Другая важная система витаукта - антиоксидантная. Считается, что в ходе жизнедеятельности организма образуются свободные радикалы - промежуточные продукты обмена, которые благодаря наличию неспаренного электрона обладают чрезвычайно высокой реакционноспособностью и могут вносить «хаос и беспорядок» в тонко налаженную биохимическую машину. Хотя в принципе свободные радикалы могут образоваться в ходе многих процессов, все же основным их источником являются идущие с участием молекулярного кислорода окислительно-восстановительные процессы, в ходе которых образуются наиболее агрессивные радикалы гидроксила (OH'), супероксида (O2') и перекиси (PO2'). Как и в случае репарации ДНК, естественным представляется предположение о существовании положительной корреляции между ВПЖ и параметрами АО-систем. Однако экспериментальная проверка этой очевидной гипотезы оказалась довольно сложной задачей. Проблема значительно осложняется из-за наличия в клетке многочисленных и взаимосвязанных АО-систем. Так, к настоящему времени известны три специфических фермента - супероксиддисмутаза (СОД), каталаза и глутатион-пирролаза (ГП) - и более десятка сравнительно низкомолекулярных биохимических соединений типа витамина E, аскорбиновой кислоты, каратенов, мочевины, селена, церулоплазмина и др.
Наиболее всесторонне из этих систем изучена СОД. По некоторым оценкам, в клетках печени млекопитающих имеется примерно 100 000-кратный избыток молекул СОД относительно супероксидных радикалов, благодаря чему только незначительная часть их (примерно 4 из 106) проскакивает через СОД-барьер (Кольтовер, 1981). Изучение активности этого фермента в мозге, миокарде и печени 12 видов приматов и 2 видов грызунов обнаружило лишь слабую положительную корреляцию с ВПЖ. При этом активность фермента была примерно одинаковой в указанных органах (Опо et al., 1980; Tolmasoff et al., 1980). Однако авторы этих работ полагали, что следует сопоставить с ПЖ не саму активность СОД, а отношение СОД к интенсивности основного обмена, так как последняя величина точнее определяет взаимоотношения между вероятностью образования и гашения свободных радикалов. В такой постановке вопроса, который вызвал оживленную дискуссию в геронтологической литературе, был получен очень высокий коэффициент корреляции СОД с ВПЖ (г = 0.998) (Tolmasoff et al., 1980). Использованный при этом прием не свободен от просчетов как с методологической, так и логической точек зрения. Даже согласившись с предложенным приемом, активность СОД следовало соотнести с интенсивностью метаболизма в тех тканях, в которых была определена активность СОД, а не с теплопродукцией всего организма, так как это совершенно разные по видовым отличиям параметры (см. с. 112). Все сказанное отнюдь не исключает возможности существования коррелятивной зависимости между ВПЖ и АО-защитой, тем более что в аналогичной серии опытов на 11 видах млекопитающих была обнаружена положительная коррелятивная связь между ВПЖ и активностью СОД в мозге (г = 0.64). Ни один из 5 параллельно изученных ферментов (лактат-дегидрогеназа, глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназа, глутамин-оксалацетаттрансфераза, креатинфосфокиназа и холинэстераза) не обнаруживал подобной корреляции (Опо, Okada, 1984).
Интересные и несколько противоречивые результаты были получены при сопоставлении с ВПЖ концентрации мочевины в плазме. У 21 вида приматов была обнаружена значимая положительная корреляция (г = 0.82), у остальных изученных 12 видов млекопитающих эта зависимость была более сложной (Cutler, 1984). ВПЖ млекопитающих хорошо коррелировала также с содержанием в плазме крови других АО - каратеноидов, а-токоферола. В то же время между ВПЖ и аутоокислительными процессами в гомогенатах мозга была обнаружена отрицательная корреляция как для приматов (/- = -0.61), так и для млекопитающих в целом (/- = -0.65). По мнению Катлера (Cutler, 1984), более высокий уровень аутоокислительных процессов, измеренный по накоплению малонового альдегида, свидетельствует о более высокой суммарной АО-активности в тканях долгоживущих видов. Между ВПЖ и содержанием в плазме церулоплазмина, а также аскорбиновой кислоты в надпочечниках, печени, церебриальной жидкости и мозге практически не существовало коррелятивной зависимости. Неожиданным оказалось сопоставление ВПЖ с содержанием глутамина - одного из потентных АО. Вместо ожидаемой положительной корреляции была обнаружена отрицательная коррелятивная зависимость. Примерно такие же результаты были получены для другой важной АО-системы - глутатион-пероксидазы, активность которой в печени (г = -0.32) и мозге (г = -0.55) отрицательно коррелировала с ВПЖ (Cutler, 1984). Подобную отрицательную коррелятивную связь, видимо, можно объяснить тем, что глутаминовый АО-барьер выполняет роль «системы слежения» СОД-защиты (Кольтовер, 1981).
Коррелятивная связь различных показателей АО-систем с ПЖ обнаруживается не только при сравнении разных видов, но и на других экспериментальных моделях, например у разных инбридных линий мышей (Kellogg, Fridovich, 1976). Удобный объект для изучения этой проблемы - дрозофила. Наличие линий с разной ПЖ и хорошо картированными генетическими дефектами позволяет глубже проанализировать природу коррелятивных взаимоотношений, связать их с функциональными и структурными особенностями конкретных локусов хроматина. Так, сравнивая активность СОД у интактных и короткоживущих мутантных мух, обнаружили, что последние обладают значительно меньшей АО-защитой. Причем специальные опыты выявили, что отличия активности СОД обусловлены не митохондриальной, а цитоплазматической фракцией фермента (Bartosz et al., 1979).
Таким образом, судя по отрицательной корреляции ВПЖ с аутоокислительными процессами, уровень свободных радикалов у короткоживущих видов выше. Видовые отличия этого показателя, определяемые как суммарный итог двух противоположных процессов - образования и гашения свободных радикалов, в целом подтверждаются результатами анализа ЭПР-сигналов свежезамороженных срезов мозга млекопитающих и птиц (Marechal et al., 1973). Однако с ВПЖ положительно коррелируют не все АО-системы. Из-за сложной взаимосвязи между ними увеличение активности одной из них может привести к снижению других и тем самым осложнить характер коррелятивной связи.
См. также:
Репаративные системы ДНК
Микросомальные системы оксидаз
Обсудить на форуме
