Исследователи Вашингтонского университета совместно с коллегами из других исследовательских центров разработали способ продления жизни мышей путем замедления процессов старения организма.

Общепринятая теория гласит, что высокореактивные химические вещества, так называемые «свободные радикалы», оказывают вредное влияние на организм на клеточном уровне. Молекулы этих веществ способны вступать в биохимические реакции, в результате которых повреждаются клеточные компоненты, включая ДНК. Некоторые специалисты считают, что свободные радикалы вносят свой вклад в развитие болезней сердца, злокачественных опухолей, а также других ассоциированных с возрастом заболеваний. Теоретически, организм можно защитить от вредного влияния этих веществ, что предотвратит развитие возрастных изменений и продлит человеку жизнь.

Защита от свободных радикалов продлевает животным жизнь.

Ранее различным группам исследователей удавалось увеличить продолжительность жизни мышей в экспериментах с помощью регулирования диеты и снижения количества потребляемых ими калорий. Другой метод заключался в ограничении синтеза фактора роста, но это приводило к карликовости животных. В любом случае, ни один из ранее разработанных методов продления жизни не касался свободно-радикальной теории старения.

Группа ученых Вашингтонского университета рассмотрела метод, напрямую связанный с теорией свободных радикалов. Они сосредоточили свое внимание на каталазе – ферменте, разлагающем пероксид водорода, образующийся в организме, на кислород и воду. Пероксид водорода – побочный продукт обмена веществ, он нестабилен и способен превращаться в свободные радикалы, вызывающие повреждения различных клеточных структур. Повреждения приводят к сбоям в химических процессах, протекающих в клетках, что приводит к еще большему образованию опасных молекул. Таким образом формируется порочный круг, приводящий к старению и гибели клеток.

В работе использовались мыши с измененным генотипом, в их клетках происходил усиленный синтез человеческой каталазы. Основное количество фермента у разных групп животных было сосредоточено в разных областях клетки: в цитоплазме – внутриклеточная субстанция, в которой находятся все клеточные структуры; ядре – ДНК-содержащем «центре управления» клеткой; митохондриях – структурах, перерабатывающих органические субстанции в энергию, необходимую для обеспечения жизнедеятельности клетки.

При сравнении разных групп мышей с контрольной группой было обнаружено, что повышенная продукция каталазы влияет на жизнеспособность животных. Средняя и максимальная продолжительность жизни особей с повышенным содержанием каталазы в митохондриях была в среднем на 20% (или на 4,5 месяца) больше по сравнению с контрольной группой. Повышенное содержание каталазы в цитоплазме и ядре тоже продлевало животным жизнь, хотя и в меньшей степени. Эти результаты полностью соответствуют теории, согласно которой митохондрии могут являться важным источником свободных радикалов, образующихся в качестве побочных продуктов при синтезе энергии. Поэтому разрушение пероксида водорода в митохондриях непосредственно после его образования наиболее эффективно.

При более детальном обследовании, оказалось, что животные с повышенным содержанием каталазы в митохондриях обладали более здоровой тканью сердечной мышцы и не страдали возрастными патологиями сердца, характерными для дикого типа мышей. Кроме того, митохондрии этих мышей несли меньше мутаций и их ядерная ДНК содержала меньшее количество окисленных компонентов.

Эта и другие работы, направленные на разработку методов продления жизни животных, открывают нам этапы и механизмы процессов старения. Изучение этих процессов в дальнейшем позволит разработать лекарственные препараты или другие методы защиты организма от свободных радикалов и, возможно, других факторов, приводящих к старению организма.

Раньше люди боролись с развивающимися с возрастом заболеваниями, так как считалось, что сам процесс старения не может быть остановлен или замедлен. Сейчас становится очевидно, что вмешиваясь в процессы, лежащие в основе старения, мы можем существенно укрепить здоровье и способствовать долголетию.

Источник новости: Bio.com

Пересказала Е. Рябцева