Кольтовер В.К.
Институт проблем химической физики Российской академии наук, Черноголовка, Московская область, 142432, Российская Федерация;
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Свободнорадикальная гипотеза старения была выдвинута в середине XX века (Harman, 1954). К настоящему времени доказано, что в клетках аэробных организмов образуется анион-радикал кислорода (супероксидный радикал, O2•–), возникающий как продукт «электронной утечки» при сбое в работе электрон-транспортных цепей (ЭТЦ) окислительного фосфорилирования. Этот радикал и его продукты (активные формы кислорода, АФК) играют существенную роль в старении [Анисимов, 2008]. Работа мозга человека при надежной защите от O2•– могла бы продолжаться до 250 лет [Кольтовер, 2004].
Известны успешные попытки продления жизни с помощью химических ингибиторов свободнорадикальных реакций – антиоксидантов. Рекордный эффект показал природный антиоксидант ресвератрол (3,5,4’-тригидроксистильбен): продление жизни нематод, мышей и других животных на 40-60 % (Baur, Sinclair, 2006). Однако способность антиоксидантов, синтетических и природных, перехватывать радикалы ничтожно мала по сравнению со специализированными антиоксидантными ферментами. In vivo, антиоксиданты обеспечивают не прямую, а превентивную защиту от АФК. Например, дибунол (бутилированный гидрокситолуол, BHT), улучшая снабжение тканей кислородом, предотвращает индуцируемое гипоксией/ишемией превращение митохондрий в генераторы O2•– [Koltover, 1995]. «Антиоксиданты направленного митохондриального действия» MitoVit-E и SkQ1 [Skulachev et al., 2009] не столько перехватывают O2•–, сколько предотвращают его образование как мягкие разобщители окислительного фосфорилирования [Кольтовер, 2010]. Подобный профилактический эффект может обеспечить стабильный изотоп 25Mg. Благодаря магнитному полю ядерного спина магнитный изотоп служит существенно более эффективным кофактором окислительного фосфорилирования, чем немагнитные изотопы 24Mg и 26Mg. Между тем, чем эффективнее идет синтез ATP в активном центре ATP-синтазы, тем меньше вероятность сбоя в работе ЭТЦ с утечкой электрона и возникновением O2•– [Koltover, 2012]. Превентивный антиоксидантный эффект BHT реализуется через систему гормональной регуляции редокс-гомеостаза [Frolkis et al., 1990]. Медиаторами ресвератрола служат сиртуины – семейство NAD+-зависимых деацетилаз, модифицирующих хроматин [Pearson et al., 2008]. Флавоноиды индуцируют экспрессию антиоксидантных ферментов СОД и каталазы [Nelson et al., 2006]. Более того, фенольные соединения и другие антиоксиданты действуют на микробиоту, в частности, ферментируются микрофлорой желудка и кишечника [Ginsburg et al., 2011].
Таким образом, в XXI веке задачи выяснения механизмов антиоксидантной терапии сместились из химической физики в системную биологию.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проекты № 10-03-01203а и 12-04-90424-Укр_а.