Теория «поперечных сшивок»

Автор: 

Й. Бьёркстен

История

Эта теория была предложена в 1942 г.

Пример

Диабет часто рассматривают как одну из форм ускоренного старения. Показано, что у людей, больных диабетом, количество поперечных сшивок между молекулами белков в 2–3 раза выше по сравнению со здоровыми людьми.

Описание теории

Согласно этой теории, старение живых организмов обусловлено случайным образованием химических мостиков, или «поперечных сшивок», между молекулами белков. Репарирующие ферменты клетки не в состоянии разорвать эти мостики. Наиболее часто молекулы белков сшиваются между собой через молекулу глюкозы. Процесс присоединения глюкозы к белковой молекуле называется гликированием. К сожалению, пока неизвестны ферменты, позволяющие расщеплять продукты гликирования. Но группа ученых под руководством Ж. Форбс уже работает над созданием фармакологических препаратов, использование которых даст возможность отделять молекулы белков от молекул сахаров. Возможно, в перспективе, после применения таких лекарств, белок сможет восстанавливаться и возвращаться к своему нормальному состоянию, что отменит негативные эффекты гликации.

Образование «поперечных сшивок» между молекулами белков в организме человека очень напоминает процесс, происходящий при дублении кож. 

Прогрессирующее с возрастом накопление «поперечных сшивок» происходит во многих тканях человеческого организма — в артериях, хрящах, мышцах. Главным следствием этого процесса является снижение эластичности тканей. Так, у пожилых людей скованность в мышцах и суставах как раз объясняется образованием сшивок между молекулами белков.

Продолжая работать над теорией сшивок, Й. Бьёркстен обнаружил, что имеется еще один тип сшивок — в молекулах ДНК. По мысли Й. Бьёркстена, «поперечные сшивки» между двумя цепочками ДНК не могут быть разрушены репарационной системой клетки. 

«Поперечные сшивки» мешают синтезу РНК на ДНК, что в свою очередь нарушает процесс образования белков в клетке. Кроме того, сшивки препятствуют участию ДНК о процессе деления клетки и таким образом препятствуют возобновлению клеток. 

Дополнения и критика 

Образование сшивок в белках и ДНК может быть спровоцировано очень многими химическими веществами. Это различные продукты клеточного обмена, а также загрязнители вроде свинца или компонентов табачного дыма. Разнообразие и количество веществ, вызывающих образование «поперечных сшивок» в тканях организма, так велико, утверждает Бьёркстен, что тут уже не спрашиваешь, достаточно ли этого, чтобы вызвать старение, а только удивляешься, почему старение протекает так медленно.

Публикации:

• Susic, Dinko, et al. «Collagen cross-link breakers: a beginning of a new era in the treatment of cardiovascular changes associated with aging, diabetes, and hypertension." Current Drug Targets-Cardiovascular & Hematological Disorders 4.1 (2004): 97–101.
• Aronson, Doron. «Cross-linking of glycated collagen in the pathogenesis of arterial and myocardial stiffening of aging and diabetes." Journal of hypertension 21.1 (2003): 3–12.
• Nagy, Imre Zs, and Katalin Nagy. «On the role of cross-linking of cellular proteins in aging." Mechanisms of ageing and development 14.1 (1980): 245–251.
• Fujimoto, Daisaburo. «Aging and cross-linking in human aorta." Biochemical and biophysical research communications 109.4 (1982): 1264–1269.
• Cannon, D. J., and P. F. Davison. «Cross-linking and aging in rat tendon collagen." Experimental gerontology 8.1 (1973): 51–62.
• Yamauchi, Mitsuo, David T. Woodley, and Gerald L. Mechanic. «Aging and cross-linking of skin collagen." Biochemical and biophysical research communications 152.2 (1988): 898–903.