Каждый день наши тела подвергаются бомбардировке ультрафиолетовыми лучами, озоном, сигаретным дымом, промышленными химикатами и другими опасностями.
Это воздействие может привести к выработке свободных радикалов в нашем организме, что повреждает нашу ДНК и ткани. Новое исследование, проведенное исследователем из Университета Западной Вирджинии Эриком Э. Келли в сотрудничестве с Университетом Миннесоты, предполагает, что невосстановленные повреждения ДНК могут увеличить скорость старения.
Исследование опубликовано в журнале Nature .
Келли и его команда создали генетически модифицированных мышей, у которых в их гематопоэтических стволовых клетках отсутствует важный белок для репарации ДНК , незрелые иммунные клетки, которые развиваются в белые кровяные тельца. Без этого репаративного белка мыши не смогли бы исправить поврежденную ДНК, накопленную в их иммунных клетках.
«К тому времени, когда генетически модифицированной мыши исполнится 5 месяцев, она будет похожа на двухлетнюю мышь», — сказал Келли, адъюнкт-профессор и доцент кафедры физиологии и фармакологии Медицинской школы. «У него есть все симптомы и физические характеристики. У него потеря слуха, остеопороз, почечная дисфункция, нарушение зрения, гипертония, а также другие возрастные проблемы. Он преждевременно постарел только потому, что потерял способность восстанавливать свою ДНК».
По словам Келли, нормальная двухлетняя мышь примерно равна возрасту человека в возрасте от 70 до 80 лет.
Келли и его коллеги обнаружили, что маркеры старения или старения клеток, а также повреждения и окисления клеток были значительно выше в иммунных клетках генетически модифицированных мышей по сравнению с нормальными мышами дикого типа. Но ущерб не ограничивался иммунной системой; модифицированные мыши также продемонстрировали старые поврежденные клетки в таких органах, как печень и почки.
Эти результаты предполагают, что невосстановленное повреждение ДНК может вызвать преждевременное старение всего тела.
Когда мы подвергаемся воздействию загрязнителя, такого как радиация для лечения рака, энергия передается воде в нашем теле, разбивая воду на части. Это создает высокореактивные молекулы — свободные радикалы , которые быстро взаимодействуют с другой молекулой, чтобы получить электроны. Когда эти свободные радикалы взаимодействуют с важными биомолекулами, такими как белок или ДНК, это вызывает повреждение, которое может помешать этой биомолекуле работать должным образом.
Некоторое воздействие загрязнителей неизбежно, но есть несколько вариантов образа жизни, которые увеличивают подверженность загрязнению и, таким образом, увеличивают количество свободных радикалов в организме. Курение, употребление алкоголя и воздействие пестицидов и других химикатов из-за профессиональных опасностей значительно увеличивает количество свободных радикалов.
«Сигарета содержит от 10 до 16 свободных радикалов на затяжку только из-за сгоревших углеродных материалов», — сказал Келли.
Помимо свободных радикалов, образующихся в результате воздействия загрязнителей, человеческий организм постоянно производит свободные радикалы в процессе превращения пищи в энергию, называемого окислительным фосфорилированием.
«У нас есть механизмы в митохондриях, которые убирают свободные радикалы за нас, но если они становятся перегруженными — если мы переедаем, если мы едим слишком много мусора, если мы курим — защитный механизм абсолютно не выдерживает», — сказал Келли .