Геропротекторы :: Антиоксиданты
Геропротекторы · Антидиабетические бигуаниды · Карнозин · Мелатонин · Антиоксиданты · Дополнительно · Близкие статьи · Примечания · Литература ·
Согласно свободно-радикальной концепции Д. Хармана, ведущую роль в ослаблении жизненных функций с возрастом играет окисление биополимеров активными формами кислорода (АФК). Традиционно в качестве защиты от АФК используются вещества-антиоксиданты, убирающие ядовитые формы кислорода. Результат взаимодействия АФК и антиоксидантов заключается в том, что АФК инактивируется, а антиоксиданты либо портятся (обычно), теряя свои защитные свойства, либо регенерируются в исходную форму. Антиоксиданты можно разделить на две группы:
- водорастворимые, действующие в гидрофильных областях клетки (аскорбиновая кислота, SH- глутатион, цистеин и др.)
- жирорастворимые, призванные защищать мембранные структуры (пластохинон, витамины A, D, E, K и др.)
На этот момент наиболее активными из известных геропротекторов, снижающих смертность на ранних и средних этапах старения и предотвращающих появление большой группы старческих заболеваний, являются производные антиоксидантов - соединения класса SkQ.
Соединения класса SkQ
Соединения класса SkQ представляют собой катионные производные антиоксидантов многократного действия, свободно проникающие через митохондриальную мембрану и потому накапливающиеся внутри митохондрий, заряженных отрицательно. Они составлены из производных пластохинона (природный антиоксидант, переносчик электронов в фотосинтетических электрон-транспортных цепях хлоропластов растений и цианобактерий) и «молекул-электровозов» — синтетических катионов, заряд которых сильно делокализован по их гидрофобной молекуле. Экспериментально было показано, что наилучшими из соединений класса SkQ по своим свойствам:
- наилучшая проникающая способность (тестировалась на искусственной бислойной фосфолипидной мембране (БЛМ))
- максимальные антиоксидантные свойства (проверялись в водных растворах, на БЛМ, липосомах, мицеллах и митохондриях)
- минимальные прооксидантные свойства
на этот момент являются SkQ1 (пластохинонил-децил-трифенилфосфоний) и SkQR1 (родамин-содержащий аналог SkQ1). SkQR1 — флуоресцентный аналог SkQ1, дающий возможность следить за его распределением в живой клетке или организме. Обладает большей проникающей способностью по отношению к липидным мембранам, существенно меньшей стабильностью в водных растворах.
На сердечных митохондриях in vitro было показано, что SkQ1 может восстанавливаться дыхательной цепью, то есть служить возобновляемым антиоксидантом многократного действия. Действие SkQ1 было изучено в трех моделях ускоренного старения (прогерии) и при нормальном старении грызунов, дрозофил и дафний. Множество опытов было проведено на крысах линии OXYS, страдающих от прогерии, вызванной постоянным окислительным стрессом. Эта линия отличается тем, что такие старческие болезни, как катаракта, дистрофия сетчатки, уменьшение массы костей, инволюция тимуса (исчезновение с возрастом тимуса — органа, образующего Т-лимфоциты, что приводит к ослаблению иммунной системы), уменьшение половой мотивации самцов, ослабление памяти, развиваются уже через несколько месяцев после рождения. Как показали опыты, проведенные Н. Г. Колосовой и сотрудниками (Институт цитологии и генетики, Сибирское отделение РАН), развитие всех перечисленных выше признаков старения резко замедляется при приеме с пищей 50-250 нмоль SkQ1/кг/день.
Большая работа была проведена группой В. Н. Анисимова (Институт онкологии им. Н. Н. Петрова, СанктПетербург). Здесь исследовали действие SkQ1 на старение мышей. Оказалось, что SkQ1 (в дозировке 5 нмоль/кг) заметно уменьшает возрастную смертность обычных животных, при происходила так называемая ректангуляризация (увеличение наклона) кривой смертности. Та же закономерность выявилась при проведении исследований на грибе подоспора и на беспозвоночных, а именно на дрозофиле и рачке дафнии, продолжительность жизни которых также увеличивалась посредством SkQ1. Действие SkQ1 на продолжительность жизни сопровождалось улучшением качества жизни. Так, к примеру, регулярные эстральные циклы, исчезнувшие у большинства мышей к 22му месяцу жизни, сохранялись на том же уровне, что и у молодых, если мыши получали с питьевой водой SkQ1.
Антиоксидант резко изменил картину причин смертности. Оказалось, что SkQ1 сильно уменьшает смертность от инфекций, которая обычно растет с возрастом в связи с ослаблением иммунитета. В то же время SkQ1 оказался бессилен против рака молочной железы, ставшего главной причиной гибели животных, получавших SkQ1 (все эти опыты производились на самках).
Ниже представлены результаты, полученные при исследовании воздействия SkQ1 и SkQR1 на животных in vivo.
- Уменьшает смертность, зависящую от возраста
- Тормозит развитие ретинопатий и оказывает лечебный эффект на уже развившиеся ретинопатии
- Тормозит развитие катаракты и оказывает лечебный эффект на уже развившуюся катаракту
- Тормозит развитие увеита и оказывает лечебный эффект на уже развившийся увеит
- Препятствует развитию гипотермии
- Уменьшает зону инфаркта миокарда
- Снимает сердечную аритмию и фибрилляцию сердечной мышцы
- Уменьшает зону инсульта
- Спасает от смерти при инфаркте почки
- Тормозит возрастную дегенерацию тимуса
- Тормозит развитие лимфом у животных без белка р53 и некоторых других видов рака
- Тормозит потерю половой мотивации самцов
- Предотвращает исчезновение эстральных циклов у самок
- Стимулирует залечивание ран
- Тормозит развитие остеопороза
- Тормозит облысение мышей
- Тормозит исчезновение усов у мышей
- Тормозит поседение
- Тормозит возрастное снижение лимфоцитов и повышение нейтрофилов в крови
- Предотвращает нервную депрессию
Таким образом, 20 различных признаков старения отступают под действием SkQ, что даёт возможность определить вещества класса SkQ как мощные геропротекторы. Особенностью геропротекторного действия SkQ является то, что не столько увеличивается максимальная продолжительность жизни, сколько улучшается её качество во второй половине жизненного цикла. Иными словами, SkQ продлевает молодость.