Жизнь без старости

Такой эффект мог быть предсказан, если принять, что мишенью антиоксиданта служит, например, продукт перекисного окисления кардиолипина, локализованный в той части фосфолипидного бислоя внутренней митохондриальной мембраны, которая смотрит в матрикс митохондрий. Дело в том, что SkQ1 как проникающий одновалентный катион должен накапливаться в цитозоле клетки в концентрации в десять раз больше, чем внеклеточная его концентрация. Эта величина получается из ура внения Нернста, если учесть, что на внешней клеточной мембране (внутри клетки знак "минус") существует разность электрических потенциалов (Δψ), равная примерно 60 мВ. Еще 1000-кратное накопление SkQ1 произойдет под действием Δψ на внутренней мембране митохондрий (180 мВ, "минус" внутри митохондрии). Кроме того, SkQ1 распределяется между водой и мембраной в соотношении около 1:10000. В итоге концентрация SkQ1 во внутреннем полумембранном слое внутренней митохондриальной мембраны будет 10 х 10³ х 10⁴ = 10⁸ раз большей, чем в водном растворе снаружи клетки [315] (рис. II.7.3.2).

^{Рис. II.7.3.1 Сравнение действия SkQ1 и неадресованного антиоксиданта N-ацетилцистеина (NAC) на выживаемость мышей, мутантных по белку p53. Данные Б.П. Копнина и сотр. [404].}

Расчет, приведенный выше, применим к любому одновалентному катиону с коэффициентом распределения между мембраной и водой порядка 10⁴. А дальше вступают в силу три других фактора, также важные для эффективности вещества как антиоксиданта, адресованного в митохондрии, а именно: 1) собственно антиоксидантная активность SkQ, 2) способность к регенерации восстановленной формы SkQ из окисленной и поддержание высокого отношения SkQH2/SkQ (поскольку именно восстановленная форма антиоксиданта действует как гаситель АФК) и 3) размер «окна» между анти- и прооксидантными эффектами исследуемого вещества (как уже отмечалось, антиоксидантное действие производных хинона переходит в прооксидантное при повышении их концентрации).

^{Рис. II.7.3.2 Схема, объясняющая почему проникающие катионы SkQ накапливаются в слое внутренней митохондриальной мембраны, обращенном в сторону матрикса митохондрий, и почему в этом слое концентрация SkQ оказывается в 100 млн раз большей, чем снаружи клетки. Разность потенциалов на внешней мембране клетки и внутренней мембране митохондрий приняты соответственно за 60 и 180 мВ, а коэффициент распределения SkQ между мембраной и водой за 10.000. (По М.В. Скулачеву и др. [315]).}