Согласно новому исследованию, проведенному в Университете Колорадо в Боулдере (University of Colorado Boulder, CU-Boulder), антиоксидант, мишенью которого являются клеточные структуры митохондрии, может обратить вспять некоторые из негативных последствий старения артерий, снижая риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Артерии старых мышей, возраст которых соответствовал 70–80 годам человеческой жизни, в течение четырех недель получавших антиоксидант, известный как MitoQ, функционировали так же хорошо, как артерии мышей, чей возраст соответствовал 25–35-летнему возрасту человека.

По мнению ученых, MitoQ оказывает влияние на эндотелий – тонкий слой клеток, выстилающий наши кровеносные сосуды. Эндотелий сосудов – наряду со многими другими функциями – помогает артериям расширяться, когда это необходимо. С возрастом эндотелий все меньше и меньше способен осуществлять этот процесс, что повышает предрасположенность к развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

«Одним из признаков начала старения является дисфункция эндотелия», – объясняет ведущий автор исследования Рейчел Джосча-Райан (Rachel Gioscia-Ryan), докторант кафедры интегративной физиологии в CU-Boulder. «MitoQ полностью восстановил функцию эндотелия у старых мышей. Они выглядели как молодые».

Триггером расширения кровеносных сосудов является синтез клетками эндотелия оксида азота. В процессе старения оксид азота все больше разрушается активными формами кислорода, такими как супероксид, которые вырабатываются многими компонентами клеток нашего организма, в том числе органеллами, называемыми митохондриями.

Кроме того, супероксид реагирует непосредственно с ферментом, участвующим в синтезе оксида азота, и тем самым уже уменьшает его количество. Все это вместе взятое снижает способность сосудов к расширению.

Супероксид, в небольших количествах необходимый для поддержания важных клеточных функций, вырабатывается митохондриями даже молодых и здоровых клеток. Однако он находится под контролем собственных антиоксидантов организма, которые, взаимодействуя с ним, делают его менее реактивным и предотвращают окислительное повреждение клеток.

«У нас поддерживается такого рода баланс, но с возрастом он нарушается», – комментирует протекающие в организме процессы Джосча-Райан. «Активных форм кислорода становится больше, чем то количество, с которым может справиться наша антиоксидантная защита».

Эндотелиальные клетки. Зеленым показаны актиновые стрессовые волокна, красным – микротрубочки.
(Фото: Imperial College London)

Это явление, известное как окислительный, или оксидативный, стресс, наблюдается, когда клетки пожилых людей начинают вырабатывать слишком много супероксида и других активных форм кислорода. Основным источником супероксида в стареющих клетках являются митохондрии. Супероксид не только взаимодействует с оксидом азота и эндотелием, но и атакует сами митохондрии. Поврежденные митохондрии все хуже выполняют свои функции, вырабатывают все больше активных форм кислорода, замыкая порочный круг.

Ученые неоднократно изучали эффект длительного приема антиоксидантов на функцию сосудов у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями, имевшего целью восстановление баланса с уровнями супероксида, но в основном эти исследования не подтвердили эффективность данной стратегии.

В новом исследовании был использован антиоксидант, непосредственной мишенью которого являются митохондрии. Биохимики создали MitoQ добавлением к природному антиоксиданту убихинону, известному также как кофермент Q10, определенной молекулы, «заставляющей» убихинон концентрироваться в митохондриях.

«Встает вопрос, почему бы нам всем не принимать кучу витамина С?», – продолжает Джосча-Райан. «Ученые считают, что, принятые внутрь, антиоксиданты, такие как витамин С, не достигают тех мест, где вырабатываются эти активные формы кислорода. MitoQ в основном направляется прямо в митохондрии».

Результаты исследования, проведенного американскими учеными, показывают, что специфический таргетинг митохондрий может быть эффективной стратегией улучшения состояния стареющих артерий. В дополнение к улучшению функции эндотелия лечение MitoQ повысило уровни оксида азота, снизило уровень окислительного стресса и улучшило состояние митохондрий в артериях старых мышей.

Исследование, опубликованное в журнале The Journal of Physiology, финансировалось Национальным институтом проблем старения (National Institute on Aging), одним из 27 институтов и центров Национальных институтов здравоохранения (National Institutes of Health) США, лидером в изучении природы старения.

Оригинальная статья

Mitochondria-targeted antioxidant (MitoQ) ameliorates age-related arterial endothelial dysfunction in mice