Контроль старения с помощью ингибиторов свободно-радикальных реакций — антиоксидантов

Среди веществ, которые ответственны за повреждение ДНК, образование перекрестных ковалентных связей между макромолекулами клетки или межклеточного вещества большое место занимает класс соединений, которые образуются в процессе свободно-радикальных реакций (свободный радикал — это вещество, содержащее не спаренный электрон и потому обычно весьма реакционно-способное). Известен и класс соединений, которые обладают одним общим свойством - способностью тормозить (ингибировать) течение свободно-радикальных реакций. Такие вещества называют антиоксидантами, поскольку окисление многих веществ протекает по свободно-радикальному механизму, и, следовательно, вещество, ингибирующее свободно-радикальные реакции, как правило, ингибирует и процесс окисления, то есть является антиокислителем или антиоксидантом. Поэтому если и образование поперечных сшивок между макромолекулами, и повреждение генома продуктами свободно-радикальных реакций имеют существенное значение в старении организма, то антиоксиданты должны увеличивать продолжительность жизни. Это действительно так.

Среди антиоксидантов обнаружен уже целый ряд соединений, введение которых различным животным увеличивает их продолжительность жизни. Среди синтетических антиоксидантов наиболее эффективным пока является дибутилоокситолуол. Поскольку это вещество мало-токсично, то его можно вводить в организм в больших дозах, то есть добиваться массированного ингибирования свободно-радикальных реакций в организме. Эффект увеличения средней продолжительности жизни и крыс и мышей составляет 20—30%. Ценным свойством антиоксидантов является и их способность увеличить резистентность животных к раковым заболеваниям. Однако исключение рака как фактора смертности организмов (как и любого другого заболевания) приводит к существенному увеличению лишь средней продолжительности жизни. Если наступление возрастных изменений организма, приводящих к развитию других заболеваний, при этом наступает согласно календарному возрасту, то максимальная продолжительность жизни организмов (низкораковых линий) не может быть увеличена. Именно поэтому действие антиоксидантов как раз и состоит в том, что они увеличивают продолжительность жизни главным образом вследствие увеличения устойчивости животных к раку. И именно поэтому пока не удалось добиться с их помощью резкого увеличения максимальной продолжительности жизни, более того, эта величина не превышает значений максимальной продолжительности жизни организмов данного вида, живущих в естественных условиях.

Не надо думать, что механизмом биологического действия антиоксидантов является только ингибирование ими свободно-радикальных реакций. У животных, которым вводили эти вещества, наблюдали: уменьшение веса (всегда!) и потребления пищи, увеличение в печени активности ферментов, участвующих в обезвреживании экзогенных токсических и канцерогенных соединений, а также увеличение веса надпочечников - следствие стрессорного действия антиоксидантов. Каждое из этих изменений может иметь важное значение в действии антиоксидантов на устойчивость животных к раковым заболеваниям и влиянии их на продолжительность жизни.

Особенно разнообразно действие на организм природных антиоксидантов, то есть веществ, одна из функций которых как раз и состоит в том, чтобы защищать структуры клетки от повреждающего действия продуктов свободно-радикальных реакций. К числу таких веществ нужно отнести прежде всего витамины А, С и Е. Конечно, основное значение витаминов А и С для организма не обусловлено их антиоксидантными свойствами. Они необходимы для других целей, о которых уже давно много известно, и я не буду на них останавливаться. Но на вопрос о том, для чего организму нужен витамин Е, до сих нор нельзя дать четкого ответа, хотя все больше ученых склоняются к мнению о том, что его основное действие как раз и состоит в том, чтобы предотвращать развитие в организме свободно-радикальных реакций. И это, наверное, действительно так. Ведь витамин Е, пожалуй, один из самых распространенных витаминов, он обнаружен в большинстве исследованных животных и растительных тканей. Кроме того, недостаток в организме витамина обычно приводит к нарушению функций одного какого-либо органа, тогда как недостаток витамина Е, приводит к нарушению функций практически всех физиологических систем животного организма; например, у птиц и крыс обнаружено нарушение способности к размножению, у собак, цыплят и многих других животных происходит дегенерация мышц (мышечная дистрофия), у цыплят - дегенерация нервов, у морских свинок повреждаются и поперечнополосатые, и сердечная мышцы. У многих других животных недостаток витамина Е в организме приводит к дегенерации почек и печени, накоплению в клетках так называемого церроида — пигмента, который «сопровождает» дегенеративные изменения органов и их старение. Я уделяю витамину Е столь много внимания, потому что рассмотренные нами «симптомы» недостаточности этого витамина очень напоминают симптомы старения. А если учесть, что пока не установлено какого-либо токсического действия витамина Е на человека даже при длительном употреблении его в больших количествах (вспомним, что избыточное употребление других витаминов приводит к развитию болезненных состояний, гипервитаминозов), то становится ясным, сколь «привлекательным» для торможения старения кажется это вещество (об использовании различных средств для воздействия на процессы старения человека мы поговорим отдельно, однако забегая вперед, я должен предостеречь от бесконтрольного употребления витамина Е с целью борьбы со старением. Многое здесь еще неясно, кроме того, яри некоторых заболеваниях, в частности, больным ревматизмом, употребление витамина Е противопоказано).

Все, что мы теперь знаем о витамине Е, позволяет нам ожидать, что это вещество будет тормозить процессы старения организма на молекулярном уровне. Действительно, на некоторых животных уже удалось обнаружить, что обогащение пищи витамином Е приводит к значительному увеличению их продолжительности жизни; например, продолжительность жизни мышей может быть увеличена на 30%. Такой эффект витамина Е, по крайней мере частично, обусловлен увеличением жизнеспособности клеток, поскольку увеличение его содержания в среде, где культивировали клетки человека, приводило к двукратному увеличению продолжительности жизни последних, причем клетки в таких условиях и по морфологическим и по физиологическим признакам «сохранялись» значительно дольше.