Корреляты механизмов витаукта

В последние годы становятся общепризнанными представления о том, что темпы старения и, следовательно, ВПЖ определяются соотношением уровня повреждающих и защитных факторов. Это подтверждается и существованием корреляции между ВПЖ и механизмами витаукта, среди которых важное место занимают репарация ДНК, системы АО-защиты и др.

Репаративные системы днк

Ведущая роль репаративных механизмов в сохранении интегративности генома мало у кого вызывает сомнение. Достаточно вспомнить, что только от температурных флуктуации ежесекундно гидролизуется и отщепляется одно пуриновое основание (Виленчик, 1970). Даже с поправками на приближенность этих расчетов очевидно, что без соответствующей репаративной системы ДНК

Рис 21 Связь ВПЖ с интенсивностью захвата ³Н-лейцина (А) и его включения в белки (Б) лабораторных млекопитающих (мыши, крысы, морские свинки, кролики, кошки, собаки)

а — лобная кора, б — гипоталамус, в — скелетная мышца, г — миокард, д — надпочечник, е — костный мозг, ж — почки, з — печень

119

не могла бы существовать в течение десятка лет, как это имеет место в постмитотических клетках долгоживущих видов. Естественно допустить, что чем совершеннее механизмы репарации, тем больше ВПЖ. Возможно, из-за естественности этого предположения уже первое сообщение о существовании положительной коррелятивной связи между ВПЖ и скоростью репарации ДНК в культуре фибробластов 7 видов млекопитающих было встречено весьма благожелательно (Hart, Setlow, 1974). Были получены данные, подтверждающие справедливость подобной зависимости не только в масштабах класса млекопитающих, но и отдельных отрядов (на примере приматов; Hall et al., 1978), надсемейства Muridea из отряда грызунов (Paffenholz, 1978) и др. Однако вскоре наступило более трезвое и критическое отношение к результатам этих работ. Во-первых, серьезное возражение вызывала использованная в этих исследованиях модель — культура фибробластов, да еще в условиях полного подавления репликации (8 моль мочевины) и облучения ультрафиолетом мощностью, которая практически не встречается в реальных условиях существования. Во-вторых, настораживало небольшое число испытанных видов и сам характер коррелятивной зависимости, которая не отличалась линейностью. И, наконец, в-третьих, справедливо указывалось на принципиальный методический просчет, который в корне изменял основные выводы этих работ (Kato, 1977). Более того, оказалось, что с учетом этих поправок и при использовании большего числа видов (34 вида млекопитающих) не удается обнаружить существенной корреляции между ВПЖ и репарацией ДНК (Kato et al., 1980). Как это нередко бывает, столь противоречивые результаты не только не снизили интереса к проблеме, но сделали ее наиболее интенсивно развиваемой. С учетом указанных выше недостатков в последние годы стали использоваться не только фибробласты, но и лейкоциты, гепатоциты; стимулировали внеплановый синтез ДНК ультрафиолетом, ионизирующим излучением, химическими агентами в более широком диапазоне силы воздействия; изучали интенсивность экцизионной репарации, фотореактивацию, пострепликативные механизмы репарации. Так, изучение характера связи ВПЖ со способностью репарировать повреждения ДНК после ультрафиолетового или рентгеновского облучения свежевыделенных лимфоцитов у приматов выявило положительную корреляцию ВПЖ только при ультрафиолетовом облучении (Bergman et al , 1981). В аналогичной постановке опытов, используя стимулированные митогеном лимфоциты селезенки взрослых мышей NZB (СПЖ примерно 300 сут) и CBA (СПЖ примерно 900 сут), также была обнаружена положительная корреляция при ультрафиолетовом облучении и отсутствие корреляции при радиооблучении (Hall et al., 1981). Была обнаружена положительная корреляция с ВПЖ при изучении экцизионной репарации в эпителиальных клетках. Вместе с тем на фибробластах 21 вида млекопитающих была обнаружена лишь тенденция к положительной корреляции между ВПЖ и сайтами репарируемой ДНК

120

(Francis et ah, 1981). Интересные результаты получены при изучении репарации ДНК в нереплицирующихся гепатоцитах при широком диапазоне облучения ультрафиолетом. Оказалось, что положительная корреляция существует только при низких дозах, а при высоких видовые отличия нивелируются (Maslansky, Williams, 1985). Итак, у короткоживущих видов снижена чувствительность к повреждениям ДНК, а не мощность репаративных механизмов. Этот вывод, на который не обратили внимание Харт и Сетлоу (Hart, Setlow, 1974), следовал и из результатов их первой работы о связи ВПЖ и репарации. Перенос акцента на чувствительность, лабильность механизмов репарации нам представляется более аргументированным, так как в реальных условиях клетке вряд ли приходится часто использовать всю мощь репаративных механизмов. Поэтому соответствующие показатели репарации при максимальных и субмаксимальных воздействиях могут плохо коррелировать с ВПЖ.

Но каковыми бы ни были результаты изучения связи ВПЖ с репарацией ДНК, очевидно, известные к настоящему времени механизмы репарации нельзя считать основными при определении ВПЖ. Так, основной и наиболее универсальный вид репарации — экцизионная репарация, — как свидетельствуют данные ряда авторов, является привилегией плацентарных млекопитающих, отнюдь не отличающихся высокой ВПЖ (за исключением человека). У представителей других классов, в том числе таких долгоживущих, как рептилии, птицы, включая самый «долгоживущий» отряд черепах, экцизионную репарацию не удается обнаружить (Woodhead et al., 1980; Regan, Carrier, 1982). Чрезвычайно низкий уровень, а может быть и отсутствие этого вида репарации не мешает некоторым представителям этих отрядов достигнуть рекордно высоких значений ПЖ. С другой стороны, сложность структуры ДНК, наличие в ней многочисленных слабых связей делают маловероятным существование такой молекулы в течение десятилетий без соответствующей репарации. Не исключено, что взамен экцизионной репарации у долгоживущих видов будут найдены другие репаративные и защитные системы, наподобие репуриназы, предложенной M. M. Виленчиком (1970).