Биологические основы старения и долголетия

Аэробные организмы защищаются от окислительной деструкции мембран и других структур клетки также с помощью других, кроме супероксиддисмутазы, специальных ферментов, к числу которых относят селенсодержащую глутатионпероксидазу. Подробно роль изменений этой защитной системы при старении не исследована. Но вероятно, и ее функция нарушается, в частности, в связи с изменением синтеза белка или изменением соотношения в клетках различных форм глутатиона: общего, восстановленного и окисленного (Р. С. Сохал с соавторами из Далласского Университета).

Закономерен вопрос: а возможно ли усиление этой важной молекулярной защитной системы? В принципе, очевидно, да; однако здесь крайне важна одна особенность, с которой мы будем встречаться при анализе и других защитных систем. Дело в том, что задача коррекции защитных систем чрезвычайно сложна, поэтому требует исключительной осторожности.

В реакции обезвреживания кислородных радикалов образуется кислород в синглетном состоянии. Катализируемый глутатионпероксидазой процесс диспропорционирования гидроперекисей хотя и устраняет эти активные метаболиты, но также приводит к образованию синглетного молекулярного кислорода, являющегося сильным окислителем. Активность глутатионпероксидазы в печени, почках и сердце 36-месячных мышей уменьшена на 27–53 % по сравнению с активностями этих ферментов в тех же тканях 10-месячных мышей. Такое снижение является причиной нарушения при старении детоксикации перекисей и, кроме того, повышения чувствительности к эндогенным перекисям. Это означает, что, например, потребление избыточного количества растительного масла, содержащего относительно большой процент ненасыщенных жирных кислот, при метаболизме которых неизбежно должны образовываться перекиси, может вызвать развитие в клетках пожилого и старого человека различные деструктивные процессы.

б) Природные органические вещества, защищающие клетку от свободных радикалов и окислительного стресса

Биологической роли антиоксидантов уже давно уделяется очень большое внимание в биологии и медицине. И большое значение в разработке этой важной общебиологической и общемедицинской проблемы имело исследование антиоксидантов в качестве средств защиты от радиационного поражения и от разрушительного влияния времени (старения) академиком Н. М. Эмануэлем и его сотрудниками. В частности, Е. Б. Бурлакова обнаружила, что уменьшение с возрастом актиокислительной активности липидов играет существенную роль в процессе старения мышей различных линий. А Л. К. Обуховой, В. Н. Мамаевым, И. П. Пальминой, А. П. Акифьевым и другими сотрудниками был проведен целый комплекс фундаментальных исследований влияния антиоксидантов на продолжительность жизни различных животных, а также роли в механизмах продления жизни увеличения антиокислительной активности липидов.

Данные, полученные упомянутыми авторами и их сотрудниками, подтверждают предположение о том, что увеличение антиокислительной активности, по крайней мере некоторых органов, способствует долголетию. Из этих органов подробно изучена печень, изменение функций которой при старении обычно не лимитирует продолжительность жизни исследованных животных. Поэтому еще более интересных результатов можно ожидать от изучения влияния антиоксидантов на продолжительность жизни, скорость старения, частоту дегенеративных заболеваний, а также на антиокислительную активность органов, особенно важных для жизнедеятельности организма или наиболее уязвимых к болезням, связанным со старением.

Приходится, однако, снова напомнить, что усиление защитных систем — дело, чреватое самыми серьезными последствиями. Так, в процессе выполнения защитных функций — реакции с радикалами молекулы системы защиты сами становятся "опасными", если переходят в свободнорадикальное состояние. Эта опасность особенно существенна, если в результате таких реакций образуются перекисные радикалы. Вот пример. Некоторые американские геронтологи (и среди них такой выдающийся, как Р. Катлер) считают мочевую кислоту очень важным природным антиоксидантом, с помощью которого может быть увеличена продолжительность жизни. Однако при проведении радиационных исследований с ферментом алкогольдегидрогеназой оказалось, что в случае добавления урата натрия к раствору такого фермента его лучевая инактивация только усиливается. Это, как предполагается, связано с образованием в облученном растворе радикалов мочевой кислоты или связанных с ними перекисных радикалов. Значение, вероятно, имеет и образование супероксидного радикала в рассматриваемом процессе. Но независимо от этого приведенные данные показывают, что при определенных условиях "хороший природный антиоксидант" может не защищать, а, наоборот, усиливать окислительную деструкцию макромолекул. Из приведенного примера следует, кроме того, что для оценки свойств антиоксидантов может быть весьма полезным исследование эффектов облучения макромолекул ионизирующей радиацией.