Поиск - новости науки и техники

Прививка от старости? Пущинские ученые предлагают пути продления активной жизни человека.

Как сохранить активную и полнокровную жизнь до преклонных лет? Ответ на этот вопрос пытались найти еще в древности. Сегодня на разгадку секрета “нестареющего старения” ученые бросают весь арсенал современных средств. Многие из них использует в своей работе старший научный сотрудник Института биофизики клетки (ИБК) РАН доктор биологических наук Николай Векшин. Исследователь признался, что эта проблема волнует его со школьных лет.

– В какой-то момент я вдруг осознал, что люди обречены умирать, – говорит Николай Лазаревич. – Очень захотелось изобрести “эликсир молодости”. Это пробудило интерес к биологии. Окончив школу, поступил на отделение биофизики медико-биологического факультета 2-го Медицинского института им. Н.И.Пирогова. Особое внимание стал уделять методам исследования, которые позволяли разобраться в том, какие процессы протекают в живой клетке и что приводит к утрате ее жизнеспособности. Оказалось, что ее старение сильно зависит от функционирования митохондрий. Это своеобразная батарейка клетки, источник ее энергии, без которого она не может функционировать. А значит, и жизнь без нее невозможна.
Я занимаюсь митохондриями с самого начала своей научной карьеры, когда еще был стажером лаборатории биоэнергетики ИБК. Об этих внутриклеточных структурах размером в один микрон, которые отвечают за энергетику, дыхание клеток и защищают их от повреждения кислородом, все мы слышали еще на уроках биологии. Митохондриальное старение – одна из главных причин увядания организма. Ученые научились, в частности, выделять зародыши этих органелл размером 0,1-0,2 микрона и изучили их “взросление”. Интересно, что количество ДНК в них при развитии увеличивается пропорционально возрастанию количества белка. Процесс взросления заключается не только в 100-кратном “набухании” объема частиц, но и в качественных изменениях ферментного состава, повышении количества цитохромов и флавопротеинов – белков, ответственных за перенос электронов.
В 2000 году на средства голландско-российского гранта NWO и в 2007-м по гранту РФФИ мы изучили повреждения НАДН-дегидрогеназы – ключевого фермента в дыхательной цепи митохондрий. Оказалось, что старение резко активируется при утрате этим ферментом флавинмононуклеотида (ФМН), необходимого для переноса электронов в НАДН-дегидрогеназе. ФМН “вываливается” из митохондрий почти спонтанно, но особенно сильно при нагреве, механическом повреждении, действии детергентов (химических мыльных веществ, которые содержатся, например, в стиральных порошках). Именно ФМН – слабое звено дыхательной цепи. Зачем природа устроила такое “безобразие”, не ясно. Ведь все другие аналогичные ферменты имеют в своем составе флавин, который связан прочно. В лаборатории мы научились предотвращать “вываливание” ФМН: добавляли к суспензии изолированных митохондрий или клеток ряд природных метаболитов, смешивая их в пробирке. Один из таких метаболитов – НАДН (никотинамидадениндинуклеотид). Когда он связывается в НАДН-дегидрогеназе, то стабилизирует ее, делая активный центр фермента жестким, как кристалл, и как бы “затыкает” собой то место, из которого мог бы “вывалиться” ФМН. Дыхательная цепь начинает работать исправно, не образуя супероксида. Это позволяет блокировать опасные повреждения и резко замедлить старение клеток. Супероксид – кислород, принявший на себя один электрон. Такая форма “элемента жизни” особенно “агрессивна”, она быстро вступает в разные реакции: окисляет липиды, белки, ДНК, приводя к нарушению их функций.
– Расскажите о наиболее важных этапах вашей работы.
– Сначала мы изучили физико-химические механизмы клеточного старения. Про эти механизмы и до нас уже многое было известно. Но нужно было обработать, систематизировать огромный массив экспериментальных разрозненных сведений, установить главные пути “старческой деградации”, не погрязнув во второстепенных деталях. Потом мы экспериментально обнаружили ряд новых веществ, которые эффективно замедляют старение и даже обращают его вспять. Среди них природные метаболиты, антиоксиданты, кофакторы, витамины, стабилизаторы ДНК. Например, оказалось, что НАДН-дегидрогеназа стабилизируется добавлением адениловых нуклеотидов, которые, как выяснилось, препятствуют “вываливанию” ФМН из фермента. Ряд веществ мы опробовали на изолированных митохондриях, клетках и мышках. Такие природные вещества, как АТФ, антиоксидант дегидрокверцетин и некоторые другие, предотвращают порчу митохондрий и клеток супероксидом. После введения мышам соединений, стабилизирующих ДНК (например, актиномицина), продолжительность жизни возрастала на 40%.
На протяжении 10 лет исследовательскую работу вел большой коллектив научных сотрудников, аспирантов, магистрантов (всего два десятка человек). Было защищено несколько диссертаций. К сожалению, сейчас работают только пятеро, причина в недостаточном финансировании.
– И все-таки, эликсир молодости – это миф и мечта алхимиков или вполне реальная вещь? Что вам удалось сделать?
– Говорить об эликсире, конечно, пока рановато. Но нам удалось разработать комплексный препарат с рабочим названием “Антистарин”, который сейчас испытывается на животных (кошках и собаках). В его состав входят 15 природных веществ (никакой “химии”), обладающих высокой физиологической активностью. Он представляет собой порошок желтого цвета. Препарат получают путем смешивания компонентов в определенных пропорциях и в особых условиях. При растворении в воде образуются наночастицы, легко проникающие в клетки и омолаживающие их. В нашей стране и за рубежом разрабатываются аналогичные препараты, но все они имеют узкий спектр действия и зачастую не безвредны для человеческого организма, так как представляют собой продукты химического синтеза. Например, в лаборатории академика Владимира Петровича Скулачева в Москве синтезировали аналог природного убихинона – sku, который обладает выраженными полезными антиоксидантными свойствами, но имеет в своем составе довольно токсичное вещество. Этот препарат позволяет лечить катаракту у животных и продлевает жизнь быстростареющих генетически-дефектных мышей, но возможности его применения для борьбы с естественным старением, особенно человека, пока не ясны.
Перспективы нашего препарата выглядят вполне обнадеживающими, по крайней мере в ветеринарии. “Антистарин” улучшает состояние животных при паркинсонизме, активизирует обмен веществ, восстанавливает волосяной покров. Мы проводили исследования на нескольких старых собаках и кошках. После месячного курса они становились более активными, выглядели заметно моложе. Например, мой пес (западно-сибирская лайка) в возрасте 15 лет сильно сдал: не мог ходить на охоту, быстро уставал, у него подгибались задние лапы, выпадала клочьями шерсть. После применения первого пробного препарата (из восьми компонентов) почти все эти проблемы исчезли. Пес стал прыгать, перестал уставать, состояние шерсти улучшилось.
Сейчас продолжаются испытания на животных. Затем в одном из пущинских инновационных предприятий мы планируем начать выпуск (сначала опытный, впоследствии – серийный) “Антистарина” в качестве ветеринарного средства. Ну, а наши исследования продолжаются. Надеемся, в будущем их результаты позволят приступить и к лечению людей.

Беседу вела
Фирюза ЯНЧИЛИНА

Нет комментариев