fysiologia 17 Ravinnon rajoituksen vaikutus näyttäisi tukevan ROL-teoriaa Mutta: eliniän pidentyminen voi olla sopeutumista nälkäjaksoihin, joiden aikana lisääntyminen ei onnistu lisääntymismahdollisuus voidaan saada myöhemmin pidentyneen eliniän ansiosta Disposable soma -teoria: panostaminen lisääntymiseen kilpailee muiden kudosten (soma) ylläpidon kanssa johtaa vanhenemiseen Vastaavasti lisääntymättömyyden pitäisi pidentää elinikää C. Elegans Age-1 -geeni Mutaatio pidentää elinikää 80 % (hx546-alleeli) Normaalialleelilla parempi jälkeläistuotto nuorena eliniän kustannuksella valinta ei suosi hx546-alleelia Vanhenemisen fysiologia 18 hx546-alleelin esiintyminen C. elegans -laakamadolla eri sukupolvissa, kun kokeellinen lähtöfrekvenssi oli 0.5 6

Vanhenemisen fysiologia 19 Free radical -teoria, oksidatiivinen stressi ROS = Reactive Oxygen Species Superoksidi O 2 - Hydroksyyli-radikaali OH Typpioksidi NO Radikaaleja tuottavat Oksidaasien katalysoimat reaktiot (esim. tulehdusreaktiot) Flavoproteiinien auto-oksidaatio Ns. mixed function -oksidaasit Sytokromi P 450 -reaktiot MITOKONDRIOT/hengitysketju koentsyymi Q CoQ Vanhenemisen fysiologia 20 Vanhenemisen fysiologia 21 7

Vanhenemisen fysiologia 22 CoQ ja ROS Vanhenemisen fysiologia 23 Mitä ROS:t aiheuttavat? DNA:n muutokset, esim. 8-OH-dG (guaniini) Lipidien peroksidaatio Proteiinien karbonylaatio (reagoimalla lipidiperoksidien kanssa) Miten ROS:t pidetään kurissa Tuoton säätely mitokondrion tasolla - irtikytkijäproteiinit (uncoupling proteins UCP) Antioksidatiiviset entsyymit, esim. superoksidi-dismutaasi SOD: superoksidi vetyperoksidi H 2 O 2 Antioksidantit, esim. glutationi, E-vitamiini, ym. Vanhenemisen fysiologia 24 Antioksidanttiterapia ei pidennä hiiren elinikää 8

Vanhenemisen fysiologia 25 ROS ja vanheneminen? Hiirillä, joilta puuttuu SOD on enemmän ROS-tuhoja, mutta elinikä ei ole alentunut Kärpäsillä, joilla SOD:n yliekspressio ei pitempi elinikä Linnuilla, joilla on pitkä elinikä, ei ole nisäkkäitä tehokkaampi antioksidanttijärjestelmä. Sen sijaan ROS:ien tuotto on alempi! Mutta: tiettyjen geenien poisto vähentää herkkyyttä oksidatiiviselle stressille (p66shc, IGFI-reseptori) UCP irtikytkijäproteiinien merkitys Vanhenemisen fysiologia 26 Olmin elinikä Biology Letters 2011 Vanhenemisen fysiologia 27 Figure 1 Schematic showing the bioenergetical function of UCP2 Biochemical Society Transactions www.biochemsoctrans.org Biochem. Soc. Trans. (2001) 29, 812-817 9

Vanhenemisen fysiologia 28 Insuliinin kaltainen kasvutekijä Vanhenemisen fysiologia 29 Malli ravinnon rajoituksen aiheuttamasta eliniän pitenemisestä C. elegans? Hiiva? Vanhenemisen fysiologia 30 Telomeeriteoria Telomeerit: toistuvia emäsjaksoja kromosomien päissä, ihmisellä (TTAGGG) n Mahdollistavat replikaation kromosomien päihin asti Lyhenevät jokaisessa solujakatumisessa, kantasoluissa 10-15 kb, erilaistuneissa 3-5 kb, n. 4 kb = stop merkki Määräävät kuinka monta kertaa solu voi jakautua, ns. Hayflickin raja kromosomi telomeeri 10

Vanhenemisen fysiologia 31 Ihmisen kromosomisto ja telomeerit Vanhenemisen fysiologia 32 Telomeraasi-entsyymi lisää heksameerejä (TTAGGG) telomeerin päähän jakautumiskyky säilyy Useimmilla soluilla EI ole telomeraasia! Kantasoluilla, syöpäsoluilla ON Telomeraasi-terapia? 11