Aktuální číslo:

2017/12

Téma měsíce:

Kontakty

Volné radikály při stárnutí rostlin

 |  5. 12. 1994
 |  Vesmír 73, 671, 1994/12

U rostlin můžeme rozlišit stárnutí a senescenci jako dva odlišné, ale překrývající se procesy. Organizmy stárnou v průběhu celého života, zatímco senescence u rostlin představuje závěrečnou fázi vývoje kulminující smrtí. Na úrovni celých rostlin nebo jejich orgánů je senescence dobře definovanou, geneticky naprogramovanou fází vývoje, která je spouštěna vysoce regulovaným souborem anabolických a katabolických reakcí navozujících konečný rozklad a smrt tkání. Naproti tomu součástí stárnutí jsou degenerativní procesy, které jsou více statistického charakteru. Z toho důvodu jsou naše znalosti mechanizmů stárnutí rostlin mnohem menší než u senescence. Důležitou otázku přitom hraje výběr vhodného experimentálního modelu.

Dobrým modelem se ukázaly být hlízy bramboru (Solanum tuberosum), zejména kultivar Russet Burbank, který zůstává životaschopný po tři roky od sklizně, avšak mezi 7. a 24. měsícem skladování postupně klesá životaschopnost nových výhonků.

Ačkoliv je možné stárnutí a senescenci odlišit, obojí je výsledkem komplexních změn v metabolizmu rostliny a na biochemické úrovni sdílejí mnoho podobného. Např. postupná ztráta integrity buněčných membrán vedoucí k rozkladu buněčných organel a ke zvýšené permeabilitě plazmatické membrány představuje společný rys jak stárnutí, tak senescence. Při poškození biologických membrán hrají klíčovou úlohu volné radikály a jimi spouštěné reakce peroxidace membránových lipidů. U sledovaného kultivaru bramboru byla zjištěna ztráta membránové integrity v návaznosti na zvýšení hladin malonyldialdehydu (MDA) a ethanu – produktů peroxidace membránových lipidů. Koncentrace MDA klesala během prvních 7 měsíců skladování na 65 %, ale pak stoupala až na 267 % ve 30 měsících. Při porovnání s hlízami starými 5 měsíců měly hlízy staré 17 a 29 měsíců výrazně zvýšené hladiny lipofuscinoidních pigmentů – tj. sloučenin, jejichž hladina charakteristicky vzrůstá s přibývajícím věkem u všech živočišných druhů.

Významnou ochranu před poškozením volnými radikály představují enzymy eliminující reaktivní intermediáty redukce kyslíku, zejména superoxid a peroxid vodíku, superoxiddismutázy, peroxidázy a katalázy. Aktivity těchto enzymů během skladování rostly a u 20 měsíčních hlíz byly výrazně vyšší než po osmi měsících skladování. Vzhledem k tomu, že tyto enzymy jsou inducibilní – tj. jsou syntetizovány ve větší míře při vzrůstu koncentrace těch látek, které rozkládají – máme tak doklad o účasti volných radikálů při stárnutí rostlin.

Podobné závěry byly učiněny i při studiu mechanizmů stárnutí u živočichů. Zdá se tedy, že volné radikály a jimi navozená peroxidace membránových lipidů mohou představovat univerzální mechanizmus zodpovědný za stárnutí všech živých organizmů. Druhým závěrem by mohlo být to, že o mechanizmech našeho stárnutí se můžeme poučit při studiu stárnutí rostlin. Tyto pokusy jsou totiž snadněji řiditelné a nevyžadují dlouhá časová období, charakteristická pro délku života vyšších organizmů. Plant Physiol. 102 (1993) 115

Citát

STEFAN ZWEIG: Svět včerejška, nakladatelství TORST, Praha 1994, str. 11

Zdálo se, že vše v naší téměř tisícileté rakouské monarchii je založeno pro dlouhé trvání a nejvyšší zárukou této stálosti je sám stát. Práva, která poskytoval svým občanům, byla zaručena parlamentem, svobodně zvolenými zástupci lidu, a každá povinnost byla přesně vymezena. Naše měna, rakouská koruna, obíhala v třpytivě zlatých mincích a zaručovala tím svou stabilitu. Každý věděl, kolik vlastní, co mu náleží, co je dovoleno a co zakázáno. Vše mělo svou normu, svou určitou míru a váhu. Kdo měl nějaký majetek, mohl si přesně vypočítat, kolik mu ročně vynesou úroky, úředník a důstojník si zase spolehlivě nalezl v kalendáři rok, v němž bude služebně povýšen a kdy půjde do penze. Každá rodina měla pevný rozpočet, [...] Devatenácté století bylo ve svém liberalistickém idealismu vážně přesvědčeno, že je na přímé, neomylné cestě k „nejlepšímu ze všech světů“. S opovržením hledělo na předcházející epochy s jejich válkami, hladomory a revoltami jako na dobu, kdy lidstvo bylo ještě nedospělé a nedostatečně osvícené. Nyní se ale předpokládalo, že to je jen otázka desetiletí, než bude poslední zlo a násilí definitivně překonáno, a tato víra v nepřetržitý, nezadržitelný „pokrok“ skutečně měla pro onen věk sílu náboženskou; tomuto „pokroku“ se už věřilo více než Bibli a jeho evangelium se zdálo být nezvratně dokazováno každodenními zázraky vědy a techniky.

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Biologie

O autorovi

Jiří Wilhelm

Doc. RNDr. Jiří Wilhelm (*1950) vystudoval Přírodovědeckou fakultu Univerzity Karlovy. V Ústavu lékařské chemie a biochemie II. Lékařské fakulty Univerzity Karlovy se zabývá volnými radikály.

Doporučujeme

Tajemná „Boží země“ Punt

Tajemná „Boží země“ Punt uzamčeno

Břetislav Vachala  |  4. 12. 2017
Mnoho vzácného zboží starověkého Egypta pocházelo z tajemného Puntu, kam Egypťané pořádali časté obchodní výpravy. Odkud jejich expedice...
Hmyz jako dokonalý létací stroj

Hmyz jako dokonalý létací stroj

Rudolf Dvořák  |  4. 12. 2017
Hmyz patří k nejdokonalejším a nejstarším letcům naší planety. Jeho letové schopnosti se vyvíjely přes 300 milionů let a předčí dovednosti všech...
Hranice svobody

Hranice svobody uzamčeno

Stefan Segi  |  4. 12. 2017
Podle listiny základních práv a svobod, která je integrovaná i v Ústavě ČR, jsou „svoboda projevu a právo na informace zaručeny“ a „cenzura je...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné