Теория свободных радикалов реферат

Теории старения

Свободнорадикальная теория старения Дэнхема Хармана

Свободнорадикальная теория старения была представлена в 1956 Денхамом Харманом (биохимиком, специалистом в области питания), который предположил, что старение является результатом случайного вредоносного повреждения тканей свободными радикалами. В ходе жизнедеятельности каждой клетки через неё проходит огромное количество кислорода. Он используется для клеточного дыхания, дающего клетке энергию. Но небольшая доля кислорода при этом уходит в паразитные соединения, обладающие огромной реакционной способностью. Их называют АФК – активные формы кислорода (хотя в их составе бывает и не только кислород). Примерами таких веществ могут служить всем хорошо известные перекись водорода и озон. Эти два вещества, однако, относительно малоактивны и могут существовать долго. Другие же АФК несравненно агрессивней. В организме они живут лишь тысячные доли секунды. А потом вступают в реакцию с другими молекулами, повреждая их. Они атакуют белки, липиды клеточных мембран, ДНК. В результате атак со стороны АФК повреждаются митохондрии. Накопление этих повреждений и является сутью старения.

Из интервьюс Д.Харманом:

• Максимальная же продолжительность жизни очень индивидуальная и остается неизменной — 115–120 лет

· Согласно исследованиям, проведенным учеными компании Pracon Inc., если бы американцы ежедневно принимали оптимальное количество трех антиоксидантов — бета-каротина, витамина С и витамина Е, то мы могли бы сохранить 8.7 миллиардов долларов ежегодно только за счет уменьшения госпитализаций при сердечных болезнях и раке. Свободнорадикальные реакции лежат в основе более 50 болезней, в число которых входит рак, сердечные болезни, паралич, ревматоидный артрит, катаракта, болезнь Альцгеймера. Список продолжает расширяться.

· Уменьшение потребления калорий действительно может увеличить максимальную продолжительность жизни. В экспериментах на крысах уменьшение потребления калорий на 40% снизило вес и потребление кислорода на 40%, при этом средняя продолжительность жизни увеличилась на 40%, а максимальная — на 49%. Я считаю, что это связано с пониженным потреблением кислорода, от 1 до 3% которого тратится на образование супероксидрадикала и перекиси водорода. Следовательно, сокращая потребление калорий, мы уменьшаем вероятность образование этих вредных веществ.

· Я принимаю 200 мг витамина Е ежедневно, 10 мг коэнзима Q-10 во время каждого приема пищи, 1 таблетку дрожжей, содержащую 50 мкг селена, дважды в день, а также одну мультивитаминную таблетку.

· Есть еще кое-что, от чего зависит продолжительность жизни. Надо сохранять свой вес на нормальном уровне, не курить и не пить. Как видите, ничего нового. Все это было известно еще нашим предкам.

В настоящее время одной из наиболее популярной среди ученых геронтологов является свободно-радикальная теория старения.

Согласно этой теории в основе старения может лежать ухудшение способности клетки к выработке энергии вследствие накопления молекулярных повреждений.

Свободными радикалами принято считать неустойчивые молекулы или атомы кислорода, которые вступают в реакцию с другими молекулами и действуют деструктивно.

Одним из основоположников свободно-радикальной теории старения является американский ученый Дэнхена Харман, долгое время работавшего в Калифорнийском университете.

Согласно основным положениям свободно-радикальной теории процесс старения связан с разрушением свободными радикалами генетического материала человека, в том числе протеина и ДНК, что приводит к различным мутациям.

В ходе жизнедеятельности каждой клетки через неё проходит огромное количество кислорода. Он используется для клеточного дыхания, дающего клетке энергию.

Но небольшая доля кислорода при этом уходит в паразитные соединения, обладающие огромной реакционной способностью, которые называют активные формы кислорода (АФК).

В составе таких соединений может входить не только кислород, но и перекись водорода, озон и др. Эти два вещества, однако, относительно малоактивны и могут существовать долго.

Другие же АФК более агрессивны. В организме они живут лишь тысячные доли секунды. А потом вступают в реакцию с другими молекулами, повреждая их. Они атакуют белки, липиды клеточных мембран, ДНК и др.

В результате атак со стороны АФК повреждаются митохондрии – своеобразные энергетические станции внутри клетки, которые обеспечивают процесс клеточного дыхания, в результате которого выделяется энергия.

Именно в митохондриях протекает большинство окислительных реакций, в которых задействован кислород и соответственно могут образовываться свободные радикалы.

Таким образом, большая часть повреждений, вызванных свободными радикалами, может произойти внутри митохондрий, куда антиоксиданты проходят с трудом и в недостаточных количествах.

Известный английский генетик Обри ди Грей из Кембриджского университета на протяжении многих лет изучает деятельность митохондрий.

По его мнению, старение организма обусловлено молекулярными и клеточными повреждениями. Прежде всего, это относится к митохондриям, как только они выходят из строя, человек начинает стареть.

Накопление этих повреждений и является сутью старения. Подсчитано, что за 70 лет жизни человека организм производит около тонны радикалов кислорода. И только 2–5% вдыхаемого с воздухом кислорода превращается в его токсические радикалы.

Подавляющее большинство из них нейтрализуется ферментами еще до того, как успеют повредить те или иные компоненты клетки.

Принято считать, что развитию свободных радикалов препятствуют антиоксиданты. Однако большинство ученых биологов считают, что здоровый организм обладает собственной мощнейшей системой антиоксидантной защиты.

Однако если функционирование этой системы нарушено, как многих пожилых людей, то вероятно, что АФК могут реально играть заметную роль в процессе старения организма.

Эта теория объясняет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов и заболеваний.

В частности, Дэнхен Харман считает, что свободно-радикальные реакции лежат в основе более 50 болезней, в число которых входят рак, сердечные болезни, паралич, иммунодепрессии, дисфункции мозга, ревматоидный артрит, катаракта, болезнь Альцгеймера. Этот список продолжает расширяться

В результате клетки начинают хуже работать. В них накапливается клеточный мусор.

Как полагают ученые, одним из проявлений такой сшивки белков является потеря тканями эластичности. Визуально это проявляется в виде морщин на коже. Но более значительный вред организму приносит потеря эластичности кровеносных сосудов и лёгких.

В принципе у клеток есть механизмы для разрушения подобных сшивок. Но этот процесс, по мнению ученых, требует от организма очень больших энергетических затрат.

В настоящее время разработаны лекарственные препараты, которые разбивают внутренние сшивки и превращают их в питательные вещества для клетки.

Гликирование белков это естественный биохимический процесс, который зависит от уровня глюкозы в крови и включает в себя ряд неферментивных реакций между белками или определенными липидами, жирами и глюкозой.

В результате происходит нарушение структуры белка, липидов и молекул, что приводит к возникновению окислительного стресса.

При этом гликирование способно повреждать не только белки и липиды, но и ДНК, что увеличивает риски появления мутаций, приводящих в конечном счете к различным заболеваниям, в том числе раковым.

В процессе гликирования образуются токсичные вещества, которые получили название AGE - конечные продукты глубокого кликирования (КПГ).

При старении организма окисленные белки начинают постепенно накапливаются в тканях организма. При этом у одних людей при старении AGE накапливаются раньше, у других позже.

Учеными доказано, что чем выше уровень окисленных белков в организме, тем старше биологический возраст человека и соответственно выше опасность развития сердечно-сосудистых и других патологических заболеваний.

Практически одновременно выдвинутая Д. Харманом (1956) и Н. М. Эмануэлем (1958), свободнорадикальная теория объясняет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов (сердечно-сосудистых заболеваний, ослабления иммунитета, нарушений функции мозга, катаракты, рака и некоторых других). Согласно этой теории, причиной нарушения функционирования клеток являются необходимые для многих биохимических процессов свободные радикалы – активные формы кислорода, синтезируемые главным образом в митохондриях – энергетических фабриках клеток.Если очень агрессивный, химически активный свободный радикал случайно покидает то место, где он нужен, он может повредить и ДНК, и РНК, и белки, и липиды. Природа предусмотрела механизм защиты от избытка свободных радикалов: кроме супероксиддисмутазы и некоторых других синтезируемых в митохондриях и клетках ферментов, антиоксидантным действием обладают многие вещества, поступающие в организм с пищей – в т. ч. витамины А, С и Е. Регулярное потребление овощей и фруктов и даже несколько чашек чая или кофе в день обеспечат вам достаточную дозу полифенолов, также являющихся хорошими антиоксидантами. К сожалению, избыток антиоксидантов – например, при передозировке биологически активных добавок – не только не полезен, но может даже усилить окислительные процессы в клетках.

"Старение – это ошибка"

Теория апоптоза (самоубийства клеток)

Самоликвидации подвергаются и митохондрии – изучив этот процесс, Скулачев назвал его митоптозом. Митоптоз происходит, если в митохондриях образуется слишком много свободных радикалов. Когда количество погибших митохондрий слишком велико, продукты их распада отравляют клетку и приводят к ее апоптозу. Старение, с точки зрения Скулачева, – результат того, что в организме гибнет больше клеток, чем рождается, а отмирающие функциональные клетки заменяются соединительной тканью. Суть его работы – поиск методов противодействия разрушению клеточных структур свободными радикалами. По мнению ученого, старость – это болезнь, которую можно и нужно лечить, программу старения организма можно вывести из строя и тем самым выключить механизм, сокращающий нашу жизнь.По мнению Скулачева, главная из активных форм кислорода, приводящих к гибели митохондрий и клеток – перекись водорода. В настоящее время под его руководством проходит испытания препарат SKQ, предназначенный для предотвращения признаков старения.

Продолжая серию постов про теории старения, сегодня напишу про теорию влияния свободных радикалов.

В настоящее время именно она наиболее популярна среди геронтологов.

Согласно этой теории в основе старения может лежать ухудшение способности клетки к выработке энергии вследствие накопления молекулярных повреждений .

Свободными радикалами принято считать неустойчивые молекулы или атомы кислорода, которые вступают в реакцию с другими молекулами и действуют деструктивно.

Основные положения свободно-радикальной теории:

• процесс старения связан с разрушением свободными радикалами генетического материала человека, что приводит к различным мутациям
• в ходе жизнедеятельности каждой клетки через неё проходит огромное количество кислорода. Он используется для клеточного дыхания, дающего клетке энергию
• но небольшая доля кислорода при этом уходит в паразитные соединения, обладающие огромной реакционной способностью, которые называют активные формы кислорода (АФК).
• в составе таких соединений может входить не только кислород, но и перекись водорода, озон и др. Эти два вещества, однако, относительно малоактивны и могут существовать долго.
• другие же АФК более агрессивны. В организме они живут лишь тысячные доли секунды. А потом вступают в реакцию с другими молекулами, повреждая их. Они атакуют белки, липиды клеточных мембран, ДНК и др.
• в результате атак со стороны АФК повреждаются митохондрии – своеобразные энергетические станции внутри клетки, которые обеспечивают процесс клеточного дыхания, в результате которого выделяется энергия.
• именно в митохондриях протекает большинство окислительных реакций, в которых задействован кислород и соответственно могут образовываться свободные радикалы.

Таким образом, большая часть повреждений, вызванных свободными радикалами, может произойти внутри митохондрий, куда антиоксиданты проходят с трудом и в недостаточных количествах.

Известный британский генетик Обри ди Грей из Кембриджского университета на протяжении многих лет изучает весь этот процесс.
По его мнению, старение организма обусловлено молекулярными и клеточными повреждениями. Прежде всего, это относится к митохондриям, как только они выходят из строя, человек начинает стареть.

Накопление этих повреждений и является сутью старения. Подсчитано, что за 70 лет жизни человека организм производит около тонны радикалов кислорода. И только 2–5% вдыхаемого с воздухом кислорода превращается в его токсические радикалы.
Подавляющее большинство из них нейтрализуется ферментами еще до того, как успеют повредить те или иные компоненты клетки.

Принято считать, что развитию свободных радикалов препятствуют антиоксиданты. Большинство ученых-биологов считают, что здоровый организм обладает собственной мощнейшей системой антиоксидантной защиты.

НО! Если эта система нарушена вследствии, например, хронических заболеваний, как у многих пожилых людей, то вероятно, что АФК (активные формы кислорода) могут реально играть заметную роль в процессе старения организма.

Эта теория объясняет не только механизм старения, но и широкий круг связанных с ним патологических процессов и заболеваний.
К примеру, Дэнхен Харман считает, что свободно-радикальные реакции лежат в основе более 50 болезней, в число которых входят рак, сердечные болезни, паралич, иммунодепрессии, дисфункции мозга, ревматоидный артрит, катаракта, болезнь Альцгеймера. Этот список продолжает расширяться.

Что нам с этого?

К примеру, собака, которая совершает слишком частые дыхательные циклы, живёт в лучшем случае пару десятков лет, а черепаха, частота дыхательных циклов которой около двух в минуту, может жить свыше 500 лет. Таким образом, можно предположить, что частота дыхания как-то влияет на скорость окисления организма, вследствие которого происходит его старение.

Как же нейтрализовать действие свободных радикалов на наш организм и воспрепятствовать окислению клеток?

• Во-первых, изменить частоту дыхания. Если версия о том, что ускоренный метаболизм, который возникает в результате высокой частоты дыхания, приводит к старению, то следует постепенно приучать себя к более редкому дыханию(?). Для этого существует специальная дыхательная практика Апанасати Хинаяна (и я об этом обязательно напишу), в результате которой мы постепенно растягиваем своё дыхание и тем самым замедляем метаболизм.
• Во-вторых, следует запустить внутреннюю актиоксидантную систему человека. В последнее время всё больше учёных считают, что в теле человека уже продумана система для омоложения и восстановления повреждённых клеток, нужно лишь настроить её функционирование.
• В-третьих, следует употреблять в пищу натуральные продукты, которые содержат в себе природные антиоксиданты.

На этом свой пост на сегодня я заканчиваю. В ближайших постах разберу антиоксидантную технику дыхания; гормон, запускающий систему омоложения организма и антиоксидантную диету.

Читайте также:

  
• Реферат на тему экологические проблемы украины
  
• Цели и направления внедрения средств информатизации и коммуникации в образование реферат
  
• Правила поведения при землетрясении реферат
  
• Инновации в сфере транспорта реферат
  
• История и причины возникновения особо охраняемых территорий и объектов реферат