Как связаны старение, аутизм и окислительный стресс
Как любая фабрика, организм человека сжигает кислород для получения энергии, необходимой для удовлетворения его многочисленных нужд. При этом неизбежно выделяются токсичные побочные продукты, которые клетки нейтрализуют с помощью антиоксидантов. Однако по мере старения организма защитная антиоксидантная система постепенно сдает свои позиции.
Одним из вариантов решения этой проблемы является замедление синтеза новых белков – процесса, требующего больших энергетических затрат. И действительно, в стареющем организме производится меньше белков, что объясняет ухудшение способности к обучению и восстановлению повреждений, наблюдаемое у пожилых людей.
Так как все белки синтезируются согласно инструкциям, зашифрованным в ДНК, процесс их синтеза можно замедлить путем подавления активности определенных генов. Это достигается посредством работы механизма, известного как эпигенетическое регулирование и заключающегося в прикреплении и удалении молекулярных меток к определенным регионам генома. Активное участие в этом процессе принимает фермент метионинсинтаза, активность которого регулируется интенсивностью процессов окисления.
По словам профессора Северо-западного университета Ричарда Деса (Richard Deth), этот фермент является наиболее подверженной окислению молекулой в организме. В условиях окислительного стресса метионинсинтаза прекращает функционировать, что стимулирует синтез антиоксиданта глутатиона и оказывает выраженное влияние на метаболическую активность организма.
Дес и его коллеги выдвинули гипотезу, согласно которой метионинсинтазе принадлежит важная регуляторная роль в процессе старения и что ее функционирование может нарушаться при аутизме, взаимосвязь между которым и неконтролируемым окислительным стрессом авторы выявили в более раннем исследовании.
Чтобы проверить эту гипотезу, ученые изучили посмертные образцы ткани мозга людей разного возраста (от 28 недель внутриутробного развития до 84 лет). При этом они оценивали уровни информационной РНК (иРНК) метионинсинтазы, обеспечивающей транскрипцию генетического кода изучаемого фермента в белковый продукт.
Оказалось, что по мере старения в ткани мозга человека содержание иРНК метионинсинтазы снижается, однако концентрация самого фермента остается неизменной на протяжении всей жизни.
Авторы предположили, что целью наблюдаемого возрастного снижения уровня иРНК метионинсинтазы может являться экономия энергии и замедление процессов, запускаемых окислительным стрессом.
Сравнение уровней иРНК метионинсинтазы и самого фермента в образцах ткани мозга психически здоровых людей и страдающих аутизмом выявило значительно более низкие уровни иРНК метионинсинтазы в ткани мозга последних. При этом контрольные образцы и образцы пациентов с аутизмом содержали сопоставимые количества самого фермента. Более того, наблюдаемая в тканях мозга нормальных людей тенденция к снижению уровня иРНК метионинсинтазы не была выявлена при анализе образцов ткани мозга людей с аутизмом.
Если уменьшение уровня иРНК метионинсинтазы действительно означает снижение активности белкового синтеза, это не имеет большого значения для мозга взрослых людей, не нуждающегося в продукции большого количества новых белковых молекул. Однако для развивающегося мозга необходим постоянный синтез новых белков. Получается, что способности к познанию у детей с аутизмом могут быть преждевременно снижены по метаболическим причинам.
Полученные результаты предварительны и нуждаются в дальнейшем подтверждении, однако они являются дополнительным доказательством справедливости развивающейся в последнее время гипотезы, согласно которой как старение, так и аутизм ассоциированы с окислительным стрессом.
Статья Christina R. Muratore et al. Age-Dependent Decrease and Alternative Splicing of Methionine Synthase mRNA in Human Cerebral Cortex and an Accelerated Decrease in Autism опубликована в журнале PLoS ONE.
Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Northeastern University:
A proposed link between aging, autism, and oxidation.
07.03.2013