|
01.12.2015 — Свободнорадикальная теория. Секреты жизни и смерти
Откуда в клетке появляются свободные радикалы? Все живые организмы вырабатывают энергию путем медленного сжигания (окисления) таких веществ, как углеводы и жиры. Это происходит в важнейших внутриклеточных структурах, которые называются митохондриями. Их можно сравнить с миниреакторами. Предназначение митохондрий заключается в выработке и хранении внутриклеточной энергии в виде специальных соединений аденозинтрифосфатов (АТФ). Это нуклеотиды, химические соединения, являющиеся универсальным источником энергии, необходимой клетке для ее жизнедеятельности.
Как и в промышленности, процесс производства энергии в клетке сопровождается появлением побочных, вредных, токсичных продуктов. При этих процессах в клетке вырабатывается большое (но внутриклеточным понятиям) количество химических соединений, содержащих чрезвычайно активные молекулы кислорода. Эти соединения являются сильнейшими окислителями в силу особенностей своей химической структуры, так как являются химическими соединениями, содержащими непарный и, следовательно, чрезвычайно активный электрон. Вступая во взаимодействие с любой клеточной структурой, в том числе и с внутриклеточными молекулами (ДИК, белков и липидов), они повреждают их. Страдают клеточные мембраны (оболочки клетки): они чрезвычайно восприимчивы к атаке свободных радикалов, так как богаты ненасыщенными жирными кислотами, которые отличаются высокой уязвимостью и быстро повреждаются. Клеточная мембрана становится при этом жесткой и хрупкой, повышается ее проницаемость. Иными словами, она перестает выполнять свои задачи по защите клетки и транспортировке в нее и из нее различных веществ. Кроме того, свободные радикалы взаимодействуют с молекулами ДНК, приводя к появлению изменений в них, сопровождающихся возникновением мутаций в структурах генов. Повреждение молекул этих соединений ведет к нарушению передачи генетической информации и репродукции измененных молекул. Это, в свою очередь, сказывается на функционировании и жизнестойкости самой клетки и, соответственно, ведет к старению организма, а кроме того, может привести к появлению опухолевого роста.
Количество свободных радикалов прямо пропорционально скорости обменных процессов (метаболизма) в организме, то есть скорости сжигания калорий энергии. Подсчитано, что метаболизм в организме крыс приблизительно в 7 раз превышает человеческий. Следовательно, и количество свободных радикалов, появляющихся в организме крысы, в 7—10 раз превышает их количество в организме человека. Может, именно это является причиной того, что человек живет дольше, чем крыса? В ходе экспериментов по ограничению питания крыс, приводящему к снижению обменных процессов в организме, было отмечено резкое увеличение продолжительности их жизни.
Подсчитано, что за человеческую жизнь продолжительностью в 70 лет организм производит около одной тонны активных радикалов кислорода. Само по себе такое количество химически активных веществ способно убить клетку, но в организме предусмотрены механизмы нейтрализации атомов активного кислорода. Это специальные вещества — ферменты, превращающие «опасные» молекулы в безопасные для клетки соединения кислорода. В нейтрализации активности свободных радикалов также участвуют витамины Л и Е, связывающие жирорастворимые свободные радикалы, витамин С, который связывает водорастворимые радикалы, мочевая кислота, мелатонин и некоторые другие вещества. В результате такой защиты нейтрализуется большинство свободных радикалов, и только единицам молекул удается оказать свое повреждающее действие.
Постепенно, с возрастом, эти защитные механизмы ослабевают, что ведет к ускорению механизмов старения и проявляется накоплением в крови продуктов окисления липидов и липопротеидов высокой плотности, что подтверждается лабораторными методами исследования. Свободные радикалы также накапливаются в клетках с возрастом, что ведет к увеличению результатов их повреждающего действия. Так, 2-годовалая крыса, пожилая по человеческим меркам, имеет в 2 раза больше повреждений от свободных радикалов, чем молодая крыса. Частота мутаций в лимфоцитах пожилого человека в 9 раз выше, чем в лимфоцитах у ребенка.
|