Los animales con diferente genética y envejecimiento tienen sus propios límites específicos de vida. Por ejemplo, la vida adulta de las efímeras es de sólo un día, mientras que la vida adulta de las moscas de la fruta y las moscas domésticas puede superar los 30 días. Un tipo de nematodo puede vivir 28 días y otro nematodo parásito puede vivir 17 años. Las langostas europeas pueden vivir hasta 30 años. La esperanza de vida de los mamíferos también varía mucho. Se necesitan unos 3 años para ratones y ratas, 70 años para elefantes y 110 años para humanos. En las encuestas de población, es común que las familias longevas tengan descendencia longeva. Los gemelos monocigóticos tienen una esperanza de vida muy similar, mientras que los gemelos dicigóticos pueden tener una esperanza de vida muy diferente. Todo esto demuestra que la genética juega un papel dominante en la esperanza de vida.
Las mujeres humanas tienden a vivir más que los hombres, lo que a menudo se atribuye a factores sociales en el sentido de que las mujeres experimentan menos estrés en sus vidas. De hecho, además de factores externos como el mayor trabajo y consumo de mano de obra de los hombres y mayores posibilidades de sufrir lesiones, el género también tiene un impacto en la esperanza de vida. El género está determinado por los cromosomas sexuales: las mujeres tienen el tipo XX y los hombres el tipo XY. Muchas enfermedades genéticas se encuentran en el cromosoma X. En las mujeres, al estar tapado el otro cromosoma X, no es patológico, pero en los hombres, no lo es. La herencia determina el género de hombres y mujeres y también provoca diferencias en la esperanza de vida.
Existe otro fenómeno en el reino animal: las hembras viven más que los machos (ver imagen). En 17 días, la tasa de mortalidad de las moscas macho es del 50% y en 32 días, la tasa de mortalidad de las moscas hembra alcanza el 50%. Además, la vida media de una araña negra es de 100 días para los machos y de 271 días para las hembras. El promedio de vida de Daphnia magna es de 38 días para los machos y de 44 días para las hembras.
Reproducción y envejecimiento Los organismos dependen de la reproducción para mantener la continuidad de las poblaciones. Los métodos reproductivos tienen un impacto importante en el envejecimiento del cuerpo. Los organismos que se reproducen una vez envejecerán y morirán poco después de la reproducción. Muchos insectos y algunos vertebrados, como varias especies de salmón del Pacífico, son del tipo reproductivo primario. Los organismos reproductores pueden reproducirse repetidamente durante su vida. La mayoría de los vertebrados y los insectos longevos son de la variedad multireproductora.
Muchos insectos tienen dos colores adaptativos obviamente diferentes, uno es color protector y el otro es color de advertencia. Los animales con coloración protectora mueren poco después de que termina el período reproductivo; los insectos con coloración de advertencia sobreviven más tiempo después de la reproducción. Si un insecto vuela demasiado después de reproducirse, consumirá mucha energía almacenada en el cuerpo y morirá rápidamente. Los insectos que vuelan menos conservan energía y viven más. Un insecto que se reproduce una vez en realidad necesita mantener todas las funciones y vitalidad hasta el final de su vida, y la senescencia sólo ocurre poco tiempo después de que se completa el proceso de reproducción.
El salmón vertebrado también es un animal reproductor y envejecerá y morirá inmediatamente después de poner huevos. Algunas personas han utilizado la castración para prevenir el desove y evitar la degeneración después del desove, por lo que la vida útil de los peces puede extenderse varios años. Por lo tanto, se cree que la maduración de los órganos reproductivos contiene factores de envejecimiento. La puesta de huevos en sí misma provoca cambios endocrinos, pero no es una causa directa de muerte.
Los mamíferos pertenecen a una variedad de tipos reproductivos. La siguiente tabla muestra información sobre el embarazo, la madurez, los períodos de crecimiento y la esperanza de vida en los mamíferos. Los animales que maduran temprano, tienen una gran fecundidad, dan a luz a muchos bebés a la vez y los animales que dan a luz varias veces al año tienen una esperanza de vida más corta.
Pequeños roedores como ratas, ratones y cobayas son ejemplos de ello. Los animales grandes, como el ganado vacuno, los caballos, los elefantes y los humanos, tienen largos períodos de crecimiento, largos períodos de gestación, bajas tasas de natalidad y una larga esperanza de vida.
Temperatura y envejecimiento Desde la perspectiva de la gerontología comparada, el metabolismo de muchos animales de sangre fría se ve afectado por la temperatura externa, que puede reducir la temperatura corporal y prolongar la vida. Por ejemplo, algunos reptiles y anfibios que viven en los trópicos tienen una esperanza de vida más corta, mientras que aquellos que viven en zonas de temperaturas más frías tienen una esperanza de vida más larga. Algunas personas crían peces anuales de América del Sur a 15°C y 26°C. Como resultado, el grupo con temperatura más baja creció más rápido, creció y vivió más tiempo. Muestra que a bajas temperaturas, los animales de sangre fría pueden adaptarse a entornos de temperatura cambiante y prolongar su vida útil.
Los animales de sangre caliente pueden mantener una temperatura corporal constante y una tasa metabólica relativamente estable. Por ejemplo, los murciélagos a menudo pueden hibernar durante un día y tener un metabolismo lento. La temperatura corporal desciende durante la hibernación y la esperanza de vida puede alcanzar de 15 a 17 años. Cuando los ratones están activos y tienen un metabolismo rápido, no pueden bajar su temperatura corporal para adaptarse al medio ambiente, y su esperanza de vida es de sólo 3 años. Si las ratas jóvenes se crían a bajas temperaturas, no sólo no se prolongará su vida útil, sino que serán susceptibles a enfermedades y se acortará su vida útil.
La alimentación y la ingesta diaria pueden afectar directa o indirectamente a la resistencia de un animal a las enfermedades, afectando así a su esperanza de vida. Algunas personas alimentan a ratas macho destetadas con una cantidad limitada de comida, lo que les permite vivir más que aquellas que comen ad libitum. Sin embargo, otro experimento demostró que las ratas que recibieron suficiente comida antes de los 120 días vivieron más que los animales a los que se les restringió la comida. El período de madurez de las ratas es de 120 días. Se puede observar que si se les da suficiente alimento durante el período de crecimiento, se puede mejorar la condición física y extender el promedio de vida. Algunas personas creen que la comida está relacionada con el peso y la esperanza de vida.
Algunas personas han realizado una serie de experimentos nutricionales utilizando moscas domésticas, cucarachas, abejas obreras, etc. y creen que la comida afecta el tiempo de puesta de huevos de los insectos y afecta indirectamente su esperanza de vida.
Cambios en el período de envejecimiento El envejecimiento del cuerpo tiene ciertos cambios de macro a micro, y se vuelven cada vez más evidentes con la edad. Aunque algunas personas han estudiado los cambios de envejecimiento de los animales inferiores, el número es limitado y se utilizan principalmente para establecer algunos modelos de envejecimiento y realizar experimentos antienvejecimiento. Por lo tanto, los datos sobre sus cambios de envejecimiento están dispersos y carecen de sistematicidad. Se está acumulando más información sobre los cambios del envejecimiento en humanos y mamíferos.
En general, las personas mayores presentan reducción de estatura, curvatura de la columna, pérdida de elasticidad de la piel, aumento de las arrugas faciales y pigmentación y manchas marrones de distintos tamaños en la piel local, especialmente en la cara y las manos, que son llamadas manchas de la edad. La secreción de las glándulas sudoríparas y sebáceas se reduce, lo que hace que la piel se seque y se apague. Las canas, la caída del cabello o incluso la calvicie, los párpados caídos y un círculo completo o medio círculo de bandas estrechas blancas alrededor de la córnea se denominan anillos seniles (o arcos seniles), que son causados por la deposición de lípidos.
El momento de la pérdida de dientes varía de persona a persona. En términos de comportamiento, los ancianos tienen reacciones lentas, caminar lento, expresiones faciales gradualmente apagadas, mala memoria, falta de atención y frecuentes repeticiones del lenguaje. La visión disminuye y hay tendencia a la hipermetropía. La audición también es propensa a deteriorarse. Las situaciones anteriores varían mucho de persona a persona. Por ejemplo, una persona calva no necesariamente pierde los dientes, y una persona con arrugas también puede estar de buen humor.
Los cambios del envejecimiento a nivel general de tejidos y órganos se basan en los cambios del envejecimiento de los tejidos y órganos.
El tejido óseo del sistema esquelético pierde calcio gradualmente con la edad, los huesos se vuelven quebradizos y propensos a fracturarse y la curación de las heridas es más lenta que la de los jóvenes. La disminución del rango de movimiento de las articulaciones puede provocar artritis. Las almohadillas de fibrocartílago entre las vértebras de la columna se vuelven delgadas debido a la atrofia del cartílago, lo que hace que la columna se acorte, lo que también es una de las razones por las que las personas mayores se vuelven más bajas.
La papila dérmica de la piel envejecida se vuelve más baja, aplanando la interfaz entre la epidermis y la dermis, haciendo la epidermis más delgada, reduciendo el número de fibras reticulares dérmicas, las fibras elásticas se vuelven inelásticas y se rompen fácilmente, se renueva la fibra de colágeno. desaceleración y fibras viejas en su mayoría. El aumento de la reticulación del colágeno reduce la elasticidad de la red de fibras de colágeno. La piel está suelta y ya no está adherida a la estructura subcutánea. El ácido hialurónico en la sustancia intercelular se reduce y el sulfato de condroitina aumenta relativamente, lo que reduce el contenido de agua de la dermis, la atrofia de las glándulas sudoríparas y las glándulas sebáceas. Aparecen hiperplasia de melanocitos locales y manchas de la edad.
Músculo En las personas mayores, la relación entre el peso muscular y el peso corporal disminuye. El agua, el sodio y el cloruro fuera de las células musculares tienden a aumentar, mientras que el contenido de potasio dentro de las células tiende a disminuir. Además, el número de fibras musculares disminuye y su diámetro se hace más pequeño, provocando que todo el músculo se atrofie. Este cambio de puntualidad varía según la función. El tiempo de contracción tiende a prolongarse en diferentes músculos de contracción rápida o músculos mixtos y acortarse en músculos de contracción lenta. Esto afectará la interacción de diferentes unidades motoras y reducirá la eficacia de la coordinación del grupo de músculos. Los músculos de las personas mayores. Una de las razones de la fuerza insuficiente. Por supuesto, los cambios que ocurren con el envejecimiento en las unidades motoras no son suficientes para explicar todos los trastornos del movimiento en los ancianos, porque mecanismos complejos en diferentes niveles del sistema nervioso afectan el movimiento.
Sistema nervioso A los 90 años, el peso del cerebro humano es entre un 10 y un 20% más ligero que a los 20 años. La principal causa de la pérdida de peso es la pérdida de células nerviosas. Esta pérdida es específica de una región, y se producen diferentes niveles de pérdida de células en diferentes áreas del cerebro. Desde el nacimiento hasta los 10 años, las células nerviosas se han multiplicado hasta su tamaño máximo y ya no se dividen. Después de los 20 años, las células comienzan a perderse. Sin embargo, toda la base de células cerebrales es muy grande y la muerte de algunas células no causará un deterioro funcional grave.
Además, no se sabe mucho sobre los mecanismos de la memoria, por lo que es posible que la pérdida de memoria no sea causada por la pérdida de células.
Desde la perspectiva de la anatomía general, los ancianos tienen retromeninges engrosadas, circunvoluciones cerebrales estrechas, surcos anchos y profundos y cavidades ventriculares agrandadas. Bajo el microscopio, los cuerpos de Nissl en las células nerviosas se reducen y se deposita lipofuscina. Funcionalmente, la velocidad de conducción nerviosa se ralentiza, la memoria a corto plazo es peor que la memoria a largo plazo y el tiempo fisiológico de sueño se acorta. Se reducen las funciones sensoriales como la temperatura, el tacto y la vibración, se aumentan los umbrales gustativos y se aumenta la sensibilidad audiovisual; disminuye. Hay una reducción general en la capacidad de respuesta, especialmente en situaciones que requieren decisiones de elección.
Sistema Cardiovascular La capacidad cardíaca de las personas mayores está aumentando. Actualmente no hay evidencia de que el depósito de lipofuscina tenga efectos adversos sobre la función miocárdica. En el sistema de conducción cardíaca, el número de células marcapasos disminuye y aumenta el tejido fibroso en el nódulo sinoauricular y los haces internodales. En el lado arterial, la íntima también se engrosa en diversos grados, lo que puede provocar un estrechamiento de la luz arteriolar. Después de los 30 años, la íntima de las ramas de las arterias coronarias comienza a espesarse, la íntima se vuelve cada vez más fibrótica y algunos músculos lisos pueden volverse necróticos. El cambio más destacado con el envejecimiento es la delaminación de las placas de fibras elásticas. 6. Degeneración vascular arterial, aumenta la resistencia vascular periférica y aumenta la presión arterial.
La calcificación del sistema respiratorio puede ocurrir en el cartílago costal de los ancianos, y la encorvadura puede aumentar, causando que el diámetro del tórax de adelante hacia atrás se expanda hasta convertirse en un "tórax en forma de barril". Microscópicamente, los conductos alveolares y los bronquiolos respiratorios aumentan de tamaño, lo que reduce el volumen de los alvéolos circundantes.
En general, los cambios del envejecimiento del sistema digestivo no son significativos. La pérdida de dientes está relacionada con la protección de los dientes y no es necesariamente una característica del envejecimiento. Bajo el microscopio, se puede ver que la cantidad de células oxínticas en el estómago disminuye con la edad y la cantidad de células por unidad de volumen de tejido hepático también disminuye. La acumulación linfática en el intestino delgado es más evidente en la edad temprana. En la vejez, el peso de los riñones de humanos y ratas alcanza el 20-30% y el número de glomérulos disminuye. A los 40 años el 95% de los glomérulos normales son normales, y a los 90 años sólo quedan el 63%. La longitud y el volumen del túbulo proximal se reducen. Con la edad, la membrana basal se espesa y aumenta el tejido intersticial de la médula. Funcionalmente, la tasa de filtración glomerular disminuye. Calculando el aclaramiento de inulina (c), se puede obtener la siguiente fórmula:
cInulina (ml/min)=153,2-0,96×edad
Entre los 20 y los 70 años, la velocidad del flujo sanguíneo renal disminuye en un 53%. Si se calcula en función de la producción máxima de ácido p-aminohipúrico (TMPAH), la función tubular renal disminuye con la edad, de la siguiente manera:
TMPAH (mg/min)=120,6-0,865×edad
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Además, las personas mayores de 65 años presentan fenómenos como nicturia, urgencia e incontinencia en diversos grados.
La atrofia gonadal del sistema endocrino es el cambio más evidente del envejecimiento en el sistema endocrino. Por ejemplo, cuando las mujeres dejan de menstruar entre los 45 y los 50 años, su secreción de estrógenos disminuye significativamente, y cuando los hombres llegan a los 50 y 90 años, sus andrógenos disminuyen gradualmente, lo que lleva a la disfunción sexual. En consecuencia, diversos cambios atróficos en los órganos reproductivos y accesorios, como las hormonas formadas por los linfocitos ováricos, conducen a una disminución de la función inmune.
Debido a la complejidad de cada órgano en sí y a la interacción entre órganos endocrinos, el nivel celular se puede elaborar a partir de dos vertientes: células in vivo y células in vitro.
Las células que muestran envejecimiento en el cuerpo son principalmente células fijas en división, que dejan de dividirse poco después del nacimiento y no pueden reponerse después de la muerte, como las células nerviosas y los cardiomiocitos. Cuando el cuerpo envejece, la estructura y composición de estas células sufren cambios en diversos grados, como una reducción en el número de células (debido a la muerte celular local), una reducción en las crestas y la matriz mitocondriales, una expansión en el volumen e incluso destrucción y destrucción. desaparición. Bajo el microscopio óptico, el retículo endoplasmático rugoso de las células nerviosas pierde su estructura típica y los cuerpos de Nissl disminuyen. Los cambios de envejecimiento del núcleo celular se manifiestan por el debilitamiento de las sustancias positivas para la tinción de Vergen y la invaginación de la membrana nuclear con formación de arrugas. Un cambio destacado en la vejez es la acumulación de lipofuscina en los cardiomiocitos, ya mencionada anteriormente. Con la edad, la acumulación en las células nerviosas puede representar más de la mitad del volumen extranuclear. La lipofuscina es granular de color marrón y tiene autofluorescencia. Al microscopio electrónico se puede observar que está rodeado por una película monocapa que contiene sustancias densas en electrones y, a veces, tiene una superficie transparente o una estructura en capas. La velocidad a la que aumenta con la edad varía entre células y animales, y el impacto de la acumulación en la función celular sigue siendo un tema de debate.
Con el aumento de las generaciones de cultivos, el envejecimiento de las células in vitro se manifiesta como cambios intracelulares. Desde el descubrimiento por L. hayflick de la duración de la vida de los fibroblastos diploides de pulmón embrionario humano en 1961, se ha acumulado una gran cantidad de datos sobre la senescencia celular in vitro.
Cuando las células proliferan hasta formar una monocapa densa, deben subcultivarse en matraces. Si 1 se divide en dos, el número de pases es sólo 50·10, que es el límite de duplicación de la población celular, es decir, la vida útil de las células cultivadas. Este número está relacionado con la edad y especie del donante. Los donantes de edad avanzada tuvieron menos pases de cultivo celular que los donantes más jóvenes. Los donantes de vida larga también tuvieron más pases de cultivo celular que los donantes de vida corta. Después de 30 a 40 generaciones de cultivo, aparecieron partículas fluorescentes en las células, disminuyeron las partículas de proteínas nucleares y el ARN y aumentaron las mitocondrias que carecían de crestas. Estos son cambios de edad. Los cambios en muchos parámetros también se miden en bioquímica. Por lo tanto, muchos investigadores nacionales y extranjeros utilizan estas células como modelos de envejecimiento. Además de los fibroblastos, se han establecido líneas celulares como tejido endotelial, linfocitos y células de músculo liso, y estas líneas celulares tienen ciertos límites de vida en cultivo.
El envejecimiento del útero y de las células a nivel molecular está relacionado en última instancia con el envejecimiento a nivel molecular. En primer lugar, en lo que respecta a las moléculas extracelulares, existen cambios específicos del envejecimiento en el tejido conectivo extracelular y la membrana basal subepitelial. El tejido conectivo es rico en colágeno y elastina. A medida que envejecemos, se forman enlaces cruzados entre las moléculas de colágeno. La edad de 30 a 50 años es un período en el que la reticulación aumenta rápidamente. A medida que aumenta el grado de reticulación, la absorción de agua de las fibras de colágeno disminuye, pierde dureza y tiende a volverse rígida, lo que no favorece la actividad del tejido. La elastina, el componente principal de las fibras elásticas, también sufre reticulación durante el envejecimiento. Las fibras están rotas y quebradizas, y el aspecto se vuelve amarillento y se profundiza. En cuanto a la membrana basal, sólo se sabe que se espesa durante el proceso de envejecimiento, y su componente principal es el colágeno, seguido de las glicoproteínas y los carbohidratos. Sin embargo, no está claro cómo cambian estas moléculas y provocan el engrosamiento de la membrana. Además, como sustancias extracelulares, por supuesto, están la sangre y la linfa. Estas sustancias están constantemente en funcionamiento y se actualizan constantemente, por lo que es difícil determinar el índice de envejecimiento.
En segundo lugar, en lo que respecta al envejecimiento de las moléculas intracelulares, los cambios sustanciales del envejecimiento en algunas moléculas intracelulares que se actualizan constantemente, como las enzimas en las reacciones metabólicas, todavía son raros. Pero su tasa de renovación (la tasa de síntesis y degradación) puede disminuir con la edad. Que su actividad biológica aumente o disminuya depende de diferentes enzimas. Otras moléculas que no se actualizan después de la síntesis, como el ácido desoxirribonucleico (ADN) durante la división celular, no se degradan después de la síntesis. Algunas personas piensan que el peso molecular de las moléculas de ADN disminuye con la edad, lo que puede deberse al aumento de las roturas. El número de pares de bases de ADN dispuestos repetidamente en los nucleosomas en los ancianos es mayor que en los jóvenes; las histonas aumentan y la tinción aumenta la proporción de histonas y no histonas en el tejido. En cuanto a la capacidad de los individuos que envejecen para reparar el daño del ADN, no se sabe mucho, pero la mayoría de ellos utilizan células aisladas como objeto de investigación. Se cree que la capacidad de reparación del ADN disminuye con el aumento de la edad de generación del cultivo, y parece ser así. Se correlaciona positivamente con la vida útil del donante de las células cultivadas, es decir, las células de animales longevos tienen una mayor capacidad de reparación en cultivo.
Además del ADN, el contenido de macromoléculas intracelulares, como la cristalina, en las fibras del cristalino del ojo, aumenta con la edad. Las proteínas solubles en los cristales humanos son dominantes antes de los 50 años, y las proteínas solubles disminuyen después de los 50 años, mientras que las proteínas insolubles o insolubles y su peso molecular aumentan con la edad, especialmente en el centro del cristal, lo que indica que las proteínas solubles sintetizadas en las primeras etapas se agregan y forman con la edad polímeros con mayores pesos moleculares.
La comprensión que tiene la gente sobre el envejecimiento a nivel molecular es limitada y los resultados de las investigaciones a menudo son contradictorios, lo que requiere una mayor exploración basada en mejoras tecnológicas.