1.4.2. Микросомальные мембраны

, как и митохондриальные, легко подвергаются окислительному разрушению. Вероятно, поэтому при старении клеток уменьшается количество рибосом, связанных с мембранами, и соответственно сокращается шероховатый эндоплазматический ретикулум (см.

При клеточном старении происходят также модификация синтеза и конфорационные изменения белков цитоскелета, отражающиеся на синтезе ДНК и структуре хроматина. Например, при старении культуры фибробластов человека (штамм WI-38) показаны изменение структуры микротрубочек и связанные с ним увеличение доли полиплоидных клеток и снижение пролиферативного потенциала (Raes, Remacle, 1987; см. также ниже). Считают, что изменение структуры белков цитоскелета в процессе старения клетки имеет прямое отношение к нарушению путей передачи внутриклеточных сигналов в ядро (Macieira-Coelho, 1989).

«Пероксидативное» старение распространяется и на ядерные структуры, что существенно изменяет их функции.

Среди более поздних работ такого рода (Leonhardt et al., 1992; Srivastava et al., 1993; Mizuuchi et al., 1994 и др.) обращают на себя внимание следующие. Во фракции ядер клеток печени крыс (возраст их 2 дня, 6 мес) определяли активности РНК- и ДНК-полимераз, сфингомиелиназы и ДНК-метилтрансферазы. У новорожденных эти активности были выше соответственно на 18, 25, 27 и 610 % по сравнению с взрослыми крысами. В целом было констатировано, что «постнатальный период онтогенеза сопровождается существенным изменением структуры ДНК и уменьшением активности энзимов, обслуживающих важнейшие генетические процессы в клетках животных» (Романенко и др., 1998). В образцах тканей сердца, головного мозга, почек, печени и лёгких ускоренно стареющих короткоживущих мышей линии SAMP1 обнаружено значительное возрастзависимое увеличение количества поперечных сшивок ДНК-белок. У долгоживущих же мышей линии NMRI такой факт зафиксирован только в тканях сердца и головного мозга, что объясняют отсутствием митотической активности в этих органах (Zahn et al., 1999).

Известны также факты ослабления при окислительном стрессе связи ДНК с факторами транскрипции, в частности с фактором Sp1, имеющие место, как полагают (Cimino et al., 1994), и при старении.

Некоторые исследователи «запуск» процесса старения связывают только с возрастным накоплением повреждений яДНК. Последние в соматических клетках могут возникать при эндогенных процессах окисления, деметилирования, деаминирования и депуринизации, но окисление считают основным типом повреждения яДНК, способным предотвращать её репликацию и тем самым останавливать процесс деления клеток (Ames, 1989). Материалы об окислительной модификации яДНК при старении различных органов экспериментальных животных появляются достаточно часто. Например, в одной из обстоятельных публикаций на эту тему подобная модификация была показана в печени и лёгких крыс, причём она происходила не только при старении, но и в процессе химического канцерогенеза (Wang Y.-J. et al., 1995). Ряд других исследователей (Leff, 1994; Sohal et al., 1994) также причиной старения считают повреждение свободными радикалами главным образом яДНК. В частности, нарушения структуры хроматина в стареющих клетках человека объясняют наличием нерепарированных однонитевых разрывов яДНК, возникающих в результате свободнорадикальных реакций окисления (Puvion-Dutilleul, Sarasin, 1988). Более того, яДНК, претерпевая в течение всей жизни модификацию под действием активных форм кислорода и азота (даже при наличии системы репарации), вносит вклад в развитие также возрастных болезней, в том числе возрастного рака (Falaschi et al., 1997; Beckman. Ames, 1998).

Действительно, в различных тканях животных и человека происходит зави-симая от возраста аккумуляция продукта окислительной деградации яДНК 8-гидрокси-2´-дезоксигуанозина (8-oxodG), рассматриваемого как маркёр такого повреждения (Fraga et al., 1990; Meydani et al., 1997).

Образование 8-oxodG при старении и канцерогенезе вследствие действия свободных кислородных радикалов на геномные двухцепочечные молекулы ДНК часто приводит к нуклеотидным заменам типа Г→Т (Kamiya, Kasai, 1995). В эндогенное окисление яДНК, как показано в экспериментах на крысах (Жижина, Блюхтерова, 1997а), существенный вклад (не менее 50 %) вносят ионы железа и меди. Заметным также было влияние продолжительного приёма животными Se-дефицитной пищи. Напротив, использование комбинации различных антиоксидантов, в частности, напитка, содержащего аскорбиновую кислоту, каротин, витамин Е, экстракты зелёного чая и семян подсолнечника, повы-шала во фракции митохондрий гомогената стриатума и переднего мозга крыс Wistar активность SOD, понижала содержание продуктов ПОЛ в коре мозга и в мозжечке, противодействовала локальному образованию 8-oxodG при введении FeCl3 в кору мозга (Komatsu, Hiramatsu, 2000). Уместно указать здесь и на новую процедуру детекции окислительных повреждений ДНК у здоровых пожилых людей и больных раком. В основе этой процедуры лежит реакция пов-реждённой ДНК с моноклональными антителами к ней. Такие специфичные антитела действительно были получены и они не взаимодействовали с ДНК молодых людей (Ashok et al., 1998).

Накапливающиеся с возрастом повреждения в яДНК сходны с теми, которые индуцируются ионизирующим излучением, теплом и некоторыми химическими мутагенами, причём действие природных средств защиты от старения в определённой степени сходно с механизмами резистентности к целому ряду экстремальных воздействий, вызывающих повреждения ДНК (Виленчик, 1989).

По обсуждаемому вопросу существуют и другие мнения. По данным, например, Когана (1984), имеющиеся экспериментальные материалы не подтверждают ведущей роли дефектов репарации и возрастных изменений яДНК в старении. Не играют важную роль и ошибки трансляции в процессах старения. Изменения в структуре яДНК влияют на возрастные дефекты транскрипции постольку, поскольку сказываются на структуре хроматина и конформации белков, несущих регуляторные функции. Центральное же место в молекулярно-генетических механизмах старения занимают возрастные изменения системы контроля экспрессии генов. В ряде работ эта точка зрения, похоже, нашла подтверждение. Особенно интересными представляются следующие факты.

При старении мышей во многих тканях и в клетках кроветворной системы активируется редокс-регулируемый фактор транскрипции NF-kB. Активность последнего, индуцируемая окислительным стрессом, ведёт к стимуляции образования ряда провоспалительных цитокинов, что существенно для патогенеза многих возрастных болезней (Poynter, Daynes, 1998). К тому же, активированный NF-kB может проявлять антиапоптозное действие (см. п. 7.1.9), тем самым способствуя, очевидно, поддержанию патологического состояния. В репликативно стареющих фибробластах WI-38 и IMR-90 человека зарегис-трировано значительное снижение ДНК-связывающей активности факторов транскрипции семейства OXBOX-REBOX. Эти факторы в норме тяготеют к взаимодействию с промотором некоторых ядерных генов, кодирующих митохондриальные белки дыхательной цепи. Моделирование репликативного ста-рения фибробластов кратковременным УФ-облучением приводило к тому же эффекту (Lehtinen et al., 1996). При болезни Альцгеймера, приуроченной, как известно, к пожилому возрасту и в патогенезе которой решающую роль играет окислительный стресс (см. п.1.7.3.1), в ассоциативной зоне коры больших полушарий снижен на 50-60 % от нормы уровень мРНК субъединицы IV цитохром-с-оксидазы (кодируется ядерным геномом) и субъединицы I этого же фермента (кодируется геномом митохондрии). В двигательной зоне коры такого отклонения нет (Chandrasekaran et al., 1997). Показанная в цитированных работах корреляция периода старения с процессами, определяющими на разных уровнях функционирования клетки ограничение митохондриального дыхания, представляется нам закономерной. В таком случае кислородно-перекисная концепция старения, опирающаяся прежде всего на указанное положение, получает более веское обоснование.

1.4.3. Точка зрения многих исследователей склоняется всё же к тому, что