Коллаген, липофусцин и свободные радикалы

Изменения соединительной ткани - один из ранних признаков старения, проявляющихся в образовании морщин, потери эластичности кожи, увеличении хрупкости костей, помутнении хрусталика глаза и др. Одной из причин старения соединительной ткани являются изменения ее основного компонента - белка коллагена. В соответствии с одной из теорий старения, в основе изменений, происходящих в старости, лежат образования поперечных «сшивок» в биополимерах, изменения их физико-химических свойств.

Действительно, в коллагене с возрастом образуются многочисленные «сшивки», изменяется соотношение типов этого белка в тканях. В таких процессах «заинтересована» аскорбиновая кислота, которая, как отмечалось выше, катализирует синтез оксилизина и оксипролина, составных компонентов коллагена, а также гормоны гипофиза и щитовидной железы.

«Сшивки» биополимеров являются если не причиной, то, безусловно, следствием старения, они могут образовываться под действием свободных радикалов, повреждающих практически все биологические полимеры - белки, нуклеиновые кислоты, липиды и полисахариды. Уже отмечалось, что при старении нарушается структура коллагена в результате образования «сшивок», теряются его природные свойства. Нарушение под влиянием свободных радикалов структуры ДНК может привести к генетическим дефектам, синтезу «дефектных» белков, нарушению ферментативных процессов.

Перекисное окисление липидов биомембран, о котором уже шла речь, с возрастом относительно активируется, в результате чего в тканях накапливаются свободные радикалы перекиси, другие продукты ПОЛ. Хотя свободные радикалы - высокорсакционноспособный, но естественный продукт клеточного метаболизма, с возрастом необходима дополнительная регуляция их количества в клетке путем активации системы антиоксидантов, предотвращающей образование и накопление продуктов ПОЛ. В частности, эффективно введение антиоксидантных витаминов, прежде всего Е, С и Р, а при определенных условиях - и А.

Еще в конце XIX в. в клетках нейронов старых организмов было обнаружено вещество, названное старческим пигментом липофусцином. Аналогичные отложения липофусцина в неделящихся клетках мозга, сердца, а также в делящихся клетках печени, семенников, надпочечников обнаружены в эксперименте у животных с недостаточностью витамина Е, других антиоксидантов. Показано, что в некоторых тканях концентрация липофусцина с возрастом увеличивается линейно. Накопление его приводит к инактивации и гибели клетки. Таким образом, в настоящее время несомненна роль активации перекисного окисления и недостатка антиоксидантов в образовании пигмента старения. Снижение содержания витамина Е и аскорбата в тканях наряду с угнетением других антиоксидантных механизмов считают важным моментом в развитии старения. С дефицитом этих витаминов связано и развитие атеросклероза - одного из основных спутников старости.

Таким образом, изменения на клеточно-молекулярном уровне при старении ведет к снижению окислительно-восстановительных, энергообразующих процессов, активации свободнорадикальных реакций, «извращенной» метаболической реакции на различные воздействия. Падение энергообеспечения, функциональной активности органов снижает и потребность стареющего организма в ряде витаминов (в частности, коферментных). Так, если в зрелом организме по сравнению с растущим (юношеским) потребность в витамине В1 снижается на 17 %. то у пожилого человека - на 25 %; в витамине В2 - соответственно на 10 и 20 %. Однако, с другой стороны, снижается и усвояемость, метаболизирование самих витаминов, поступивших в организм.

Как уже отмечалось, большие «потери» витаминов, особенно жирорастворимых, испытывает стареющий организм из-за нарушений функции желудочно-кишечного тракта. К дефициту витаминов в стареющем организме приводит и нарушение их транспорта в результате снижения синтеза транспортных белков. Эти факты свидетельствуют о необходимости дополнительного витаминного обеспечения в пожилом возрасте, и прежде всего с возрастом сохраняется и даже повышается потребность в витаминах-антиоксидантах.