Этот странный землекоп

Внешность у маленького зверька (Голый землекоп - Heterocephalus glaber) (длина тела 8-10 см, длина хвоста 3-4 см, масса около 40 г), обитающего в саваннах и полупустынях Сомали, незавидная: волосяной покров почти отсутствует, глаза крошечные, ушных раковин нет. Но особенности его поведения заставляют ученых забыть об этом и детально исследовать жизнь зверька. Для землекопа нет преград - он способен прогрызть даже бетон; под землей, оправдывая свое название, прокладывает километровые туннели; переваривает даже целлюлозу, что мало кому удается из многоклеточных. Землекопы -животные социальные: живут сообществами, насчитывающими около 250 особей. Во главе сообщества - «царица» и ее «мужья» - несколько самых мощных самцов. Остальные члены делятся на три категории: «фуражиры», «няньки», «часовые». Все самцы и самки, кроме «царицы» и ее «мужей», будучи способны к размножению, этой способностью не пользуются. Для общения используют звуки (известны 17 «слов»), прикосновения и химические сигналы. Среднее время жизни рабочих особей - около трех лет, «царица» живет не меньше тридцати. Смертность не зависит от возраста (у людей зависимость - экспоненциальная).

* * *

Свободные радикалы давно привлекают внимание ученых. По мнению многих, именно они - причина «поломок» в разных структурах клеток, в том числе и в ДНК. Организмы, в которых свободных радикалов образуется больше, стареют быстрее.

Радикалы кислорода химически крайне активны. В живом организме нет ни одной структуры, которую они не могли бы окислить. Это страшный яд.

Радикалы образуются в митохондриях - «электростанциях» клетки. Они сжигают потребляемые клеткой питательные вещества, преобразуя полученную энергию в электрический потенциал мембраны и используя его для создания универсального клеточного энергоносителя - аденозинтрифос-форной кислоты (АТФ). Суммарная площадь мембран всех митохондрий в человеческом организме составляет около 14 тыс. м², в сутки они потребляют около 400 л кислорода и производят около 40 кг АТФ.

В митохондриях предусмотрены механизмы нейтрализации свободных радикалов. Однако их не хватает, и постепенно радикалов и вызываемых ими разрушений становится все больше. Одни «поломки» влекут за собой другие, их число растет лавинообразно, что ведет к постепенному ослаблению всех функций организма и, наконец, к смерти.

Вещества, нейтрализующие свободные радикалы (антиоксиданты), известны тоже давно - например, витамины С (аскорбиновая кислота) и Е (токоферол). Их давно и успешно применяют как пищевые консерванты. Но в живых организмах они не оправдали надежд даже в высоких концентрациях, которые и сами по себе небезобидны.

* * *

Точно в цель!

Цепочка, по которой передаются команды на самоликвидацию клеток и организмов, крайне сложна, но, похоже, ее конечными звеньями - непосредственными «исполнителями приговора» - оказываются именно митохондрии, а катализатором процесса - активные формы кислорода.

Скулачев полагает, что, если митохондрии насытить антиоксидантами, активные формы кислорода, едва возникнув, будут сразу же исчезать, а это заметно увеличит ресурс организма. Конечно, это поможет лишь в том случае, если радикалы, «провоцирующие» апоптоз, образуются только в митохондриях. Полной уверенности в этом нет, но есть косвенные подтверждения. Ныне ученые активно изучают все возможные механизмы самоликвидации живых систем, связанные с выработкой ядовитых форм кислорода.

В рамках этого подхода «помешать» митохондриям производить ядовитые формы кислорода мог бы сильный антиоксидант. Но, как оказалось, если просто ввести в организм некоторое его количество, организм начинает вырабатывать еще больше опасного кислорода либо уменьшает синтез собственных противоядий. Однако уже синтезирован препарат, многократно повышающий антиоксидантный ресурс именно митохондрий, - это катион-ный антиоксидант, электрический заряд которого распределяется внутри митохондрий. Дело в том, что за счет особенностей строения клетки и митохондрий (наличие наружной и внутренних мембран) ничтожное изменение концентрации антиоксиданта (1 пикомоль) во внеклеточной жидкости ведет к его изменению внутри митохондрий в 200 млн раз более сильному.

Самое трудное - подобрать правильную концентрацию «правильного» антиоксиданта.

* * *