Свободные радикала против старения

Основы долголетия и молодости тела

Свободные радикала против старения

Свободные радикала против старения

Старость имеет прямую зависимость от длины теломер. Ученые нашли этому множество доказательств. Так, например, у больных синдромом Хатчинсона-Гилфорда (детская прогерия; переводится как pro — раньше, gerontos — старец) длина теломер значительно короче, чем у нормальных людей. Синдром Хатчинсона-Гилфорда – это врожденное заболевание быстрого старения, при котором клетки больных имеют укороченные теломеры и резко сниженное по сравнению с нормой число делений. Наиболее трагично протекает прогерия детей. Ребятишки с этим страшным диагнозом стремительно стареют. В среднем они едва дотягивают до 12 лет и чаще всего умирают в этом юном возрасте от старческих инфарктов. К этому времени они и выглядят как глубокие старики – лысеют, теряют зубы, тяжело и скованно двигаются, страдают от атеросклероза и фиброза миокарда, практически полностью лишаются подкожного жирового слоя. Болезнь эта настолько редка, что все ее жертвы известны – предположительно, их насчитывается около ста во всем мире. Прогерия поражает годовалых младенцев независимо от пола, расы или социального положения. Начинается она внезапно с появления крупных пигментных пятен на животе. И вскоре детей одолевают старческие хвори: у них развиваются болезни сердца, сосудов, диабет, выпадают волосы и зубы. Кости делаются ломкими, кожа – морщинистой, а тела – сгорбленными. Дети с детской прогерией плохо растут (редко вырастают выше 1 метра). Самое удивительное заключается в том, что почти все они становятся похожими друг на друга, как близнецы, будто их кто-то специально клонировал или вывел иную расу людей, которые живут в ускоренном времени. Несколько лет назад даже был случай, когда труп одного ребенка из Америки, страдавшего прогерией, уфологи хотели выдать за останки инопланетянина.
Самый старый ребенок в мире с детской прогерией – мальчик по имени Дэнни. Он дожил до 20 лет, но выглядит на все 70. Дэнни перенес кровоизлияние в мозг, страдает от артрита, все его пальцы скрючены. Рост этого 20-летнего человека всего 120 сантиметров. Передвигается он в инвалидной коляске. У Дэнни уже выпали зубы, нет волос.
Выжил Дэнни благодаря исключительной силе воли и любви приемных родителей, с которыми маленький старичок живет в северной части Лондона.
Другой характерный пример – прогерия взрослых, или синдром Вернера. Клетки больных синдромом Вернера обычно перестают делиться в культуре после 10–20 удвоений. Страдающие этим заболеванием люди развиваются с нормальной скоростью до 17–18 лет, а потом начинают стремительно стареть. Лишь немногие дотягивают до пятидесяти. Клинически заболевание начинает проявляться в период полового созревания. Отмечается замедленный рост, позже у больного седеют и выпадают волосы, развивается катараьсга, постепенно истончается кожа и атрофируется подкожная клетчатка на лице и конечностях. У больных синдромом Вернера быстро развивается широкий спектр всевозможных патологий, обычно связываемых с возрастными изменениями, – атеросклероз, диабет, катаракта, различные типы доброкачественных и злокачественных опухолей.

В органических молекулах, из которых состоит наш организм, электроны на внешней электронной оболочке располагаются парами.
Свободные радикалы – это молекулярные частицы, имеющие на внешней электронной оболочке один или несколько непарных электронов, что делает их особенно активными и «агрессивными» (рис. 3). Такие молекулы стремятся вернуть себе недостающий электрон, отняв его от окружающих молекул.
Свободные радикалы постоянно вырабатываются в организме в процессе клеточного обмена веществ (около 5 % свободных радикалов – это простые производные кислорода). При нормальном функционировании антиоксидантной системы их избыточное количество нейтрализуется или уничтожается ферментами (дисмутаза, каталаза, пероксидаза). Радикалы, которые «удирают» от упомянутых ферментов, «вылавливаются» в клетке витамином С, а вне клетки – витаминами А и Е.

Для обозначения свободных радикалов в России употребляется сокращение «АФК-активные формы кислорода», в Европе – ROS, reactive oxygen species (что означает в переводе то же самое). Название не совсем точное, так как свободными радикалами могут быть производные не только кислорода, но и азота и хлора: оксиды, супероксид, гидрооксид, окись азота, озонид, липидные радикалы, гипохлорит.
Все вышеперечисленные свободные радикалы являются вторичными. Вторичные радикалы оказывают разрушительное действие на клеточные структуры, стремясь отнять электроны у «полноценных» молекул, вследствие чего «пострадавшая» молекула сама становится свободным радикалом (третичным), но чаще всего слабым, не способным к разрушающему действию. Именно образование вторичных радикалов приводит к развитию патологических состояний и лежит в основе канцерогенеза, атеросклероза, хронических воспалений и нервных дегенеративных болезней.
В ряды свободных радикалов также затесались и не радикалы вовсе, а так называемые реактивные молекулы, среди них и наши очень давние знакомые – перекись водорода, например. Традиционно перекись водорода широко применяется в медицине в качестве наружного антисептического средства при первичной обработке ран. В России в последние годы появились работы, рекомендующие прием перекиси водорода внутрь в виде питья или даже внутривенно. Я понимаю положительные стороны такой терапии, хотя перекись водорода и сильный окислитель и свободный радикал – роль ее в организме отнюдь не однозначна. Вернее, не только отрицательна. Об этом свидетельствуют интересные исследования доктора У. Дугласа и практический опыт применения перекиси водорода доктора медицинских наук профессора И. П. Неумывакина. На первый взгляд положительный эффект при приеме перекиси водорода – это парадокс, но парадокс объяснимый. Перекись водорода – это активный первичный свободный радикал. Разрушительное же действие на клеточные стенки в основном оказывают вторичные радикалы, обладающие намного меньшей энергетической активностью. Бактерию или злокачественную клетку они убить не способны, а вот чтобы разрушить клеточную стенку или повредить ДНК, энергии им вполне хватает. Перекись водорода способна сделать и то и другое. Поэтому ее введение в малых количествах и непродолжительное время зачастую оказывает положительный эффект. Время это ограничивается неделями. Потом начинаются осложнения, особенно часто в процесс оказывается вовлечена печень. Кроме того, нельзя забывать, что перекись водорода имеет очень низкий pH, что отрицательно сказывается на желудке и при приеме внутрь может вызвать язву слизистой желудка.

Повреждение ДНК свободными радикалами – причина рака и инфаркта
Излюбленной мишенью свободных радикалов является ДНК – кислота, обеспечивающая хранение и передачу генетической программы.

Рис. 4. Повреждение клетки свободными радикалами
(а — нормальная клетка, б – свободные радикалы атакуют клетку, в — поврежденная клетка)

ДНК – это индивидуальная сжатая, зашифрованная запись всех данных человеческого организма. В ней содержится полная информация и о той клетке, в которой молекула ДНК находится, и об устройстве и потребностях других клеток организма. Молекулы ДНК содержат информацию о вашем росте, весе, цвете глаз, о вашем давлении и болезнях, к которым вы предрасположены.
Молекула ДНК – объект для свободных радикалов весьма привлекательный. Подсчитано, что ДНК подвергается нападению свободных радикалов до 10 ООО раз в день.
Когда свободные радикалы атакуют ДНК, которая хранит всю информацию, позволяющую существовать нашему организму, происходит нарушение генетического кода клетки. Нарушение генетического кода в лучшем случае делает клетку бесполезной, не способной выполнять свои функции, в худшем – происходит накопление мутаций, обусловленных свободнорадикальным окислением, что ведет к перерождению клетки, превращению ее в онкологическую, злокачественную. Именно с повреждением структур ДНК свободными радикалами связывают в настоящее время развитие рака.

Окисление липидов свободными радикалами вызывает глаукому, катаракту, цирроз, ишемию
Любимыми мишенями свободных радикалов являются также легко окисляющиеся жиры и жироподобные вещества – липиды, и в первую очередь – ненасыщенные жирные кислоты, из которых состоит мембрана клетки. Такое окисление называется перекисным окислением липидов.
Перекисное окисление липидов приводит к драматическим последствиям в организме – дестабилизации и нарушению барьерных функций мембран, в результате чего развиваются катаракта, артрит, ишемия, нарушения микроциркуляции в тканях мозга.
Головной мозг особо чувствителен к гиперпродукции свободных радикалов и окислительному стрессу, так как в нем содержится множество ненасыщенных жирных кислот, таких как, например, лецитин. При их окислении в мозге повышается уровень липофусцина. Это один из пигментов изнашивания, избыток которого ускоряет процесс старения.
Научные исследования показали, что у пациентов с инфарктом миокарда концентрация окисленного холестерина (ХНП) явно выше, чем у здоровых людей. (Holvoet Р., Vanhaecke J., Janssens S., Van de WerfF. and Collen D. Oxidized LDL and malondialdehyde-modified LDL in patients with acute coronary syndromes and stable coronary artery diseases. Circul 98:1487–1494, 1998.)
Окисление липидов играет большую роль в развитии хронических заболеваний печени (гепатита, цирроза).
Связанное с перекисным окислением липидов окисление белков и образование белковых агрегатов в хрусталике глаза заканчивается его помутнением, что ведет к развитию диабетической и старческой катаракты.

Свободные радикалы разрушают легкие
В отличие от других органов легкие непосредственно подвергаются действию кислорода – инициатора окисления, а также оксидантов, содержащихся в загрязненном воздухе (озона, диоксидов азота, серы и т. д.). В ткани легких в избытке содержатся ненасыщенные жирные кислоты, которые оказываются жертвами свободных радикалов. На легкие прямо воздействуют оксиданты, образующиеся при курении. Легкие подвергаются воздействию микроорганизмов, содержащихся в воздухе. Микроорганизмы активируют фагоцитирующие клетки, которые выделяют активные формы кислорода, запускающие процессы свободнорадикального окисления.

Поражение сердечно-сосудистой системы
В последних научных публикациях все больше отмечается роль свободных радикалов в повреждении эндотелиальных клеток и нарушении сосудистой стенки. Повреждение эндотелия стенки сосудов – прямой путь к атеросклерозу. Изменения молекул мембран клеток, вызванные атакой свободных радикалов, оказывают разрушительное воздействие на сердечно-сосудистую систему: компоненты крови становятся «липкими», стенки сосудов пропитываются липидами и холестерином, в результате возникают тромбоз, атеросклероз и другие заболевания.

Свободные радикалы и сахарный диабет
Экспериментально доказано, что свободные радикалы могут являться как первичными факторами, провоцирующими развитие сахарного диабета, так и вторичными факторами, усугубляющими течение диабета и вызывающими его осложнения.

Свободные радикалы и болезни суставов
Свободные радикалы способны разрушать вещества, входящие в состав синовиальной жидкости суставов. Эти вещества называются протеогликаны. Вместе с волокнами коллагена и эластина, протеогликаны образуют основное вещество соединительной ткани и синовиальной жидкости. Их повреждение приводит к развитию ревматоидного артрита и синусоидитов.

Старость имеет прямую зависимость от длины теломер. Ученые нашли этому множество доказательств. Так, например, у больных синдромом Хатчинсона-Гилфорда (детская прогерия; переводится как pro — раньше, gerontos — старец) длина теломер значительно короче, чем у нормальных людей. Синдром Хатчинсона-Гилфорда – это врожденное заболевание быстрого старения, при котором клетки больных имеют укороченные теломеры и резко сниженное по сравнению с нормой число делений. Наиболее трагично протекает прогерия детей. Ребятишки с этим страшным диагнозом стремительно стареют. В среднем они едва дотягивают до 12 лет и чаще всего умирают в этом юном возрасте от старческих инфарктов. К этому времени они и выглядят как глубокие старики – лысеют, теряют зубы, тяжело и скованно двигаются, страдают от атеросклероза и фиброза миокарда, практически полностью лишаются подкожного жирового слоя. Болезнь эта настолько редка, что все ее жертвы известны – предположительно, их насчитывается около ста во всем мире. Прогерия поражает годовалых младенцев независимо от пола, расы или социального положения. Начинается она внезапно с появления крупных пигментных пятен на животе. И вскоре детей одолевают старческие хвори: у них развиваются болезни сердца, сосудов, диабет, выпадают волосы и зубы. Кости делаются ломкими, кожа – морщинистой, а тела – сгорбленными. Дети с детской прогерией плохо растут (редко вырастают выше 1 метра). Самое удивительное заключается в том, что почти все они становятся похожими друг на друга, как близнецы, будто их кто-то специально клонировал или вывел иную расу людей, которые живут в ускоренном времени. Несколько лет назад даже был случай, когда труп одного ребенка из Америки, страдавшего прогерией, уфологи хотели выдать за останки инопланетянина.
Самый старый ребенок в мире с детской прогерией – мальчик по имени Дэнни. Он дожил до 20 лет, но выглядит на все 70. Дэнни перенес кровоизлияние в мозг, страдает от артрита, все его пальцы скрючены. Рост этого 20-летнего человека всего 120 сантиметров. Передвигается он в инвалидной коляске. У Дэнни уже выпали зубы, нет волос.
Выжил Дэнни благодаря исключительной силе воли и любви приемных родителей, с которыми маленький старичок живет в северной части Лондона.
Другой характерный пример – прогерия взрослых, или синдром Вернера. Клетки больных синдромом Вернера обычно перестают делиться в культуре после 10–20 удвоений. Страдающие этим заболеванием люди развиваются с нормальной скоростью до 17–18 лет, а потом начинают стремительно стареть. Лишь немногие дотягивают до пятидесяти. Клинически заболевание начинает проявляться в период полового созревания. Отмечается замедленный рост, позже у больного седеют и выпадают волосы, развивается катараьсга, постепенно истончается кожа и атрофируется подкожная клетчатка на лице и конечностях. У больных синдромом Вернера быстро развивается широкий спектр всевозможных патологий, обычно связываемых с возрастными изменениями, – атеросклероз, диабет, катаракта, различные типы доброкачественных и злокачественных опухолей.

Синдром раннего старения прекрасно описан в фантастическом романе братьев Стругацких «Жук в муравейнике», в главах об операции «Мертвый мир» на планете Надежда: «…В шестнадцать лет он выглядел тридцатипятилетним, а в девятнадцать, как правило, умирал от старости. Разумеется, такая цивилизация не имела никакой исторической перспективы…»
Самое интересное, что, когда авторы придумывали историю гибели человечества на планете Надежда из-за непонятной болезни, проявлявшейся в ускоренном старении организма, они и не подозревали о том, что такое заболевание действительно существует! В то время не были известны причины болезни, в Советском Союзе никто и не слышал о теломерах, и никого в мире не занимали проблемы экологии и загрязнения окружающей среды. Поэтому только гениальностью и предвидением можно объяснить точное, медицинское описание пандемии «взбесившихся генов» Стругацкими и найденное ими объяснение причины заболевания (экологическая катастрофа, загрязнение окружающей среды).
Вернемся назад, к нашим теломерам. Вот еще один яркий пример зависимости возраста от длины теломер – история знаменитой клонированной овечки Долли. Вскоре после ее рождения оказалось, что она подвержена болезням, которые совершенно нетипичны для новорожденной, а появляются намного позже. Исследования ДНК-хромосом Долли подтвердили догадки ученых: длина ее теломер соответствовала возрасту шестилетнего животного и была равна 19 единицам, а не нормальным для ее возраста 24 единицам (напомню, что для клонирования было взято клеточное ядро шестилетнего животного, которым и заменили ядро в яйцеклетке «полусуррогатной матери» Долли). Таким образом, хотя Долли и находилась в младенческом возрасте от рождения, генетически ей было уже шесть лет. Овечка Долли прожила всего 6 лет (обычно овцы живут 12 лет) и умерла молодой.

thelib.ru

Смотри также:

Как антиоксиданты влияют на аминокислоты , Кто переносит аминокислоты к месту синтеза белка , Антиоксиданты препараты для спортсменов , Антиоксиданты при головной боли ,