Ник Лэйн - Кислород. Молекула, изменившая мир

Прежде чем закончить главу рассказом о нескольких других возрастных заболеваниях, сделаем некоторые выводы относительно болезни Альцгеймера. Во-первых, мы знаем, что причиной заболевания у части больных являются генетические мутации, но их эффект проявляется только в среднем возрасте. Это означает, что прежде, чем нейроны начнут гибнуть в массовом масштабе и болезнь можно будет идентифицировать по клиническим проявлениям, окислительный стресс превышает некое пороговое значение. Во-вторых, все другие известные факторы риска, включая синдром Дауна, аллель АроЕ4 и вирус простого герпеса, способствуют усилению окислительного стресса. В-третьих, одного окислительного стресса достаточно, чтобы вызвать болезнь у людей пожилого возраста без каких-либо известных факторов риска (это около половины людей, заболевших деменцией в пожилом возрасте). В-четвертых, факторы, ослабляющие окислительный стресс, такие как аспирин и витамин Е, могут на какое-то время отсрочить развитие заболевания или даже предотвратить его.

В заключение повторю, что болезнь Альцгеймера связана со старением, поскольку старение — это последствие окислительного стресса. Факторы, усиливающие окислительный стресс в начале жизни, ускоряют наступление деменции, тогда как факторы, ослабляющие окислительный стресс, отодвигают и тормозят развитие заболевания. Следовательно, мы не сможем победить болезнь Альцгеймера, если не победим окислительный стресс. Мы не можем отменить окислительный стресс, поскольку он необходим для координации нашей сопротивляемости инфекции и другим видам физического стресса, однако, возможно, мы способны каким-то образом управлять им. В начале раздела я задал вопрос: почему люди, не имеющие известных факторов риска, все же заболевают деменцией? Я надеюсь, вы поняли, в чем дело. Окислительный стресс никто не отменял. Другая формулировка этого вопроса, возможно, позволит нам найти практический путь предотвращения деменции. Почему некоторые люди с известными факторами риска (такими как аллель ApoE4 ) не заболевают ?Чем они защищены? На эти вопросы мы попытаемся ответить в заключительной части главы.

Я утверждаю, что старение и старческие заболевания являются дегенеративными процессами, вызванными утечкой свободных радикалов из митохондрий, окислительным стрессом и хроническим воспалением. Некоторые гены, инфекции и факторы окружающей среды усиливают окислительный стресс в раннем возрасте, что ускоряет процесс старения, по крайней мере в некоторых органах. Мы видели, что окислительный стресс усиливается при отложении амилоида и аполипопротеина Е4, синдроме Дауна и активации латентных вирусных инфекций. Такой же эффект дают курение, высокий уровень глюкозы в крови и различные токсины из окружающей среды.

Никотин вреден во многих отношениях, но, хотя он и вызывает привыкание, он не является причиной смертельных заболеваний, связанных с курением. Вот почему никотиновые жвачки и пластыри служат безопасным методом избавления от вредной привычки. Опасность представляет табачный дым , поскольку он является самым подлым генератором свободных радикалов (я сам курю, но собираюсь бросить, как только завершу работу над этой книгой). Содержащиеся в табачном дыме химические вещества, такие как семихиноны, полифенолы и карбонилсульфид, реагируют с кислородом с образованием супероксидных и гидроксильных радикалов и пероксида водорода, а также NO и пероксинитрита. Говорят, что одна затяжка вызывает образование 10 15(миллион миллиардов) свободных радикалов. Вам не страшно? Но это еще не все. Табачный дым активирует иммунные клетки, которые выделяют собственные токсины. Все это приводит к окислительному стрессу, главным образом в легких и в кровеносных сосудах. Уровень глутатиона в клетках понижается (у людей, бросивших курить, уровень глутатиона в крови за три недели повышается на 20%), что активирует транскрипционные факторы типа NFκB. В организме курильщиков антиоксиданты, такие как витамин С, расходуются быстрее, так что им для преодоления риска заболеваний нужно получать больше антиоксидантов. Большинство этого не делает. Таким образом, курение вызывает воспаление, и в этом заключается основная причина повышения риска рака и сердечно-сосудистых заболеваний.

Удивительно, но в этом же заключается опасность еще одного современного убийцы — повышенного уровня глюкозы в крови. При диабете уровень глюкозы в крови контролируется плохо (см. главу 12) и сразу после еды может достигать очень высоких показателей. Глюкоза сложным образом взаимодействует с белками, образуя коричневые, похожие на карамель « конечные продукты гликирования » (AGE, advanced glycation endproducts; эти же продукты придают темный цвет жареному мясу). С образованием этих соединений, в частности, связано помутнение хрусталика глаза при катаракте. Карамелизация белков усиливается в присутствии кислорода, и многие AGE являются окисленными соединениями. Не удивительно, что карамелизация нарушает функцию белков, но это еще не все. AGE, как и амилоид, размножают свободные радикалы: они образуются под действием свободных радикалов, а затем сами оказывают токсическое действие путем производства еще большего количества свободных радикалов, вызывающих окислительный стресс и воспаление. Поскольку глюкоза попадает в клетки с током крови, сильнее всего повреждаются стенки сосудов. При диабете повреждаются капилляры и небольшие сосуды глаз, почек и конечностей, что вызывает слепоту, почечную недостаточность и часто приводит к ампутации конечностей. У диабетиков эти процессы ускорены, но они происходят в организме каждого человека, поскольку с годами в результате повреждения митохондрий AGE накапливаются во всех тканях у всех людей. Именно потому диабет часто рассматривают как форму ускоренного старения, и это действительно ускоренная форма усиления окислительного стресса.

Воспаление стенок кровеносных сосудов вызывает пролиферацию клеток, окисление и отложение холестерина и развитие атеросклероза. Это идеальные условия для роста некоторых патогенных бактерий, таких как Chlamydia pneumoniae , которые инфицируют поврежденные стенки артерий и оттуда ведут борьбу с клетками иммунной системы. До 80% людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями являются носителями Chlamydia , однако мы пока не знаем, что здесь причина, а что следствие. Возможно, верно и то и другое: причина атеросклероза — окислительный стресс, и усиливаться он может под действием таких факторов, как курение, AGE, окисленный холестерин, АроЕ4 , инфекции или просто старость. Любой из этих факторов усиливает остальные. Все они объединены окислительным стрессом и действуют через активацию общего фактора воспаления, NFκВ, и его аналогов. Поскольку многие из этих факторов являются «внешними» (не образуются нашими собственными клетками в результате повреждения митохондрий), они лучше поддаются влиянию антиоксидантной терапии, чем митохондриальное старение, которое практически необратимо. Вот почему здоровая диета или, возможно, пищевые добавки антиоксидантов могут отсрочить развитие болезней сердца, но не способны предотвратить старение.