Причины старения: реакции окисления и свободные радикалы

Вс, 10/11/2015 - 20:50

С помощью свободных радикалов формируется иммунный ответ организма в борьбе с различными инфекциями. Специальные иммунные клетки, фагоциты, используют активные формы кислорода, чтобы обезвреживать попавшие внутрь нас микробы. Вот какой вид имеет этот биохимический иммунный каскад. Сначала, после соприкосновения с поверхностью клеток бактерий, фагоциты, посредством встроенного в их мембрану так называемого NADPH-оксидазного ферментного комплекса, начинают энергично выделять свободные радикалы — супероксиды. После этого супероксиды разлагаются (дисмутируют) при помощи ферментного антиоксиданта супероксиддисмутазы, выделяемого клетками крови и фагоцитами, на кислород и перекись водорода. Последняя при помощи специального фермента, миелопероксидазы, превращается в конечный продукт этого иммунного каскада — очень агрессивное вещество гипохлорит, который и убивает бактерию, разрушая стенку бактериальной клетки.

Долгое время считалось, что фермент NADPH-оксидаза, продуцирующий супероксид, является специфической составляющей лишь иммунных клеток. Но не так давно выяснилось, что он чрезвычайно широко представлен во всем организме. Его находят в нейронах и астроцитах головного мозга, в фибробластах, синоцитах, хондроцитах, и это означает способность всех этих клеток производить супероксидный анион-радикал. Появились данные, что кроме митохондрий, где появляется основная масса активных форм кислорода (АФК), их продуцируют многочисленные и распространенные ферменты: NO-синтаза, цитохром Р-450 и др. Клеточные органеллы пероксисомы и микросомы также недавно были включены в перечень тех мест, где появляются АФК. По такому широкому и еще не до конца определенному распространению ферментов, производящих свободные радикалы и АФК, можно предполагать об их значительной роли в жизнедеятельности организма.

Даже начало новой жизни невозможно без участия свободных радикалов. Некоторое время назад французские биологи Е. Ламиранде и С. Ганьон смогли установить, что оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом сопровождается резким подъемом уровня свободных радикалов. Когда исследователи попробовали подавить активность радикалов в яйцеклетке и сперматозоиде во время искусственного оплодотворения, то зарождения новой жизни не происходило.

Свободные радикалы начинают угрожать нам лишь тогда, когда их, по разным причинам, начинает появляться слишком много. В больших количествах они способны запускать цепные реакции, образовывать новые активные формы кислорода и повреждать любое вещество, которое встретится у них на пути: от мембран клеток до участков ДНК. К примеру, после их воздействия на белки соединительной ткани, коллаген и эластин, происходит «сшивка» молекул внутри этих белков. Из-за этого коллаген и эластин теряют свою обычную форму и становятся «загрубевшими». Такие коллагеновые и эластиновые «сшивки» сегодня признаны учеными одним из основных факторов преждевременного старения. Что, в общем, и не удивительно, если вспомнить, как широко эти белки распространены во всем организме — они формируют кожный покров, хрящи и другие важные участки тела.
Для нейтрализации избытка свободных радикалов в нашем организме существует специальная антиоксидантная система защиты, которая включает в себя несколько линий обороны. Сначала в «бой» вступают ферментные внутриклеточные антиоксиданты, которые последовательно разлагают свободные радикалы на более безопасные вещества. Сперва супероксиддисмутаза разлагает первичный супероксидный радикал на воду и перекись водорода. Затем другие ферменты — глутатионпероксидаза, миелопероксидаза и каталаза — инактивируют перекись водорода. Также борьбу с радикалами ведут хорошо известные всем низкомолекулярные антиоксиданты, поступающие в организм с пищей: аскорбиновая кислота, каротин, токоферол и другие. Они буквально «подставляют» себя под удар свободного радикала, после чего тот превращается в неактивную форму. Так в здоровом и молодом организме постоянно поддерживается безопасный уровень активных форм кислорода.

Сегодня уже известно, что с возрастом и при различных заболеваниях происходит увеличение выработки свободных радикалов и уменьшение уровня антиоксидантов. Причин этому может быть несколько. Это и плохая экология, и нездоровый образ жизни, и многое другое. По мнению некоторых ученых, такое возрастное повышение количества свободных радикалов может быть связано со специальной генетической программой, запускающей процесс старения.

Другие материалы рубрики


  • Химический элемент XVIII века коренным образом отличался от элемента древности и средних веков. Одним из первых, кто более глубоко подошел к проблеме элементов, был М.В. Ломоносов, который ввел понятие о «начале», отличающемся от простого тела. Это «начало» он пояснял так: «Через химию известно, что в киновари есть ртуть…, однако в киновари ртути ни сквозь самые лучшие микроскопы видеть нельзя; но всегда в них тот же вид кажется». И далее: «В киновари имеется «начало» ртуть, но нет простого тела, металла ртути как такового». Это «начало» теперь называется элементом. Химический элемент не есть простое тело. В 1741 г. ученый формулирует первый постулат — элемент есть часть тела, не состоящая из каких-либо других меньших тел и различных между собой. Однако найти разницу между элементом и атомом он так и не смог. Сложной задачей это оказалось и для последующих поколений химиков, в чем мы далее убедимся.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6


  • Белое и пушистое всегда воспринимается как что-то хорошее. Если оно еще и полезное, интерес к нему возрастает. И еще интереснее, когда вещество состоит из особо мелких частиц, свойства которых непохожи на свойства таких же частиц, но больших. Этим и определяется незатухающий интерес к сравнительно новому виду порошков — нанодисперсным кремнийоксидам — нанокремнеземам.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Чтобы понять, чем замечательны нановолокна, разберемся сначала с обычными углеродными нитями. Все углеродные волокна можно разделить на несколько типов в зависимости от того, как и из чего они сделаны (рис. 1). (Впрочем, сейчас более принято их классифицировать по механическим свойствам.)
    Самый очевидный способ производства — обугливание натура

    льного или синтетического текстильного волокна без доступа воздуха. Так можно обработать лен, хлопок и нейлон, однако в практику вошли углеродные волокна на основе вискозы и полиакрилонитрила (ПАН). ПАНволокна — абсолютные лидеры, их доля в мировом производстве составляет 80%. Их толщина, естественно, примерно равна толщине исходного текстильного волокна (около 35 мкм), а свойства зависят в первую очередь от параметров обугливания, которое происходит в несколько этапов и завершается отжигом в вакууме или атмосфере инертного газа при 2000-30000С.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ПЭТ — тара. Пластиковые бутылки. Этот предмет настолько прочно вошел в наш обиход, что без него невозможно представить нашу жизнь. Ведь массовое распространение пластиковая бутылка на постсоветском пространстве приобрела не так давно. Когда бутылка была еще сравнительным дефицитом — она встречалась только как тара для напитков или бытовой химии. Пластиковая бутылка была диковинкой.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Один из главных претендентов на «мировое господство», который наверняка вскоре потеснит полиолефины в потреблении — поликарбонат (ПК). Этот «юноша» полимерной отрасли появился недавно (в конце 20 века). Но претендует ни много ни мало на роль… заменителя оконного, авто- и прочего стекла! Данная ниша в середине прошлого века вроде бы нашла своего героя — полиметилметакрилат.
    Но не все так просто. ПММА, ПА и другие полиакрилаты (посложнее и подороже) обнаружили «маленький, но ужасный» недостаток: они очень быстро царапались и мутнели в нормальных условиях. На волне ажиотажа по замене оконного стекла на ПММА было поставлено немало плексигласовых окон, автовставок и приборных крышек. Ну и где они сейчас? В лучшем случае доживают свое в зданиях «времен Брежнева и позднего СССР» — исцарапанные, изборожденные «трещинами серебра» ...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • Плавленым сырком традиционно называют у нас плавленый сыр. Уменьшительно-ласкательный суффикс словно подчеркивает, что он младший брат обычного твердого сыра. Так ли это и чем он похож на сыр обычный, чем от него отличается и что такое плавленый сыр вообще? Как он изменился в последние годы и все ли плавленые сыры стоит называть сырами? Какие странные компоненты в них можно найти и как выбрать «правильный» плавленый сырок?
    Полка с плавлеными сырами в хорошем магазине выглядит так, будто на ней выставлены не продукты, а игрушки. Этикетки всегда яркие, цепляющие глаз. А формы?! Пожалуй, нет другого продукта, который бы выпускался в столь разных упаковках.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4


  • ...Остановимся чуть детальнее на последнем определении понятия «химический элемент». Периодические попытки дать более полное (или правильное) определение понятия «элемент» вновь привели к тому, что толкование этого определения произведено через то, что растолковывается. Еще раз обратимся к формулировке: «Химический элемент – тип атомов, имеющих …. элемента». Это равносильно следующему: «человек – живое существо, обладающее свойствами человека». Безусловно, это неправильно. Кроме того, если есть тип атомов, что тогда может подразумеваться под видом атомов? А такое смешение понятий имеет место быть. Согласитесь, различие должно существовать, но путаница в точной науке недопустима...

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3


  • Впервые поливинилхлорид был получен в лабораторных условиях в 1835 году французским горным инженером-химиком Анри Виктором Реньо. Реньо, получивший раствор винилхлорида, случайно обнаружил, что со временем в нем образовался белый порошок. Ученый провел с порошком различные опыты, но не получил интересных результатов (ведь ПВХ очень инертен, за что его сейчас и ценят), и пионер полимерного синтеза утратил интерес к случайно открытому им веществу. Спустя почти полвека, в 1878 г., продукт полимеризации винилхлорида впервые был исследован более подробно, но лишь в 1913 году немецкий ученый Фриц Клатте получил первый патент на производство ПВХ. Клатте и считается основоположником промышленного производства ПВХ. Предполагалось использовать трудновоспламеняемый поливинилхлорид вместо вошедшего тогда в моду (одного из первых) тоннажного полимера — целлулоида. Из-за войны начавшееся было производство ПВХ было приостановлено.

    • Страницы
    • 1
    • 2


  • Алмаз (англ. diamond; нім. diamant) — минерал класса самородных неметаллов, ценился во все времена и у всех народов. Каждая из древних цивилизаций награждала его своим именем. Греки называли его «адамас» или «адамантос» (непобедимый); римляне — «диамонд»; арабы — «алмас» (наитвердейший); древние евреи — «шамир»; индусы — «фарий». Английское название diamond происходит от латинского слова adamantem и его распространенной формы adiamentem. В русском языке арабское название «алмаз» было окончательно утверждено Афанасием Никитиным («Хождение за три моря», 1466-1472 г.г.). В украинском языке закрепилось древнеримско-греческое имя камня — «адамант», упоминаемое еще в 1705 г. в лекции «Про камені та геми» Прокоповича Феофана.
    Впервые алмазы были обнаружены в россыпях в Индии еще до нашей эры (5000 лет назад) и разрабатывались на протяжении многих веков. Легендарные копи Голконды дали миру почти все известные с древнейших времен алмазы, такие как «Кохинур», «Шах», «Орлов» и другие. К XVIII веку индийские копи истощились, однако вскоре новые месторождения были обнаружены на всех континентах, давая пищу все новым легендам и фактам.

    • Страницы
    • 1
    • 2
    • 3
    • 4
    • 5
    • 6