Ферменти і старіння

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7

Якщо утворення колагену добре вивчено, то про синтез еластину ми майже нічого не знаємо. Еластин - це ще один важливий склеропротеид, який надає основному речовині сполучної тканини пружність. Він істотно відрізняється від колагену за кількістю та послідовністю амінокислот. Підшлунковий сік містить фермент, специфічно пристосований для розщеплення еластину, - эластазу (панкреатичну пептидазу), під дією якої еластичні волокна розпадаються на тонкі фібрили. Еластаза складається з двох компонентів з різним оптимумом рН. З віком структура колагену і еластину змінюється, відповідно змінюється і реакція їх по відношенню до специфічних ферментів, так що ми маємо тут чудову модель для досліджень, що стосуються біохімії старіння і дії ферментів.
Ймовірно, ті ж фібробласти синтезують поряд з колаген і еластин. Це означало б, що повинні існувати дві системи рибосом з відповідними групами ферментів. Можливо також, що деякі процеси часткового синтезу колагену і еластину протікають паралельно і тоді одна група ферментів була б зайвою.
Молекули колагену не цілком стабільні; їх фізичні властивості залежать від числа водневих зв'язків і поперечних містків.
У дермальному шарі старіючої шкіри колагенові волокна заміщуються эластиноподобными фібрилами.
Оскільки синтез обох білків відбувається у фібробластах і регулюється ферментами, можна думати, що якась зміна в цьому регуляторному механізмі призводить до вибору іншого варіанту синтезу пептидів на рибосомах. Якщо виходити з припущення, що всі структурні білки безперервно утворюються протягом усього життя, то також можна висловити гіпотезу, що комплекс ферментів в клітинах протягом життя зазнає помітних якісних змін. З цим могла б бути пов'язана і знижена активність певних ферментів в літньому віці.
Можливо, в старості сполучна тканина містить ще якийсь третій білок, який відрізняється від колагену і еластину.
До речовин, характерним для старіючого організму, відносять також «десмозины», які утворюються за участю гетероциклічних амінокислот з використанням продуктів розщеплення молекул еластину *. Деякі з цих молекул з ланцюгами, з'єднаними поперечними зв'язками, стійкі до дії еластази, інші відрізняються значною лабільністю. У старості спорідненість еластину до эластазе зменшується. За допомогою біохімічних методів можна показати, що в сполучній тканині літніх людей еластин приєднується до якогось білка, блокує ті реактивні групи, або центри, в молекулі еластину, які чутливі до ферменту. Це приклад блокади субстрату шляхом збільшення його молекули. Старечий еластин (псевдоэластин) відрізняється від еластину молодих людей за амінокислотним складом.
Компоненти колагену шкіри можна вивчати методом фракційного екстрагування. Більш розчинні фракції складаються з α-ланцюгів без поперечних містків, і вміст їх збільшується в середньому віці. У старості воно зменшується - відбувається зсув у бік β-ланцюгів, з'єднаних поперечними містками (але бідних водневими зв'язками), які дуже стійкі до дії ферменту колагенази.
При розпад колагену фрагменти його молекул знову захоплюються фібробластами і використовуються для ресинтезу колагену, еластину і подібних речовин. У цьому «круговерті» компонентів сполучної тканини, пов'язаних з фібробластами, беруть участь численні ферменти, від активності та утворення яких у клітці залежать процеси первинного синтезу і ресинтезу відповідних білків.
Є відомості про активність різних ферментів в період старіння. Барроуз і співр. [2, 3] підкреслюють, що особливе значення має величина активності, віднесена до числа клітин, що синтезують дані ферменти; у зв'язку з цим вони знаходять співвідношення між кількістю клітин (що визначаються за кількістю ДНК) і специфічної ферментативною активністю. У деяких випадках вдавалося встановити залежність останньої від числа мітохондрій. Активність сукцинатоксидазы у нирках щурів в період старіння знижується. Вейнбах і співр. [12] отримали подібні дані про оксибутиразе, активність якої в печінці і нирках, так само як і кількість мітохондрій, дещо знижується з віком.

* Погляди авторів з цього питання не є загальноприйнятими. Огляд сучасного стану проблеми див. у кн. В. І. Мазурів «Біохімія колагенових білків», «Медицина», М., 1974.- Прим. ред.