Старение: роль свободных радикалов: введение
Идея о роли свободных радикалов в процессе старения была выдвинута в середине 1950-х годов Д. Харманом из Университета шт. Небраска. Свободные радикалы возникают во многих биологических реакциях. Поскольку такие соединения несут неспаренный электрон, они могут окислять - и тем самым повреждать - ДНК, белки, липиды и другие молекулы в организме. Свободные радикалы также способствуют появлению еще большего количества радикалов и родственных окислителей, таких, как перекись водорода (H2O2), инициируя каскад разрушительных процессов. Харман предположил, что к старению организма приводит накопление в клетках и тканях необратимых окислительных разрушений.
Хотя функция гена LAG1 остается загадочной, открытие того факта, что такой актиоксидант, как супероксиддисмутаза , по всей видимости, влияет на продолжительность жизни и у плодовых мушек Роуза, и у червей Джонсона, замечательно согласуется со все более привлекающей внимание теорией свободных радикалов Хармана.
Многие исследователи серьезно рассматривают возможность того, что свободные радикалы являются значительным фактором процесса старения.
Свидетельства такой роли свободных радикалов заключаются в основном в корреляциях, нежели в прямых данных о причинно-следственной связи. Например, если вызванные свободными радикалами необратимые повреждения служат причиной старения, то, чем больше у животного интенсивность метаболизма (т. е. скорость потребления кислорода), тем меньше должна быть его продолжительность жизни, ведь при высокоинтенсивном обмене веществ должны быстро образовываться свободные радикалы. И действительно, основной уровень метаболизма (т. е. его интенсивность в состоянии покоя) данного вида обратно пропорционален свойственной ему продолжительности жизни: у мышей интенсивность обмена веществ значительно выше, чем у людей, и они редко живут более трех лет.
Катлер открыл другое подтверждение. По его данным, ткани человека и других долгоживущих видов производят больше супероксиддисмутазы и более устойчивы к окислению. По предположению Катлера, старение у человека происходит отчасти потому, что его высокоэффективная защита от действия окисляющих агентов все еще недостаточна, чтобы защищаться вечно. Считается, что реакционноспособные окисленные соединения участвуют в развитии заболеваний, обычных для стареющего организма, - атеросклероза, рака и артрита. При некоторых болезнях негативную роль играют окисленные липиды , которые, как известно, накапливаются в стареющих клетках .
Наиболее убедительные результаты получены при изучении ДНК и белков. До последнего времени не было достаточных доказательств того, что ДНК необратимо повреждается с течением времени, Например, по наблюдениям Б. Эймса из Калифорнийского университета в Беркли, у человека большинство изученных ядерных генов обеспечивает синтез белков с правильной аминокислотной последовательностью даже тогда, когда ДНК в каждой клетке организма ежедневно подвергается 10 окислительным "ударам".
Однако изучение ДНК митохондрий показывает, что необратимое повреждение генов все же происходит, по крайней мере в этих органеллах, которые играют в клетке роль энергетических станций.
