Карманный справочник врача. Основы геронтологии

Количество пиридиновых коферментов в старости растет на 10–30 % в основном за счет их восстановленных форм (НАД×2Н и НАДФ×2Н), что отражает нарушения в самом начале цепи дыхания митохондрий. Содержание этих коферментов растет в цитоплазме и снижается в митохондриях. В пересчете на единицу белка митохондрий активность цитохромоксидазной системы митохондрий растет, и увеличивается сопряженность процессов дыхания с фосфорилированием, однако в пересчете на единицу белка ткани она падает.

Существенное изменение параметров внешнего дыхания, гемодинамики и развитие тканевой гипоксии также вносят свой вклад в изменение энергообмена тканей с возрастом. Отмечено повышение мощности лактат-формирующих и утилизирующих процессов в тканях, а также утилизации аминокислот в реакциях глюконеогенеза, хотя данные об изменениях процессов гликолиза с возрастом противоречивы. Отмечают повышение в печени в 2 раза активности лимитирующего гликолиз фермента – гексокиназы.

При старении закономерно отмечают снижение концентрации главных поставщиков энергии – АТФ и креатинфосфата – в тканях при выраженном снижении скорости их обновления. АТФазная активность некоторых тканей, однако, повышается. О напряженности энергообмена судят по соотношению моно-, ди- и трифосфатов (энергетический заряд Аткинса). Снижение его с 0,85 до 0,53 в сердце и других тканях в старости говорит об активировании энергосинтезирующих процессов при снижении энергопотребляющих, то есть о диспропорции и напряженности энергообмена в старости.

Во многих случаях источником энергии для ферментов является восстановленный никотинаминадениндинуклеотид (НАД · Н), имеющий максимум поглощения при 340 нм, в отличие от НАД, имеющего максимум поглощения при 260 нм, при коэффициенте молярного поглощения НАД (НАДФ) при 340 нм равного 6,22 · 10³ М^–1 см^–1. Это позволяет рассчитывать количественно потребление НАД · Н в мкМ по отношению снижения флюоресценции при 340 нм (умножив на объем в мл реакционной смеси и разделив на 6,22).

Для общей оценки энергетики клетки предложен индекс активации митохондрий в живых клетках: отношение флюоресценции ФАД к НАД · Н при 365 нм длины волны возбуждения флюоресценции:

Коэф. активности митохондрий = (F₅₃₀ – 0,5 · F₄₆₅) / F_465.

Таким образом, с возрастом происходят разнонаправленные изменения в клеточном обмене и внутриклеточных компонентах, отражающие как общее затухание обмена веществ и функции клетки, так и компенсаторные процессы. Главной причиной возрастных изменений клеток является затухание их клеточного самообновления – деления, что является регуляторным феноменом и поэтому теоретически может быть восстановлено внешними регуляторными влияниями, в том числе фармакологическими средствами.

Рис. 4. Влияние ограничения питания на длительность жизни мышей (по Кишкун, 2008)

Влияние на обмен путем ограничения питания – наиболее известный метод повышения длительности жизни большинства модельных животных, включая мышей и крыс. Видимо, речь идет о влиянии на скорость роста и развития, однако у грызунов при таком ограничении наблюдается также обычно снижение температуры тела. Наиболее эффективно снижение в питании белков, а из них – триптофана, что может указывать на участие в процессе нейромедиаторов – производных триптофана. Известно, что ДОФА и серотонин противоположно регулируют иммунный ответ, а возможно, и другие функции, в том числе теплопродукцию и пр.

На рисунке 4 показано влияние различных режимов голодания на длительность жизни мышей.

Свободные радикалы и старение организма

Среди групп факторов, играющих важную роль в старении, безусловно, существенное значение имеет механизм повреждения биомолекул разнообразными внешними влияниями.

Среди таких влияний одним из наиболее значимых факторов считают окислительный метаболизм – выяснилось, что его интенсивность обратно пропорциональна продолжительности жизни для многих далеко отстоящих друг от друга видов, хотя некоторые исследователи отмечают, что это соблюдается достаточно хорошо только для относительного (на единицу массы) значения его, причем в пересчете на единицу активности супероксиддисмутазы – ключевого фермента антиоксидантной защиты организма. Эти факты послужили основой для создания свободнорадикальной теории старения.