MEDDAILY.INFO
медицинская энциклопедия
ГлавнаяКарта сайта Контакты
 

Свободные радикалы и средняя продолжительность жизни

Приведенные выше факты показывают связь между образованием радикалов в клетках и старением организма. Однако эти данные не могут считаться прямым доказательством того, что именно активация свободнорадикальных состояний приводит к старению.

Дополнительным аргументом в пользу роли свободных радикалов в старении служат многочисленные факты обратной зависимости между системами антирадикальной защиты клеток и длительностью жизни особей. Поскольку вторичные радикалы представляют опасность для здоровья и жизни, в ходе эволюции в клетках выработалась система защиты, призванная свести к минимуму паразитные реакции образования супероксида и не допустить его превращения в крайне опасный - ОН. Сформировалась глубоко эшелонированная система защиты от активных форм кислорода на различных уровнях организации живого:
• на молекулярном (антиоксиданты, акцепторы радикалов, хелаторы ионов металлов);
• на клеточном (АФК-зависимые митоптоз и апоптоз - процессы выбраковки митохондрий и клеток, являющихся суперпродуцентами -O2-);
• органном (например, уменьшение вентиляции легких и сужение капилляров при переходе от работы к покою, когда потребность в кислороде резко падает).

Первый эшелон обороны обеспечивают липидные (токоферол) и водорастворимые антиоксиданты (флавоноиды, аскорбиновая кислота), а также защитные ферменты: суммарная очаговая доза, каталаза и глутатионпероксидаза.

Наиболее четкая зависимость между длительностью жизни и показателями метаболизма свободных радикалов определена при изучении образования радикалов в митохондриях.


Между образованием супероксида и пероксида водорода в митохондриях лабораторных животных (крыс) и средним временем жизни была четкая обратная зависимость. Сравнительное изучение активности суммарной очаговой дозы в коротко- и долгоживущих линиях гриба Neurospora crassa, плодовой мухи Drosophila melanogaster, нематоды Caenorhabditis elegans, лабораторных мышей показало более высокую активность суммарной очаговой дозы у долгоживущих линий. Идентификация генов, экспрессируемых у обычных и у долгоживущих особей, показала, что долгоживущие особи имеют более высокий уровень антиоксидантных ферментов. Так, например, у дрозофил-долгожителей присутствовала необычно активная форма суммарной очаговой дозы, а у нематод-долгожителей мутация единичного гена age-I увеличивала продолжительность жизни на 70%, причем у них повышался уровень как цитоплазматической суммарной очаговой дозы, так и каталазы.


Нематоды-долгожители были более устойчивы к гербициду параквату, вызывающему окислительный стресс.

Все же основным доказательством свободнорадикальной теории старения остается увеличение длительности жизни особей при торможении свободнорадикальных процессов антиоксидантами и, наоборот, сокращение жизни при активации реакций с участием радикалов. В этой области накоплен огромный материал. Ниже приводятся лишь некоторые факты.

Некоторые химические соединения, попав в клетку, стимулируют образование свободных радикалов, т. е. дают прооксидантный эффект. В соответствии со свободнорадикальной теорией старения такие соединения, поступая в организм, должны привести к уменьшению продолжительности жизни. Результаты экспериментов это подтвердили. Так, содержание дрозофил на питательной среде с такими разными генерирующими свободные радикалы соединениями, как пероксид водорода, гидроксила-мин, гипохлорид натрия, 2-амино-1,2,4-тиазол (ингибитор каталазы), а также в атмосфере с высоким содержанием кислорода приводило к значительному сокращению жизни. Аналогичные сдвиги наблюдались при добавлении в пищу легкоокисляемых жирных кислот.

Вместе с тем использование различных естественных и искусственных антиоксидантов увеличивало продолжительность жизни короткоживущих беспозвоночных (нематод, коловраток, дрозофил). Так, например, добавление ионола в концентрациях 10-5, 10-4 и 10-3 М приводило к увеличению средней продолжительности жизни самцов на 5, 14 и 19%, а самок на 4, 13 и 25% с примерно троекратным замедлением образования продуктов перекисного окисления липидов. Добавленные в пищу антиоксиданты повышали среднюю длительность жизни мышей, крыс, плодовой мухи, нематод, коловраток и нейроспоры.

Так, добавление к пище всего 1% по массе 2-меркаптоэтаноламина приводило к увеличению длительности жизни мышей на 30%, что эквивалентно увеличению длительности жизни человека с 73 до 95 лет. Сходное действие оказывают такие антиоксиданты, как бутилгидрокситолуол и витамин Е. Во многих случаях это не сопровождалось увеличением максимальной длительности жизни; что указывает на участие радикалов в увеличении вероятности развития болезней в пожилом возрасте. У дрозофилы антиоксиданты увеличивали как среднюю, так и максимальную длительность жизни. Ограничения энергетической ценности, сопровождающиеся уменьшением образования радикалов кислорода и пероксида водорода, также приводят к удлинению жизни лабораторных животных.

Особенно отчетливо увеличивается продолжительность жизни при действии антиоксидан-тов у короткоживущих и предрасположенных к различной патологии линий животных, а также при одновременном добавлении в пищу источников радикалов и антиоксидантов. Например, у мышей линии SHK, получавших оксипиридин с 2-месячного возраста, средняя продолжительность жизни увеличивалась на 34%.

Таким образом, реакции с участием свободных радикалов приводят к сокращению средней длительности жизни, в первую очередь вследствие заболеваний. Возможно, это не единственная причина сокращения жизни в результате реакций с участием радикалов, поскольку в некоторых случаях было показано увеличение максимальной длительности жизни при подавлении свободнорадикальных процессов.

По мере расширения и углубления представлений о роли свободных радикалов в живых системах свободнорадикальная теория завоевывает все новые позиции, легко «скрещиваясь» с другими теориями и укрепляя их базис на молекулярном уровне. В частности, теории, объясняющие старение случайными нежелательными событиями, к которым относятся теория износа, теория накопления поперечных сшивок, теория накопления соматических мутаций, теория накопления токсинов, по сути основываются на последствиях реакций с участием свободных радикалов. В. К. Кольтовер справедливо заметил, что свободнорадикальная теория старения является дочерним вариантом теории старения И. И. Мечникова, рассматривавшего старение как результат постепенного отравления организма токсичными продуктами метаболизма микрофлоры кишечника. Согласно свободнорадикальной концепции старения, организм отравляется побочными продуктами метаболизма собственных клеток - свободными радикалами, производимыми в основном митохондриями. Как известно, митохондрии произошли от бактерий, когда-то поселившихся в клетках эукариот.

Из определения старения вытекает, что изучение этих процессов на уровне целого организма включает в себя количественную оценку по меньшей мере:
• степени снижения функциональной способности организма как целого (например, физической выносливости), его органов и тканей;
• вероятности заболевания «болезнями пожилого возраста»: раком, сердечно-сосудистыми, иммунными заболеваниями и др.;
• вероятности смерти, которую можно считать величиной, обратной средней продолжительности жизни особей, доживших до определенного возраста.

Свободные радикалы несут прямую ответственность за 1-е и 3-е проявления старения. Непосредственное участие радикалов в патогенезе большинства «болезней пожилого возраста» также можно считать полностью доказанным.



Новые статьи

» Стронгилоидоз
Стронгилоидоз
Стронгилоидоз - хронически протекающий геогельминтоз с преимущественным поражением ЖКТ и общими аллергическими проявлениями. Основной источник заражения стронгилоидозом - больной человек. Некоторые... перейти
» Трихинеллез
Трихинеллез
Трихинеллез у человека - это острый зооноз с природной очаговостью, протекающий с лихорадкой, мышечными болями, отеком лица, кожными высыпаниями, высокой эозинофилией, а при тяжелом т... перейти
» Энтеробиоз
Энтеробиоз
Энтеробиоз - кишечный гельминтоз, вызываемый мелкой нематодой Enterobius vermicularis, со стертым и невыраженным течением, наиболее распространенный признак которого - перианальный зуд, возникающий на... перейти
» Аскаридоз
Аскаридоз
Аскаридоз - кишечный гельминтоз, вызываемый нематодой Ascaris lumbricoides, протекающий с поражением ЖКТ, интоксикацией, аллергическими реакциями. Аскаридоз - один из самых распространенных гельмин... перейти
» Альвеококкоз
Альвеококкоз
Альвеококкоз (Alveococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепней Echinococcus multilocularis, с хроническим прогрессирующим течением, развитием в печени и других органах мн... перейти
» Эхинококкоз
Эхинококкоз
Эхинококкоз (Echinococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепня Echinococcus granulosus, характеризуемый хроническим течением и развитием преимущественно в печени, реже в л... перейти