Биологические основы старения и долголетия - [52]
Все это наводит на мысль: не является ли СОД одной из биологических основ долгожительства? Следующий факт показывает, что ответ на этот вопрос может быть положительным. Японские исследователи Тетсуйта Оно и Щигефуми Окада исследовали активность этого и еще целого ряда ферментов в головном мозге половозрелых животных 11 видов с различной продолжительностью жизни; но лишь активность СОД положительно коррелирована с величиной максимальной продолжительности жизни исследованных животных. В связи с такого рода данными особое значение приобретают и другие вопросы: о причинах снижения активности СОД при старении и о возможности коррекции этого возрастного дефекта.
Оба вопроса, к сожалению, пока специально не исследованы, но очевидно, что пути изучения второго из них в сильной степени зависят от понимания первого. В частности, в состав СОД входит атом цинка, а при исследовании мышей в возрасте от 7 до 87 недель было обнаружено снижение в процессе старения содержания цинка в сыворотке. Не связано ли с этим снижение активности ООД? Цинк необходим для целого ряда биохимических процессов, а его недостаток может приводить к нарушению иммунных реакций, что наблюдается при старении. Но нужно ли увеличить его потребление пожилым людям? Ответа мы, конечно, сейчас не можем дать. Пока лишь обоснована актуальность вопроса об изменении с возрастом потребности людей в цинке, возможно, о недостаточном его содержании в пище пожилых людей. По крайней мере очень вероятные ответы на эти вопросы при соответствующей организации исследований получить можно относительно быстро и без больших материальных затрат, поскольку определение содержания цинка в сыворотке крови — простая процедура.
Кроме количества рассматриваемых защитных ферментов, в процессе старения могут изменяться и сами эти молекулы. Так, в цитоплазме фибробластов человека, исчерпавших свой митотический потенциал (а именно прошедших 52 пассажа), обнаруживается форма супероксиддисмутазы, очень чувствительная к нагреванию. Образование такой термолабильной формы фермента связано с изменением его конформации. И что интересно (не только теоретически, но, может быть, и практически): этот процесс перехода фермента из термостабильной в термолабильную конформацию является обратимым. Иными словами, рассматриваемый очень важный защитный фермент можно "омолодить" с помощью определенных метаболитов.
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.
