В живом организме действует физико-химическая регуляторная система, которая поддерживает необходимый уровень свободно-радикальных реакций, регулирует обмен мембранных липидов и скорость расходования антиоксидантов. Как работает эта система? Если уровень антиоксидантов по каким-то причинам повышается, то процессы окисления в клеточных мембранах замедляются. В результате мембраны обогащаются ненасыщенными липидами, которые окисляются легче, чем насыщенные. Увеличение окисляемости ведет, в свою очередь к более быстрому расходованию антиоксидантов, и все параметры возвращаются к норме. Если концентрация антиоксидантов падает, то процесс идет в обратном направлении, выводя клетку на оптимальную скорость окисления. Существование такой системы регуляции обнаружено практически во всех изученных внутриклеточных и клеточных мембранах клеток животных, растительных организмов и микроорганизмов. Изменение состава липидов и степени их окисленности приводит к изменению текучести различных слоев мембраны. А это влияет на активность связанных с мембраной белков – ферментов, рецепторов. Процесс релаксации системы к нормальному состоянию может занимать от считанных минут до нескольких суток.

Радиация и другие повреждающие факторы могут вызвать сбой в этой хорошо отлаженной системе регуляции. Например, при лучевой болезни происходит разрыв связи между процессом окисления и окисляемостью липидов, что не позволяет системе вернуться к норме. При развитии атеросклероза система работает в нормальном режиме на первой стадии болезни. Введение больным на этой стадии антиоксидантов устраняет нарушения в клеточной мембране. А вот на третьей стадии процесса происходит разрыв связей в системе и необходимо назначение, по крайней мере, двух различных препаратов, один из которых влияет на скорость окисления, а другой нормализует состав липидов.

Возьмем в качестве примера болезнь Альцгеймера. Большое число исследователей разделяют точку зрения, что окислительный стресс может быть либо основной причиной этого нейродегенеративного заболевания, либо важным фактором гибели нейронов. Исследуя механизмы болезни Альцгеймера, мы выявили разрывы связей в регуляторной системе. Если у здоровых людей при усилении перекисного окисления липиды обогащаются более устойчивыми к окислению фракциями, то у больных, напротив, увеличивается доля легко окисляемых жиров. Такие жиры имеют меньшую вязкость, становятся более текучими, и в результате нарушаются функции связанных с мембранами белков. Возникает дилемма – как лечить? Если применять антиоксиданты, вязкость липидов станет еще меньше, а это плохо для мембранных белков. Если же назначать вещества, повышающие жесткость мембраны, то ухудшится работа рецепторов, чувствительных к ацетилхолину – медиатору нервных сигналов. Мы нашли выход: синтезировали «гибридные» молекулы, содержащие в своем составе части, ответственные за блокирование ацетилхолинэстеразы (фермента, разрушающего ацетилхолин), за антиоксидантную активность, за локализацию молекулы в мембранах. Именно такие соединения в определенных дозах проявляют нормализующий эффект.

Изучая систему регуляции в целом, можно определить, в каких случаях следует обойтись одними только антиоксидантами, а в каких требуется комплексная терапия, в которой помимо антиоксидантов применяются и другие биологически активные вещества. В определенной степени это требование может быть удовлетворено благодаря синтезу гибридных химических соединений, сочетающих антиоксидантную активность со способностью к структурным взаимодействиям с биосистемой. К такому типу относятся так называемые поплавковые соединения, которые прикрепляются к поверхности клеточной мембраны, то есть оказывают лечебное действие именно там, где это необходимо. Такие лекарства обладают широким спектром биологической активности – антимикробной, антивирусной, анальгетической и т.д.

Теория на практике

Кремы и биологические добавки, с помощью которых люди стремятся продлить свою молодость, как правило, щедро сдабриваются всевозможными активными веществами, объединенными сложным названием «антиоксиданты». Однако, несмотря на то что антиоксиданты, по заверениям косметологов, должны творить чудеса, ни одного фактического подтверждения тому, что они поворачивают время вспять и останавливают процесс старения, не существует.

А времени для проверки «омолаживающих» свойств антиоксидантов у ученых было предостаточно. Теория, в соответствии с которой в старении повинны реактивные формы кислорода и свободные радикалы, повреждающие клетки организма, существует более 50 лет. До сих пор главенствует мнение о том, что единственным способом спастись от разрушающего воздействия радикалов является употребление добавок и применение кремов на основе антиоксидантов.