Свободно-радикальная теория старения

Авторы:

Д. Харман и Н. М. Эмануэль.

История

Теория была практически одновременно выдвинутая Д. Харманом в 1956 г. и Н. М. Эмануэлем в 1958 г. Она является одной из наиболее плодотворно развивающихся в последние годы фундаментальных теорий старения.

Пример

Для некоторых модельных организмов, таких как дрожжи и дрозофила, имеются доказательства, что уменьшение оксидативного стресса может увеличивать продолжительность жизни. Для мышей было показано, что воздействия, увеличивающие окислительные повреждения, сокращают продолжительность жизни.

Описание теории

Согласно этой теории, причиной нарушения функционирования клеток являются необходимые для многих биохимических процессов свободные радикалы — активные формы кислорода (АФК), которые в норме образуются в качестве побочных продуктов метаболизма в каждой клетке.

Если очень агрессивный, химически активный свободный радикал случайно покидает то место, где он нужен, он может повредить и ДНК, и РНК, и белки, и липиды. Особенно опасно перекисное окисление полиненасыщенных жирных кислот, которые входят в состав мембран клеток, поскольку продукты реакции (пероксиды и гидропероксиды) сами обладают высоким окисляющим потенциалом, и поэтому процесс разрушения клеток приобретает лавинообразный характер. Повреждение макромолекул (и клетки в целом) в результате действия АФК называется оксидативным стрессом. Он приводит к старению и широкому кругу связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосудистые заболевания, возрастная иммунодепрессия и дисфункция мозга, катаракта, рак и некоторые другие).

Дополнения

Природа предусмотрела механизм защиты от избытка свободных радикалов, и большинство АФК нейтрализуются еще до того, как успеют нанести ущерб тем или иным компонентам клетки. К основным факторам антиоксидантной защиты организма относится фермент супероксиддисмутаза и некоторые других ферменты. Антиоксидантным действием обладают многие вещества, поступающие в организм с пищей — в том числе, витамины, А, С и Е. Современная фармакология также активно разрабатывает антиоксиданты — препараты, которые защищают организм от действия свободных радикалов. Однако то обстоятельство, что продукты взаимодействия АФК с макромолекулами постоянно обнаруживаются в органах и тканях организма, свидетельствует о том, что системы антиоксидантной защиты недостаточно эффективны и что клетки постоянно подвергаются окислительному стрессу.

Критика

В настоящее время вопрос о том, является ли сокращение оксидативного стресса ниже нормального уровня достаточным для увеличения продолжительности жизни, остается открытым и дискуссионным. Так, например, у круглых червей (Caenorhabditis elegans) блонирование образования естественного антиоксиданта суперосиддисмутазы увеличивает продолжительность жизни.

Публикации:

• Harman, Denham. «Free radical theory of aging." Free Radicals: From Basic Science to Medicine. Birkhäuser Basel, 1993. 124–143.
• Finkel, Toren, and Nikki J. Holbrook. «Oxidants, oxidative stress and the biology of ageing." Nature 408.6809 (2000): 239–247.
• Dai, Dao-Fu, et al. «Mitochondrial oxidative stress in aging and healthspan." Longev Healthspan 3.6 (2014): 10–1186.
• Stadtman, Earl R. «Protein oxidation and aging." Free radical research 40.12 (2006): 1250–1258.
• Berlett, Barbara S., and Earl R. Stadtman. «Protein oxidation in aging, disease, and oxidative stress." Journal of Biological Chemistry 272.33 (1997): 20313–20316.