Книга: Биохимия старения

Резюме

Как функции возраста животных были изучены различные аспекты функционирования ферментов — их активность, формы изоферментов, индукция, кинетические параметры. Активность некоторых ферментов, выраженная в Ед.·мг^-1 белка и в Ед.·мг^-1 ДНК, в старости понижается, в то время как других — повышается. Для некоторых ферментов никаких изменений не обнаруживается. Не выявлено никаких специфических закономерностей в изменениях ферментов отдельных классов, одного и того же органа или клеточной органеллы. Поскольку каждый метаболический путь включает в себя ферменты, относящиеся к различным классам, особую ценность имеют исследования всех ферментов данного пути в одинаковых условиях.

Изучение изменения набора изоферментов дало полезную информацию о типах изменений, которые происходят на уровне генома и ответственны не только за смену изоферментов, но также и за активность ферментов. Смена изоферментов может нарушить точный и тонкий контроль метаболических путей из-за различий изоферментов в сродстве к субстратам и эффекторам. Это может вызывать значительные изменения в активности метаболических процессов и приводить к функциональным изменениям всего организма. Сдвиг к Н₄-ЛДГ в мозгу, сердце и скелетных мышцах крысы в старости может сделать эти ткани более аэробными. Сдвиг к цААТ-В в печени крысы в старости таким же образом может вызвать изменение в метаболизме аминокислот. Повышение относительного содержания некоторых изоферментов свидетельствует о повышении активности соответствующих генов. Такие изменения в функции гена в старости могут быть вызваны появлением или исчезновением в этом возрасте ряда факторов или эффекторов.

Изучение индукции ферментов, особенно стероидными гормонами, показывает, что в целом в старости степень индукции снижается. В некоторых случаях удается повернуть вспять это понижение путем введения необходимого количества гормонов. Вероятно, снижение индукции ацетилхолинэстеразы эстрадиолом в старости происходит благодаря уменьшению уровня эстрадиолспецифического рецептора. В некоторых тканях, таких, как печень, возможно восстановление индукции путем стимулирования регенерации ткани. Исследования в этой области показывают, что изменения в старости активности ферментов и форм их изоферментов обратимы, и, по-видимому, возможно их возвращение к уровням, свойственным среднему возрасту.

При изучении кинетических и молекулярных свойств нескольких ферментов было обнаружено, что ряд свойств: К_м, K_i, молекулярная масса и электрофоретическая подвижность — у старых и молодых животных одинаковы. Однако удельная активность нескольких изученных к настоящему моменту ферментов в старости снижается, а их термочувствительность возрастает. Это может объясняться посттрансляционными модификациями. Следовательно, за синтез фермента на протяжении всей жизни отвечает один и тот же ген. Эти исследования, а также изучение изоферментов и индукции свидетельствуют в пользу той точки зрения, согласно которой изменения в содержании ферментов, наблюдаемые в старости, происходят благодаря регуляции активности соответствующих генов, которые, по-видимому, стимулируются факторами, появляющимися или исчезающими по окончании репродуктивного периода. Подобные изменения могут вызывать вырождение функций или понижение способности организма адаптироваться к эндогенным и экзогенным факторам.