Биохимия старения

Биохимия старения. После того как стало ясно, что супероксиддисмутаза играет роль фермента антистарения в клетке, исследователи задались вопросом не является ли активность этого фермента ключевой причиной возрастных изменений и различий в продолжительности жизни Следовало ожидать, что с возрастом активность фермента падает, а разрушительное влияние кислорода увеличивается.

Оказалось, однако, что активность супероксиддисмутазы в большинстве случаев меняется с возрастом весьма незначительно. Накопление возрастных изменений в клетках зависит от соотношения двух процессов образования свободных радикалов и их обезвреживания. Фабриками свободных радикалов служат маленькие продолговатые тельца внутри клетки митохондрии, ее энергетические станции. Эти структуры Д. Харман назвал молекулярными часами клетки чем быстрее идет в них выработка радикалов, тем быстрее крутятся стрелки на часах и тем меньше времени остается жить клетке.

У видов с низкой продолжительностью жизни митохондрии работают очень активно, больше образуется радикалов и быстрее накапливаются повреждения структур клетки, приводя к ее преждевременному старению. Например, у комнатной мухи митохондрии вырабатывают радикалы в 24 раза интенсивнее, чем у коровы. Исследователи провели опыт комнатных мух содержали в атмосфере чистого кислорода это значительно ускоряет старение и наблюдали, что происходит с митохондриями.

Система защиты от активных форм кислорода работает достаточно надежно, но через нее все же постоянно проскальзывают отдельные радикалы, которые не успели вступить во взаимодействие с антиокислительными ферментами. Причиной такой неполадки служит, по-видимому, второй закон термодинамики, который исключает стопроцентную эффективность энергетических процессов.

Возникнув в клетке, радикалы повреждают ее внутренние структуры, а также оболочки самих митохондрий, что усиливает утечку. В результате становится все больше и больше активных форм кислорода, и они постепенно разрушают клетку. Происходит то, что мы называем старением. Скорость поставки радикалов в клетку увеличивается и в разных органах млекопитающих по мере старения организма. Количество свободных радикалов, образующихся в клетке, по-видимому, тем больше, чем выше уровень потребления кислорода, или интенсивность обмена веществ.

Американский геронтолог Р. Катлер и его сотрудники показали, что продолжительность жизни животных и человека определяется соотношением активности супероксиддисмутазы к интенсивности обмена веществ. Стало ясно, почему у некоторых видов с высоким уровнем затраты энергии, в том числе и у человека, продолжительность жизни не укладывается в энергетическое правило поверхности Рубнера.

Высокий уровень активности супероксиддисму тазы защищает человека и животных с интенсивным обменом веществ от преждевременного старения.