Техника - молодёжи 2010-09, страница 6

Люди науки

ZQ10 №09 ТМ

Разность потенциалов 180 мВ

Антиоксидант

HsC

Ион Скулачёва

6

Разность потенциалов 30-60 мВ

Схема расположения митохондрии в клетке и схема действия «электровоза»

раковина слишком быстро, и в определённый момент нога уже не может удержать её. Раковина падает на дно, её заносит илом, песком, и она умирает от голода, так и не постарев. По самый яркий пример «нестарсния» — голый землекоп, крыса-крот размером с мышку. Живут эти существа в Центральной Африке в катакомбах, которые сами себе прогрызают в скальном грунте на глубине полметра — метр. У них треть всех мышц обеспечивает работу резцов, которые способны прогрызать даже бетон. Голые землекопы имеют настоящее социальное обустройство, наподобие Муравьёв. Колония примерно из 250 особей охраняет царицу, которая одна имеет возможность размножаться, остальных самок она терроризирует, лишая нрава на произведение потомства. Землекопы живут до тридцати лет, в отличие от обычных мышей, которые еле дотягивают до трёх. У них нет рака, атеросклероза, других признаков старения. Гибнут по разным причинам, чаще всего в боях между различными семействами. Описано более 500 случаев гибели землекопа в лаборатории, но ни разу причиной смерти не были ни атеросклероз, ни рак, ни диабет, ни инфаркт, ни какое-либо инфекционное заболевание. У этого животного мощнейший иммунитет, который сохраняется до конца жизни

Гибель одного из родителей при половом размножении, видимо, придумана природой для обеспечения разнообразия потомства. Новые родители дадут жизнь следующему поколению, наделив его новыми свойствами.

— А как же программа старения?

— Она у землекопа, видимо, отменена. Старение — способ ускорить эволюцию, создать экологическую пишу, чтобы ослабить прессинг естественного отбора. По у этих кротов-мышей такого прессинга нет, как нет его и у человека. У пас эволюция «де фа кто» прекратилась. Мы уже не испытываем давления внешней среды, обеспечивающего естественный отбор. Мы уже не приспосабливаемся к изменяющимся условиям окружающего мира, а подстраиваем их под себя.

— Но, тем не менее, смертельные

контрпродуктивные программы в наших генах остались и продолжают уже безо всякого эволюционного смысла убивать людей, используя для этого, в частности, активные формы кислорода. Нам недоступны способы напрямую вести борьбу с геномом, какими же методами надо действовать?

— Фармакологическими, с помощью аптиоксидантов. Сама природа указывает нам этот путь. В митохондриях клеток есть мембранные белки, содержащие на своей поверхности необычно большое количество метионина — аминокислоты, способной перехватывать АФК, окисляясь при этом до метионина-сульфоксида. Причём митохондрии способны затем регенерировать мегионин — вернуть его в исходную форму, чтобы он снова мог Принять на себя Окислительный «удар» свободных радикалов. Интересно, что для обеспечения такой антиоксидантной защиты природе пришлось изменить генетический код митохондрий, обеспечив увеличение количества метионина. Причём, избыток этой аминокислоты есть только у организмов, потребляющих кислород. Однако с возрастом естественных антиоксидантов оказывается недостаточно. За последние десятилетия разработаны искусственные антиокси-данты. Но, к сожалению, ни один из известных в XX веке препаратов не смог достичь какого-либо эффекта.

— Почему?

— Дело в том, что «правильный» антиоксидант должен селективно направляться в митохондрии. При этом ОН обязан эффективно убирать не вообще все свободные радикалы, а только их избыток, поскольку они выполняют целый ряд жизненно важных функций, например участвуют в борьбе с бактериями и вирусами. Кроме того, апти-оксидант не должен быть токсичным, а также узнаваемым для клеточных фер

ментов, иначе они его уничтожат.

— Как обеспечить точное попадание антиоксиданта в митохондрию?

— В наши дни эта задача может быть решена методами нанотехнологии, которая способна обеспечить сверхточную внутриклеточную адресацию нужного вещества. На митохондриаль-ной мембране постоянно генерируется электрический потенциал, причём внутри самих митохондрий возникает мощный отрицательный заряд. При этом их внутреннее пространство является единственным местом в клетке, заряженным отрицательно по отношению к окружающей среде. Эту уникальную особенность митохондрий было предложено использовать для адресного накопления в них веществ, имеющих противоположный, положительный, электрический заряд. Таким образом, положительно заряженные ионы (катионы), попав в клетку и обладая способностью проникать через МиТОхондриальную мембрану, должны накапливаться в митохондриях.

Для проверки этого предположения мы изучали катионы алкилтрифенил-фосфония (ТФФ), в которых положительно заряженный атом фосфора окружён гидрофобными остатками. Заряд в таких ионах равномерно распределён по большому объёму, окружающему центральный атом. Подобная конструкция препятствует гидратации иона, являющейся основной причиной непроницаемости мембран для заряженных молекул. Наши исследования показали - катионы ТФФ проникали через мембрану митохондрий и накапливались в них. В семидесятых годах С.Е, Северин, Л.С. Ягужинекий и ваш покорный слуга предложили использовать проникающие ионьг в качестве молекулярных «электровозов», способных доставлять внутрь митохондрий различ-

а