Хрусталик глаза является уникальным объектом для анализа патофизиологических механизмов старения, т. к. непрерывно растет в течение всей жизни человека и не имеет непосредственного контакта с кровотоком. Волокна ядра и внутренних слоёв хрусталика по сути, того же возраста, что и организм в целом. Катаракту можно считать естественным возрастным изменением; т. к. у большинства людей старше 60 лет выявляются помутнения в хрусталике.
Основным механизмом развития катаракты признается активация процессов окислительной деградации белков и липидов [Асейчев А. В., 1997; Веселовская З. Ф., 2002]. Множество исследователей считают, что к развитию возрастной катаракты приводит нарушение равновесия между факторами защиты хрусталика и повреждающими факторами [Bickol N. Mukesh, 2006]. Накопление в мембранах продуктов окисления липидов, особенно перекисей, меняет структуру мембран, проницаемость и устойчивость липид–белковых комплексов, вызывает инактивацию ферментов, разрушение белков и, следовательно, вызывает изменение функциональной активности мембран [Храпова, 1982]. Таким образом, увеличение количества свободных радикалов и активация перекисного окисления липидов приводят к нарушению функций, мембранно–белковых комплексов, биологических мембран и структурно–функционального состояния клеток. Окислительная модификация белков (ОМБ) демонстрирует изменение катаболитов ОМБ при различных патологических состояниях и отражает так называемый «карбониловый стресс» в тканях [Муравлева Л. Е., Молотов–Лучанский В. Б., 2010].
Цель — изучить окислительную модификацию липидов и белков хрусталика при старении.
Материал и методы. Для исследования отобраны пациенты с катарактой различной степени зрелости в возрасте от 60 до 90 лет (n=90). Интенсивность перекисного окисления липидов в ядрах хрусталиков оценивали методом измерения интенсивности хемилюминесценции. Также оценивали уровень диеновых и триеновых конъюгатов.
Таблица 1 Уровень окислительной деградации липидов в хрусталике человека в зависимости от возраста
Таблица 2 Уровень окислительной модификации белков в хрусталике человека в зависимости от возраста
Уровень оснований Шиффа (ОШ) выражали в относительных единицах флуоресценции. Степень окислительной модификации белков определяли по уровню карбонильных производных, метод основан на реакции взаимодействия окисленных аминокислотных остатков белков с 2,4–динитрофенилгидразоном (2,4–ДНФГ) с образованием производных 2,4–динитрофенилгидразона. Оптическую плотность образовавшихся динитрофенилгидразонов регистрировалась на спектрофотометре СФ–26, 270 нм — алифатические альдегиды основных аминокислотных остатков, для алифатических кетон– и альдегид–динитрофенилгидразонов нейтрального характера при длинах волн 363, 370 нм, основного характера — при 430 и 530 нм. Общий белок определяли с помощью набора «общий белок–Витал» (фирма «Витал Диагностикс Спб»). Данные по окислительным процессам липидов пересчитывали на количество липидов в каждом образце, а данные по окислительной модификации белков (ОМБ) пересчитывали на количество общего белка в каждом образце.
Статистическая обработка данных выполнена с помощью программы Statistica 6.0. Данные приведены в виде «среднее ± стандарная ошибка среднего». Выборки считались принадлежащими к разным генеральным совокупностям при р<0,05.
Результаты и обсуждение. Основные показатели уровня интенсивности окисления липидов с возрастом представлено в табл. 1.
Изменения уровня окислительной модификации белков хрусталика человека с возрастом представлены в табл. 2
Из табл. 2 видно, что уровень ОМБ постепенно уменьшается за период с 50 до 70 лет, затем к 80 годам уровень ОМБ снова достигает тех же показателей, что и в 50 лет. Данные факты при согласовании с показателями деградации липидов (табл. 1) свидетельствуют об истощении системы антиоксидантной защиты хрусталика после 70 лет. Увеличение персистенции карбонильных белков также может быть результатом снижения активности клеточных протеазных систем. Показано, что снижение функции протеасом сопровождается накоплением поврежденных белков.
Кроме того, агрегаты с высоким молекулярным весом также ингибируют и протеазы [Dukan S., 2000; Grune T., 2004]. В то же время следствием персистенции ОМБ является инактивация ферментов, таких как мембранных транспортеров, инактивация шаперонов, защищающих белки от повреждения и т. д. Все это приводит к выраженным нарушениям в функционировании мембран волокон хрусталика, повреждению хрусталиковых белков и развитию возрастных изменений хрусталика.
Выводы. В процессе старения хрусталика выявлено изменение концентрации окислительной модификации белков. Данные изменения согласуются с интенсивностью окислительной деградации липидов хрусталика и свидетельствуют о тесной взаимосвязи липидов и белков в процессе старения хрусталика.
