Противодействие живых систем развитию возрастной катаракты. Физико-химическое объяснение

Аннотация

Одновременно в живых системах проходят процессы, которые приводят как к увеличению энтропии (хаоса), так и к ее уменьшению. Уменьшение энтропии возможно только в открытых системах и связано с непрерывным потоком к ним энергоемких соединений, таких как глюкоза, окисление которой энергетически сопряжено с синтезом АТФ – универсальным носителем химической энергии для обеспечения функционирования живых систем. При окислении энергоемких соединений происходит увеличение энтропии, а при синтезе АТФ – ее уменьшение. В живых системах происходят не только реакции, связанные с синтезом АТФ и их функциониро-ванием, но и старение – окисление гидрофобных образований в клетках, в частности, матрикса мембран, по типу цепных реакций с вырожденным разветвлением. Развитию таких цепных реак-ций окисления в клетках может препятствовать как проникновение в них различных антиокси-дантов, например, ресвератрола, содержащегося в винограде и других растениях, и тушителей молекулярного кислорода в синглетном состоянии, например, йодидов, так и путем создания циклических процессов с участием десатураз, препятствующих увеличению вязкости в матриксе мембран до некоторых предельных значений, после превышения которых гибель клеток стано-вится неизбежной. В этом отношении показательны процессы, приводящие к катаракте – помут-нению хрусталиков глаз. В отсутствие десатураз в волокнах хрусталиков глаз крыс действие УФ света приводит к катаракте через 2–4 месяца, тогда как наличие десатураз в волокнах хрустали-ков глаз человека позволяет избежать возникновения катаракты в течение многих десятков лет. К противодействию старению матрикса мембран приводит реакция превращения липидов с пре-дельными жирными кислотами в ненасыщенные, катализируемая десатуразами. Жизненно важ-ной особенностью этой реакции является то, что она возникает только при отверждении матрик-са мембран. Эта реакция сначала приводит к разжижению матрикса до определенного состояния, после чего она останавливается. Причины, приводящие то к оживлению десатуразы, то к падению ее активности, обсуждаются в данной статье.