Artículo sobre biología celular
Actividad biológica de las citoquinas.
Palabras clave: Citocinas
Las citocinas tienen una amplia gama de actividades biológicas, incluida la promoción de la proliferación y diferenciación de las células diana, la mejora de los efectos antiinfecciosos y de destrucción celular, y la promoción o inhibición de otros citoquinas y expresión de moléculas de la superficie de la membrana que promueven procesos inflamatorios e influyen en el metabolismo celular.
En primer lugar, el regulador de las células inmunitarias
Existe una relación reguladora compleja entre las células inmunitarias, y las citocinas son moléculas de información importantes que transmiten esta señal reguladora. Por ejemplo, entre las células T-B, las células T producen IL-2, 4, 5, 6, 10, 13, ¿interferón? La isocitocina estimula la diferenciación, proliferación y producción de anticuerpos de las células B; y las células B pueden producir IL-12 para regular la actividad de las células TH1 y la actividad de las células TC. Entre los macrófagos monocitos y los linfocitos, ¿los primeros producen IL-1, 6, 8, 10 e interferón? , TNF-? Las citoquinas promueven o inhiben la función de las células T, B y NK, mientras que los linfocitos producen IL-2, IL-6, IL-10 e IL-6, IL-10 e IL-10. Las citoquinas como GM-CSF y el factor inhibidor de la migración de macrófagos (MIF) regulan la función de monocitos y macrófagos. Muchas células inmunitarias también pueden regular la función de monocitos y macrófagos mediante la secreción de citocinas. Muchas células inmunitarias también pueden autorregularse mediante la secreción de citocinas. Por ejemplo, la IL-2 producida por las células T puede estimular la expresión de los receptores de IL-2 y las células T secretan aún más IL-2, y las células TH1 pueden producir interferón. Inhibe la producción de citocinas en las células TH2. Las células TH2 inhiben la producción de citocinas por parte de las células TH1 a través de IL-10, IL-4 e IL-13. Al estudiar la regulación de las citocinas por la red inmune, podemos comprender mejor el mecanismo regulador completo del sistema inmunológico, lo que ayudará a guiar la aplicación de las citocinas como moduladores de la respuesta biológica (¿moduladores de la respuesta biológica? BRM) en el tratamiento clínico de enfermedades inmunes. Figura 4 - La relación entre la citoquina 1 y TH1 y TH2 (omitida)
En segundo lugar, moléculas efectoras inmunes
Las citocinas son células inmunes que ejercen inmunidad contra los antígenos (especialmente los antígenos celulares) Función efectora es una de las moléculas efectoras importantes. ¿Te gusta el TNF? ¿Y el TNF? ¿Puede causar directamente la apoptosis de las células tumorales? ¿Destruir el ADN de las células tumorales? ¿Las células se encogen y mueren; ,?,? Puede interferir con la replicación de varios virus en las células, evitando así la propagación de virus; LIF puede actuar directamente sobre ciertas células de leucemia mieloide, provocando que se diferencien en monocitos y pierdan sus características de proliferación maligna. Otras citocinas ejercen sus funciones activando células efectoras, como la IL-2 y la IL-12, que estimulan la actividad antitumoral de las células NK y las células TC. En comparación con otras moléculas efectoras inmunitarias, como los anticuerpos y el complemento, las citoquinas desempeñan un papel importante en la infección antitumoral y antiparásitos intracelulares, el rechazo de trasplantes y otras funciones.
3. Estimuladores de células hematopoyéticas
En el largo camino de diferenciación y desarrollo de células madre hematopoyéticas pluripotentes en células inmunes maduras, se requieren citocinas en casi todas las etapas. La investigación sobre células madre hematopoyéticas comenzó inicialmente con medios semisólidos de agar blando. En este medio, una gran cantidad de células descendientes producidas por la diferenciación y proliferación de células madre hematopoyéticas no pueden propagarse para formar grupos de células, llamados colonias. Algunas citocinas que estimulan las células madre hematopoyéticas pueden estimular significativamente el número y tamaño de estas colonias, por lo que se denominan factores estimulantes de colonias (LCR). Tienen diferentes nombres según el tipo de células hematopoyéticas que estimulan, como GM-CSF, G-CSF, M-CSF y multi-CSF (IL-3). Las investigaciones actuales muestran que el LCR y la IL-3 actúan sobre las células hematopoyéticas de granulocitos, el M-CSF actúa sobre las células hematopoyéticas mononucleares, la Epo actúa sobre las células hematopoyéticas eritroides, la IL-7 actúa sobre las células hematopoyéticas linfoides, la IL-6 y la IL-11 actúan sobre las células hematopoyéticas megacariocíticas. células hematopoyéticas. Esto constituye una enorme red de control de citocinas en el sistema hematopoyético. Ciertas deficiencias de citocinas pueden provocar los correspondientes defectos celulares. Por ejemplo, los episodios de anemia renal son causados por defectos en la producción de Epo por parte de los riñones. Por este motivo, la aplicación de la eritropoyetina en el tratamiento de esta enfermedad ha conseguido buenos resultados. En la actualidad, una variedad de citocinas que estimulan la hematopoyesis se han utilizado con éxito en enfermedades sanguíneas clínicas y tienen muy buenas perspectivas de desarrollo.
En cuarto lugar, acelerador de la respuesta inflamatoria.
La inflamación es el proceso de reacción patológica del cuerpo ante estímulos externos. Los síntomas son enrojecimiento local, hinchazón, calor y dolor. El examen patológico puede revelar infiltración local de una gran cantidad de granulocitos, macrófagos y otras células inflamatorias y necrosis tisular. En este proceso, algunas citoquinas juegan un papel promotor importante, como IL-1, IL-6, IL-8, TNF? ¿Puede promover la agregación y activación de células inflamatorias y la liberación de mediadores inflamatorios? ¿Puede estimular directamente el centro de calentamiento y provocar fiebre en todo el cuerpo? ¿La IL-8 también puede inducir la quimiotaxis de neutrófilos en sitios inflamatorios? Agravar los síntomas inflamatorios. Los niveles de las citocinas antes mencionadas se pueden detectar en muchas enfermedades inflamatorias. ¿Inyectar algunas citocinas en animales? ¿Puede inducir directamente algunos fenómenos inflamatorios? Estos experimentos demostraron plenamente el importante papel de las citocinas en el proceso inflamatorio. ¿Basado en los resultados de la investigación teórica anterior? ¿Se han utilizado inhibidores de citoquinas para tratar enfermedades inflamatorias? Por ejemplo, los antagonistas del receptor de IL-1 (¿antagonistas del receptor de IL-1? ¿IL-lra y anti-TNF? Tratamientos con anticuerpos para el shock séptico, la artritis reumatoide, etc.) han logrado resultados preliminares.
verbo (abreviatura) del verbo) otras
Muchas citocinas no sólo participan en la regulación de funciones efectoras del sistema inmunológico, sino también en algunas funciones del sistema no inmunológico. Por ejemplo, la IL-8 puede promover la formación de nuevas. los vasos sanguíneos; el M-CSF puede reducir el colesterol en sangre, la IL-1 puede estimular el crecimiento de osteoclastos y condrocitos, y la IL-6 promueve la producción de proteínas de fase aguda por parte de los hepatocitos. Estos efectos proporcionan nueva evidencia de la regulación mutua del sistema inmunológico. y otros sistemas.
Mecanismo Biológico Molecular del Envejecimiento Celular
Resumen: La senescencia celular es una serie de cambios crónicos progresivos en la morfología y función después de que las células maduran durante su vida. el envejecimiento es el resultado de la interacción entre los genes y el medio ambiente. Para estudiar el mecanismo biológico molecular del envejecimiento celular, este artículo lo estudia
Palabras clave: Investigación de mecanismos moleculares del envejecimiento
El envejecimiento celular y la muerte son dos conceptos diferentes. El envejecimiento individual no es igual al envejecimiento de todas las células, pero el envejecimiento celular está estrechamente relacionado con las células individuales. El envejecimiento es la base del envejecimiento individual, que es el proceso y el resultado de. envejecimiento celular universal.
El envejecimiento celular es el fenómeno del deterioro funcional y la muerte gradual en condiciones ambientales normales. El envejecimiento es una ley universal en el mundo biológico, como unidad básica de los organismos biológicos, las células renacen constantemente. envejecimiento y muerte. La mayoría de las células de los organismos pasan por varias etapas, como proliferación, diferenciación, envejecimiento y muerte. Se puede ver que el envejecimiento y la muerte de las células también son normales. Sabemos que en los organismos vivos, las células envejecen y mueren. muriendo y, al mismo tiempo, nuevas células proliferantes las reemplazan.
El envejecimiento es un proceso, y la duración de este proceso es la vida útil de las células. Los diferentes tipos de tejidos también se ven afectados por el medio ambiente. condiciones.Las células somáticas de los animales superiores tienen un número máximo de proliferación (divisiones). Una vez que el número de divisiones celulares alcanza este número, el número máximo de divisiones celulares en varios animales es diferente. ~ 60. En términos generales, el número máximo de divisiones celulares es proporcional a la esperanza de vida promedio de un animal. A través del estudio del envejecimiento celular, podemos comprender algunas de las leyes del envejecimiento, lo cual es importante para comprender el envejecimiento y, en última instancia, encontrar formas de solucionarlo. Retrasar o retrasar el envejecimiento. El método es de gran importancia. El envejecimiento celular no es solo un problema biológico importante, sino también un problema social importante. Con el desarrollo de la ciencia, se seguirá dilucidando el proceso de envejecimiento y la duración media de la vida. Los seres humanos seguirán aumentando, pero también habrá las correspondientes consecuencias sociales. Envejecimiento, así como la creciente incidencia de enfermedades respiratorias, enfermedades cardiovasculares y cerebrovasculares, cáncer, artritis y otras enfermedades de las personas mayores, por lo que el estudio del envejecimiento es un tema importante. en futuras investigaciones en ciencias biológicas.
1 Células. Características del envejecimiento
La investigación científica muestra que hay cambios evidentes en el núcleo, el citoplasma y la membrana celular de las células que envejecen: ① el agua intracelular disminuye. , el volumen se reduce y la tasa metabólica se ralentiza; ② la actividad enzimática intracelular disminuye; ③ Los pigmentos se acumulan en las células ④ La tasa de respiración intracelular se ralentiza, el volumen nuclear aumenta, la membrana nuclear se pliega, la cromatina se reduce y la el color se profundiza. El número de mitocondrias disminuye y el volumen aumenta; ⑤ La permeabilidad de la membrana celular cambia, lo que reduce la función de transporte de sustancias. Cambios morfológicos En términos generales, diversas estructuras de las células senescentes son degenerativas.
Los cambios morfológicos de las células senescentes incluyen: ① El núcleo está agrandado, profundamente teñido y contiene cuerpos de inclusión en el núcleo; ② Cromatina: coagulación, concentración, fragmentación y disolución; ③ Membrana plasmática: aumento de la viscosidad; y flujo Disminución del sexo; ④ Citoplasma: acumulación de pigmentos y formación de vacuolas; ⑤ Cuerpos de inclusión: reducción de glucógeno y acumulación de grasa; Membrana nuclear: Invaginación.
2 Cambios a nivel molecular
① Generalmente, la replicación y transcripción del ADN se inhiben durante el envejecimiento celular, pero algunos genes se activan de forma anormal, el ADN telomérico se pierde y el ADN mitocondrial es específico. Pérdida de sexo, oxidación del ADN, rotura, eliminación, entrecruzamiento y metilación reducida; ② el contenido de ARNm y ARNt disminuye; ③ el contenido de proteínas disminuye y las proteínas intracelulares sufren reacciones de modificación como glicosilación, carbamilación y desaminación, lo que conduce a la estabilidad. la antigenicidad y la digestibilidad de las proteínas disminuyen y los radicales libres rompen, entrecruzan y desnaturalizan los péptidos proteicos. Los aminoácidos cambian de izquierda a derecha; ④ El centro activo de la molécula de la enzima se oxida y los iones metálicos Ca2+, Zn2+, Mg2+ y Fe2+ se pierden, cambiando la estructura secundaria, la solubilidad y el punto isoeléctrico de la molécula de la enzima, que tiene el efecto general de la inactivación de enzimas; ⑤ Los ácidos grasos insaturados se oxidan, lo que provoca entrecruzamiento entre los lípidos o lipoproteínas de la membrana, lo que reduce la fluidez de la membrana.
3 Causas del Envejecimiento Celular
Hasta el momento, la naturaleza de la senescencia celular no se ha dilucidado completamente y es difícil dar una definición clara. Sólo podemos resumir la connotación del envejecimiento celular desde diferentes perspectivas basadas en el conocimiento actual. La senescencia celular es causada por varios componentes celulares dañados por el entorno interno y externo y que carecen de reparación completa. ¿Error? acumulación, lo que lleva al envejecimiento celular. Basado en ¿verdad? ¿Error? Las diferentes interpretaciones de los factores principales y dominantes se pueden dividir en diferentes teorías, cada teoría tiene su propia base teórica y evidencia experimental [1].
3.1 La escuela del error tiene las siguientes siete teorías: teoría de la acumulación de desechos metabólicos, teoría del entrecruzamiento de macromoléculas, teoría de los radicales libres, teoría de la mutación somática, teoría de la reparación del daño del ADN, teoría de los telómeros y entrecruzamiento natural de Teoría de biomoléculas, etc. Entre ellas, la teoría de los radicales libres y la teoría de los telómeros son las más importantes.
3.1.1 Teoría de los radicales libres Los radicales libres son un átomo o grupo funcional formado instantáneamente que contiene electrones desapareados y es omnipresente en los sistemas biológicos. Los hay de muchos tipos y cantidades, y son productos intermedios muy activos en estado de transición. Las células normales tienen sistemas de defensa que eliminan los radicales libres, incluidos sistemas enzimáticos y no enzimáticos. El primero incluye: superóxido dismutasa (SOD), catalasa (CAT), glutatión peroxidasa (GSH-PX) y los sistemas no enzimáticos incluyen aceptores de electrones como la vitamina E y las quinonas. El cuerpo proporciona energía para las actividades vitales de los tejidos y células a través de reacciones de oxidación biológica y, al mismo tiempo, durante este proceso también se producen una gran cantidad de radicales libres activos. Los radicales libres tienen propiedades químicas activas y pueden atacar macromoléculas como el ADN, las proteínas y los lípidos en los organismos, causando daños como rotura del ADN, entrecruzamiento e hidroxilación de bases. Los experimentos muestran que la OH8dG (8-hidroxi-2?-desoxiguanosina) aumenta con la edad. OH8dG perdió por completo la especificidad del emparejamiento de bases. No solo se leyó mal OH8dG, sino que la citosina adyacente también no coincidió. Una gran cantidad de experimentos han demostrado que aumentar la actividad de la superóxido dismutasa y las enzimas antioxidantes puede retrasar el envejecimiento del cuerpo. Sohal et al. (1994, 1995) introdujeron genes de superóxido dismutasa y catalasa en Drosophila, haciendo que las plantas transgénicas tengan una copia más de estos dos genes enzimáticos que las silvestres. Como resultado, la actividad enzimática en las plantas transgénicas aumentó significativamente y se amplió la edad promedio y la esperanza de vida máxima.
La teoría de los radicales libres propuesta por académicos británicos cree que los radicales libres atacan las macromoléculas de la vida y causan daño tisular y celular. Son la causa fundamental del envejecimiento y una causa importante de enfermedades malignas como los tumores. Los radicales libres son moléculas de oxígeno con electrones desapareados que deambulan por el cuerpo dañando las células y tejidos con los que entran en contacto hasta que se encuentran como vitamina C, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, ¿Vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E, vitamina E? Los antioxidantes como los bioflavonoides como los carotenos y las OPC (proantocianidinas) los neutralizan o son captados por algunas enzimas producidas por el organismo (como la SOD). Los radicales libres pueden dañar el colágeno y otros tejidos conectivos, interferir con importantes procesos fisiológicos y provocar mutaciones en el ADN de las células.
Además, puede provocar destrucción y reducción de órganos y tejidos [2]. Por ejemplo, la reducción significativa del número de neuronas es otra razón importante de la disminución de las capacidades sensoriales y de la memoria, la lentitud de movimientos y el retraso mental en las personas mayores. El daño o reducción de órganos, tejidos y células se debe principalmente a mutaciones de genes libres que cambian la transmisión de información genética, lo que lleva a una síntesis incorrecta de proteínas y enzimas y a una reducción de la actividad enzimática. La acumulación de estas sustancias provoca el envejecimiento y la muerte de órganos, tejidos y células.
Los ácidos grasos insaturados de las membranas biológicas son susceptibles al ataque de los radicales libres, y la oxidación tiene un impacto importante en el envejecimiento. Los radicales libres aceleran el proceso de envejecimiento de las células atacando los lípidos [3]. Los radicales libres actúan sobre el sistema inmunológico o dañan los linfocitos, debilitando la inmunidad celular y humoral de las personas mayores, reduciendo la capacidad de reconocimiento inmunológico y provocando enfermedades autoinmunes.
3.1.2 Teoría de los telómeros Hay telómeros en ambos extremos de los cromosomas. Cuando las células se dividen varias veces, los telómeros se extienden hacia adentro y el ADN normal se daña.
3.2 La escuela de genética cree que el envejecimiento es un proceso evolutivo natural determinado por la genética. Todas las células tienen un programa predeterminado inherente para determinar su esperanza de vida. cambiar las células. La duración de la vida varía dentro de un rango limitado.
Materiales de referencia:
Guo Qi, Li Yusen, Chen Qiang, et al. Mecanismo molecular de la desoxinucleotidida de sodio contra la senescencia de las células renales humanas [J]. 33(15): 3688-3690.
Hu Yuping es de Wu Jianping. La relación entre la senescencia celular y los genes relacionados [J]. Chinese and Foreign Health Abstracts, 2012, 09 (14): 35-37.
[3] Kong Desong, Wei Donghua, Zhang Feng, et al. Avances de la investigación sobre el papel de la senescencia celular en el proceso de fibrosis hepática y mecanismos relacionados [J]. 2012, 26 (05): 688-691.