Стойкий окислительный стресс является одной из основных причин заболеваний, связанных с образом жизни человека, а также рака и процесса старения. Острый окислительный стресс вызывает серьезные повреждения тканей в организме. Несмотря на клиническое значение окислительного повреждения, имеют ограниченное терапевтическое воздействие. (Н₂) имеет потенциал в качестве «нового» антиоксиданта для профилактического и терапевтического применения.
Окислительный стресс и молекулярный водород.
Окислительный стресс возникает в результате сильного окислительного потенциала в клетках за счет избытка . Острый оксидативный стресс может возникать в разных ситуациях, включая ишемию-реперфузию. Стойкий окислительный стресс считается одной из причин заболеваний, связанных с образом жизни человека, а также рака и процесса старения. Однако многие антиоксидантные добавки не только не могут предотвратить рак, инфаркт миокарда и атеросклероз, но и могут способствовать увеличению количества смертельных исходов. Таким образом, при разработке эффективного антиоксиданта для профилактики заболеваний, связанных с окислительным стрессом, важно быть осведомленным о возможных побочных эффектах.
Было обнаружено, что водород (Н₂) выступает в роли «нового» для применения в профилактических и терапевтических целях. Водород имеет преимущества в качестве потенциального антиоксиданта без побочных эффектов: он оказывает достаточно мягкое действие, не затрагивающее метаболические окислительно-восстановительные реакции и , и имеет благоприятные характеристики распространения за счет физиологической способности проникновения через биомембраны и барьеры клеточных компонентов.
Результаты исследования влияния H2 на культивируемые клетки
H2 предотвращает снижение мембранного потенциала митохондрий. Это позволило предположить, что Н2 защищает митохондрии от ● OH. Наряду с этим защитным эффектом, Н2 также предотвращает снижение клеточного уровня АТФ, синтезируемого в митохондриях. Н2 защищает митохондрии и ядерные ДНК при условии, что он проник большинство мембран и диффундировал в органеллы. Следовательно, H2 защищает культивируемые клетки от окислительного стресса. Кроме того,H2 оказывает воздействие только на ●OH, но не на ●O2-, H2O2 и NO в культивируемых клетках.
Характеристики молекулярного водорода.
Водород не токсичен даже при высокой концентрации.
Водород не является цитоксичным даже при большой концентрации. Стандарты безопасности были созданы для ингаляций с высокой концентраций . Безопасность H₂ для человека демонстрирует его применение в газовых смесях, необходимых для предотвращения кессонной болезни и азотного наркоза во время глубокого технического дайвинга.
Методы употребления водорода: ингаляции с водородным газом.
Вдыхание газообразного водорода является простым терапевтическим методом. Молекулярный водород можно употреблять путем доставки его через контур для искусственной вентиляции легких или лицевую маску. Поскольку вдыхаемый водород действует быстро, он может быть пригоден для защиты от острого окислительного стресса. В частности, не влияет на артериальное давление, что является его положительным свойством, так как повышение кровяного давления, например, может вызвать серьезные трудности при лечении инфаркта миокарда.
Исследование влияния водорода на крысиную модель ишемии-реперфузии в острой форме показало, что Н₂ имеет потенциал для уменьшения окислительного стресса и подавления повреждений головного мозга.
H₂-ингаляции существенно снижают повреждения кишечных и легочных трансплантатов и предотвращают воспаление удаленного органа благодаря антиоксидантным свойствам.
Сепсис, синдром полиорганной недостаточности, являются основной причиной смерти критически больных пациентов. Благотворное влияние Н2 показало снижение уровня окислительных продуктов, увеличения деятельности ферментов антиоксидантной защиты и снижение уровня ранних и поздних противоспалительных цитокинов в сыворотке крови и тканях, что говорит о возможности использования водорода в терапии состояний, связанных с воспалением и синдром полиорганной недостаточности.
Методы употребления водорода: водородная вода.
Наиболее простой и эффективный способ получения пользы водорода — это употребление . Водородная вода может быть получена несколькими способами: методом электролиза, насыщением водородным газом под давлением или при реакции магния с водой.
В результате проведенного исследования на мышах, было выяснено, что постоянное употребление снижает окислительный стресс в мозге и предотвращает стресс-индуцированное снижение обучаемости и памяти.
При болезни Паркинсона, митохондриальная дисфункция и окислительный стресс являются основными причинами потери дофаминергических клеток в черной субстанции. Вода, обогащенная водородом, обладает способностью тормозить развитие и прогрессирование этой болезни.
Окислительный стресс участвует в развитии атеросклероза. Однако большинство клинических испытаний пищевых антиоксидантов не показали заметного успеха в профилактике атеросклеротических заболеваний. имеет более эффективный терапевтический потенциал для предотвращения атеросклероза, чем другие антиоксиданты.
При ожирении, оксидативный стресс приводит к метаболическому синдрому. Долгосрочное употребление , существенно помогает контролировать количество жира и массу тела, не смотря на отсутствие изменений в потреблении пищи и воды. Кроме того, водородная вода снижает уровень глюкозы в плазме, количество инсулина и триглицеридов, что говорит о ее пользе в лечении ожирения, сахарного диабета и метаболического синдрома.
Одним из широко используемых противораковых препаратов является Циспластин, однако его применение ограничено, так как он вызывает нефротоксичность (токсическое действие, проявляющееся поражением почек). Употребление снижает апоптоз в почках, но не снижает противоопухолевую активность Цисплатина в отношении линий раковых клеток. Таким образом, водород может улучшить состояние пациентов при химиотерапии.
АФК способствуют развитию интерстициального фиброза и атрофии канальцев при хронической нефропатии аллотрансплантата. Группа ученых во главе с доктором Накао провела исследование эффективности водородной воды при трансплантации почки на крысах. Результаты показали, что является эффективным антиоксидантом и противовоспалительным средством, снижает хроническую нефропатию аллотрансплантата и улучшает выживаемость почечных аллотрансплантатов.
Космическое излучение, как известно, вызывает повреждение ДНК и липидов, связанное с повышенным окислительным стрессом и остается серьезной проблемой в области космических путешествий. Шенфельд Б. и группа ученых выдвинули гипотезу, что употребление космонавтами молекулярного водорода в качестве ингаляций или водородной воды может оказать профилактическо-терапевтическое действие для предотвращения побочных эффектов, связанных с радиацией.
Также . Н₂ легко проникает в кожу и распределяется по всему телу через кровоток. Данный метод активно используется в Японии.
Методы употребления водорода: физиологический раствор, насыщенный водородом.
Несмотря на то, что употребление водородной воды – это наиболее простой способ получения пользы водорода, инъекции с физиологическим раствором, насыщенным водородом, позволяют осуществлять доставку водорода в более точных концентрациях.
Группа ученых во главе с доктором Сан провела ряд успешных исследований использования инъекций с физиологическим раствором, обогащенным водородом, на животных. Например, при неонатальной гипоксии — ишемии у крыс, инъекции показали нейропротекторное действие, а при болезни Альцгеймера снизился уровень окислительного стресса и маркеров воспаления, и отмечено предотвращение дисфункции памяти и моторной дисфункции. Таким образом, физиологический раствор, обогащенный водородом, имеет потенциал в реальной клинической терапии.
Кроме того, капли с физиологическим Н₂-раствором показали свою эффективность в лечении глаукомы.
Читайте статью и заходите на сайт www.h2miraclewater-russia.ru для получения более подробной информации о водородных аппаратах и водородной воде.
ВОДОРОД. Еще средневековый ученый Парацельс заметил, что при действии кислот на железо выделяются пузырьки какого-то «воздуха». Но что это такое, он объяснить не мог. Теперь известно, что это был водород. «Водород представляет пример газа, – писал Д.И.Менделеев , – на первый взгляд не отличающегося от воздуха... Парацельс, открывший, что при действии некоторых металлов на серную кислоту получается воздухообразное вещество, не определил его отличия от воздуха. Действительно, водород бесцветен и не имеет запаха, так же, как и воздух; но, при ближайшем знакомстве с его свойствами, этот газ оказывается совершенно отличным от воздуха».
Водород – самый распространенный химический элемент во Вселенной. Он составляет примерно половину массы Солнца и большинства звезд, является основным элементом в межзвездном пространстве и в газовых туманностях. Распространен водород и на Земле. Здесь он находится в связанном состоянии – в виде соединений. Так, вода содержит 11% водорода по массе, глина – 1,5%. В виде соединений с углеродом водород входит в состав нефти, природных газов, всех живых организмов. Немного свободного водорода содержится в воздухе, но его там совсем мало – всего 0,00005%. Он попадает в атмосферу из вулканов.
Водороду принадлежит много других «рекордов». Жидкий водород – самая легкая жидкость (плотность 0,067 г/см 3 при температуре –250 о С), а твердый водород – самое легкое твердое вещество (плотность 0,076 г/см 3). Атомы водорода – самые маленькие из всех атомов. Однако при поглощении энергии электромагнитного излучения внешний электрон атома может удаляться от ядра все дальше и дальше. Поэтому возбужденный атом водорода теоретически может иметь любые размеры. А практически? В книге Мировые рекорды в химии сказано, что в межзвездных облаках якобы обнаружены по их спектрам атомы водорода диаметром 0,4 мм (они зафиксированы по спектральному переходу с 253-й на 252-ю орбиталь). Атомы таких размеров вполне можно увидеть невооруженным глазом! При этом дается ссылка на статью, опубликованную в 1991 в самом известном в мире журнале, посвященном химическому образованию – Journal of Chemical Education (он издается в США). Однако автор статьи ошибся – он завысил все размеры ровно в 100 раз (об этом сообщил тот же журнал год спустя). Значит, обнаруженные атомы водорода имеют диаметр «всего лишь» 0,004 мм, и такие атомы, даже если бы они был «твердыми», невооруженным глазом увидеть нельзя – только в микроскоп. Конечно, по атомным меркам и 0,004 мм – величина огромная, в десятки тысяч раз больше диаметра невозбужденного атома водорода.
Молекулы водорода тоже очень маленькие. Поэтому этот газ легко проходит через самые тонкие щели. Резиновый шарик, надутый водородом, «худеет» намного быстрее шарика, надутого воздухом: молекулы водорода понемногу просачиваются через мельчайшие поры в резине.
Если вдохнуть водород и начать разговаривать, то частота издаваемых звуков будет втрое выше обычной. Этого достаточно, чтобы звук даже низкого мужского голоса оказался неестественно высоким, напоминающим голос Буратино. Происходит это потому, что высота звука, издаваемая свистком, органной трубой или голосовым аппаратом человека, зависит не только от их размеров и материала стенок, но и от газа, которым они наполнены. Чем больше скорость звука в газе, тем выше его тон. Скорость звука зависит от массы молекул газа. Молекулы водорода значительно легче молекул азота и кислорода, из которых состоит воздух, и звук в водороде распространяется почти вчетверо быстрее, чем в воздухе. Однако вдыхать водород рискованно: в легких он неминуемо смешается с остатками воздуха и образует гремучую смесь. И если при выдохе поблизости окажется огонь... Вот какая история произошла с французским химиком, директором Парижского музея науки Пилатром де Розье (1756–1785). Как-то он решил проверить, что будет, если вдохнуть водород; до него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие. Он еще раз хорошо вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких смелого экспериментатора был смешан с воздухом и произошел сильный взрыв. «Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями», – писал он впоследствии, очень довольный опытом, который чуть не стоил ему жизни.
Помимо «обычного» водорода (протия, от греческого protos – первый), в природе присутствует также его тяжелый изотоп – дейтерий (от латинского deuteros – второй) и в ничтожных количествах сверхтяжелый водород – тритий. Долгие и драматические поиски этих изотопов вначале не давали результата из-за недостаточной чувствительности приборов. В конце 1931 группа американских физиков – Г.Юри со своими учениками, Ф.Брикведде и Дж.Мэрфи, взяли 4 л жидкого водорода и подвергли его фракционной перегонке, получив в остатке всего 1 мл, т.е. уменьшив объем в 4 тысячи раз. Этот последний миллилитр жидкости после ее испарения и был исследован спектроскопическим методом. Опытный спектроскопист Юри заметил на спектрограмме обогащенного водорода новые очень слабые линии, отсутствующие у обычного водорода. При этом положение линий в спектре точно соответствовало проведенному им квантово-механическому расчету нуклида 2 H.
После спектроскопического обнаружения дейтерия было предложено разделять изотопы водорода электролизом. Эксперименты показали, что при электролизе воды легкий водород действительно выделяется быстрее, чем тяжелый. Именно это открытие стало ключевым для получения тяжелого водорода. Статья, в которой сообщалось об открытии дейтерия, была напечатана весной 1932, а уже в июле были опубликованы результаты по электролитическому разделению изотопов. В 1934 за открытие тяжелого водорода Гарольд Клейтон Юри получил Нобелевскую премию по химии.
17 марта 1934 в выходящем в Англии журнале «Nature» («Природа») была опубликована небольшая заметка, подписанная М.Л.Олифантом, П.Хартеком и Резерфордом (фамилия лорда Резерфорда не требовала при публикации инициалов!). Несмотря на скромное название заметки: Эффект трансмутации, полученный с тяжелым водородом , она сообщала миру о выдающемся результате – искусственном получении третьего изотопа водорода – трития. В 1946 известный авторитет в области ядерной физики, лауреат Нобелевской премии У.Ф.Либби предположил, что тритий непрерывно образуется в результате идущих в атмосфере ядерных реакций. Однако в природе трития так мало (1 атом 1 Н на 10 18 атомов 3 Н), что обнаружить его удалось только по слабой радиоактивности (период полураспада 12,3 года).
Водород образует соединения – гидриды со многими элементами. В зависимости от второго элемента, гидриды очень сильно различаются по свойствам. Наиболее электроположительные элементы (щелочные и тяжелые щелочноземельные металлы) образуют так называемые солеобразные гидриды ионного характера. Они получаются в результате непосредственной реакции металла с водородом под давлением и при повышенной температуре (300–700 o С), когда металл находится в расплавленном состоянии. Их кристаллическая решетка содержит катионы металлов и гидрид-анионы H – и построена аналогично решетке NaCl. При нагревании до температуры плавления солеобразные гидриды начинают проводить электрический ток, при этом, в отличие от электролиза водных растворов солей, водород выделяется не на катоде, а на положительно заряженном аноде. Солеобразные гидриды реагируют с водой с выделением водорода и образованием раствора щелочи, легко окисляются и кислородом и используются как сильные восстановители.
Ряд элементов образуют ковалентные гидриды, среди которых наиболее известны гидриды элементов IV–VI групп, например, метан CH 4 , аммиак NH 3 , сероводород H 2 S и т.п. Ковалентные гидриды обладают высокой реакционной способностью и являются восстановителями. Некоторые из этих гидридов малостабильны и разлагаются при нагревании или гидролизуются водой. Примером могут служить SiH 4 , GeH 4 , SnH 4 . С точки зрения строения интересны гидриды бора, например, В 2 Н 6 , В 6 Н 10 , В 10 Н 14 и др., в которых пара электронов связывает не два, как обычно, а три атома В–Н–В. К ковалентным относят и некоторые смешанные гидриды, например, литийалюминийгидрид LiAlH 4 , который нашел широкое применение в органической химии в качестве восстановителя. Гидриды германия, кремния, мышьяка используют для получения высокочистых полупроводниковых материалов.
Гидриды переходных металлов весьма разнообразны по свойствам и строению. Часто это соединения нестехиометрического состава, например, металлоподобные TiH 1,7 , LaH 2,87 и т.п. При образовании подобных гидридов водород сначала адсорбируется на поверхности металла, затем происходит его диссоциация на атомы, которые диффундируют вглубь кристаллической решетки металла, образуя соединения внедрения. Наибольший интерес представляют гидриды интерметаллических соединений, например, содержащие титан, никель, редкоземельные элементы. Число атомов водорода в единице объема такого гидрида может быть в пять раз больше, чем даже в чистом жидком водороде! Уже при комнатной температуре сплавы упомянутых металлов способны быстро поглощать значительные количества водорода, а при нагревании – выделять его. Таким образом получают обратимые «химические аккумуляторы» водорода, которые, в принципе, могут использоваться для создания двигателей, работающих на водородном топливе. Из других гидридов переходных металлов интересен гидрид урана постоянного состава UH 3 , который служит источником других соединений урана высокой чистоты.
Водород используют в основном для получения аммиака, который нужен для производства удобрений и многих других веществ. Из жидких растительных масел с помощью водорода получают твердые жиры, похожие на сливочное масло и другие животные жиры. Их используют в пищевой промышленности. При производстве изделий из кварцевого стекла требуется очень высокая температура. И здесь водород находит применение: горелка с водородно-кислородным пламенем дает температуру выше 2000 градусов, при которой кварц легко плавится.
В лабораториях и в промышленности широко используется реакция присоединения водорода к различным соединениям – гидрирование. Наиболее распространены реакции гидрирования кратных углерод-углеродных связей. Так, из ацетилена можно получить этилен или (при полном гидрировании) этан, из бензола – циклогексан, из жидкой непредельной олеиновой кислоты – твердую предельную стеариновую кислоту и т.д. Гидрированию подвергаются и другие классы органических соединений, при этом происходит их восстановление. Так, при гидрировании карбонильных соединений (альдегидов, кетонов, сложных эфиров) образуются соответствующие спирты; например, из ацетона получается изопропиловый спирт. При гидрировании нитросоединений образуются соответствующие амины.
Гидрирование молекулярным водородом часто проводят в присутствии катализаторов. В промышленности, как правило, используют гетерогенные катализаторы, к которым относятся металлы VIII группы периодической системы элементов – никель, платина, родий, палладий. Самый активный из этих катализаторов – платина; с ее помощью можно гидрировать при комнатной температуре без давления даже ароматические соединения. Активность более дешевых катализаторов можно повысить, проводя реакцию гидрирования под давлением при повышенных температурах в специальных приборах – автоклавах. Так, для гидрирования ароматических соединений на никеле требуются давления до 200 атм и температура выше 150 o С.
В лабораторной практике широко используют также различные способы некаталитического гидрирования. Один из них – действие водорода в момент выделения. Такой «активный водород» можно получить в реакции металлического натрия со спиртом или амальгамированного цинка с соляной кислотой. Значительное распространение в органическом синтезе получило гидрирование комплексными гидридами – борогидридом натрия NaBH 4 и алюмогидридом лития LiAlH 4 . Реакцию проводит в безводных средах, так как комплексные гидриды мгновенно гидролизуются.
Водород используют во многих химических лабораториях. Его хранят под давлением в стальных баллонах, которые для безопасности с помощью специальных хомутов прикрепляют к стене или даже выносят во двор, а газ поступает в лабораторию по тонкой трубке.
Илья Леенсон
March 10th, 2010 , 04:21 am
Пилатр де Розье был первым официально признанным человеком, взлетевшим на воздушном шаре и первой жертвой катастрофы этого ненадежного летательного аппарата. Розье, физик из Реймса, где в 1781 г. он открыл первый в мире музей техники....
Узнав, что в первый пилотируемый полет на аэростате братьев Монгольфье предполагается отправить двух человек, приговоренных к смертной казни, Пилатр де Розье выразил протест против того, что честь совершить такой полет достанется преступникам, и предложил себя в качестве пилота. По его просьбе маркиз де Арланд ходатайствовал перед королем и выразил желание лично участвовать в подъеме вместе с Пилатром де Розье. Получив согласие Людовика, воздухоплаватели 15 октября 1783 поднялись на шаре, привязанном канатами к наземным опорам. Спустя год, 21 ноября 1784, был совершен первый полет на свободно парящем воздушном шаре, наполненном горячим воздухом: пилоты поднялись из Булонского леса, пролетели над Сеной и через 20 мин опустились на землю в 8200 м от места старта.
Пилатр де Розье Как-то решил проверить, что будет, если вдохнуть водород. До него никто такого эксперимента не проводил. Не заметив никакого эффекта, ученый решил убедиться, проник ли водород в легкие? Он ещё раз глубоко вдохнул этот газ, а затем выдохнул его на огонь свечи, ожидая увидеть вспышку пламени. Однако водород в легких экспериментатора смешался с воздухом и произошел сильный взрыв. “Я думал, что у меня вылетели все зубы вместе с корнями”, - так Розье характеризовал испытанные ощущения. Эксперимент чуть не стоил ему жизни.
В 1785 году, вдоволь налетавшись на обычных могольфьерах, Розье задумал преодолеть по воздуху Ла-Манш, для чего построил комбинированный аэростат, представляющий собой сочетание монгольфьера и шарльера. Его оболочка была поделена на две части, одна из которых была наполнена водородом, а вторая подогретым воздухом. Такая конструкция облегчала процесс управления полетом. Путем изменения температуры воздуха в цилиндре изобретатель этого аэростата предполагал управлять высотой полета без использования балласта и выпуска газа. И вот в июне 1785 года Розье со своим помощником отправились в свой рекордный полет. Увы, он закончился трагически, аэростат загорелся в воздухе и оба пилота, вместе с горящими остатками шара утонули в море (хотя по другим данным, катастрофа произошла еще до того, как они достигли пролива). Эта трагедия стала первой, но далеко не последней в истории воздухоплавания. Именем отважного ученого теперь принято называть комбинированные аэростаты.
Недавно страну облетела новость: госкорпорация «Роснано» инвестирует 710 млн рублей в производство инновационных лекарственных препаратов против возрастных заболеваний. Речь идет о так называемых «ионах Скулачева» – фундаментальной разработке отечественных ученых. Она поможет справиться со старением клеток, которое вызывает кислород.
«Как же так? – удивитесь вы. – Без кислорода невозможно жить, а вы утверждаете, что он ускоряет старение!» На самом деле противоречия тут нет. Двигатель старения – активные формы кислорода, которые образуются уже внутри наших клеток.
Источник энергии
Немногие знают, что чистый кислород опасен. Его в небольших дозах применяют в медицине, но если дышать им долго, можно отравиться. Лабораторные мыши и хомячки, к примеру, живут в нем всего несколько дней. В воздухе же, которым мы дышим, кислорода чуть больше 20%.
Почему же столько живых существ, в том числе человек, нуждаются в небольшом количестве этого опасного газа? Дело в том, что О2 – мощнейший окислитель, перед ним не может устоять практически ни одно вещество. А всем нам нужна энергия, чтобы жить. Так вот, получать ее мы (а также все животные, грибы и даже большинство бактерий) можем, именно окисляя те или иные питательные вещества. Буквально сжигая их, как дрова в каминной топке.
Происходит этот процесс в каждой клетке нашего тела, где для него имеются специальные «энергетические станции» – митохондрии. Именно туда в конечном итоге попадает все, что мы съели (разумеется, переваренное и разложенное до простейших молекул). И именно внутри митохондрий кислород делает единственное, что он умеет, – окисляет.
Такой способ получения энергии (его называют аэробным) весьма выгоден. Например, некоторые живые существа умеют получать энергию и без окисления кислородом. Только вот благодаря этому газу из одной и той же молекулы получается в несколько раз больше энергии, чем без него!
Скрытый подвох
Из 140 литров кислорода, которые мы вдыхаем за день из воздуха, почти все уходит на получение энергии. Почти – но не все. Примерно 1% тратится на производство… яда. Дело в том, что во время полезной деятельности кислорода образуются и опасные вещества, так называемые «активные формы кислорода». Это – свободные радикалы и перекись водорода.
Зачем вообще природе вздумалось производить этот яд? Некоторое время назад ученые нашли этому объяснение. Свободные радикалы и перекись водорода при помощи особого белка-фермента образуются на внешней поверхности клеток, с их помощью наш организм уничтожает бактерии, попавшие в кровь. Очень разумно, если учесть, что радикал гидроксида по своей ядовитости соперничает с хлоркой.
Однако не весь яд оказывается за пределами клеток. Он образуется и в тех самых «энергетических станциях», митохондриях. В них же имеется своя собственная ДНК, которую и повреждают активные формы кислорода. Дальше все понятно и так: работа энергетических станций разлаживается, ДНК повреждена, начинается старение…
Зыбкий баланс
К счастью, природа позаботилась о том, чтобы нейтрализовать активные формы кислорода. За миллиарды лет кислородной жизни наши клетки в общем-то научились держать О2 в узде. Во-первых, его не должно быть слишком много или слишком мало – и то и другое провоцирует образование яда. Поэтому митохондрии умеют «выгонять» лишний кислород, а также «дышать» так, чтобы он не мог образовать те самые свободные радикалы. Более того, в арсенале нашего организма есть вещества, которые неплохо борются со свободными радикалами. Например, ферменты-антиоксиданты, которые превращают их в более безобидную перекись водорода и просто кислород. Другие ферменты тут же берут в оборот перекись водорода, превращая ее в воду.
Вся эта многоступенчатая защита неплохо работает, но со временем начинает давать сбои. Сначала ученые думали, что с годами ферменты-защитники от активных форм кислорода слабеют. Оказалось, нет, они по-прежнему бодры и активны, однако по законам физики какие-то свободные радикалы все равно минуют многоступенчатую защиту и начинают разрушать ДНК.
Можно ли поддержать свою природную защиту от ядовитых радикалов? Да, можно. Ведь чем дольше живут в среднем те или иные животные, тем лучше отточена их защита. Чем интенсивнее обмен веществ у того или иного вида, тем эффективнее его представители справляются со свободными радикалами. Соответственно, первая помощь себе изнутри – вести активный образ жизни, не позволяя обмену веществ замедлиться с возрастом.
Тренируем молодость
Есть еще несколько обстоятельств, которые помогают нашим клеткам справляться с ядовитыми производными кислорода. Например, поездка в горы (1500 м и выше над уровнем моря). Чем выше, тем меньше в воздухе кислорода, и жители равнины, попав в горы, начинают чаще дышать, им трудно двигаться – организм пытается компенсировать нехватку кислорода. Через две недели жизни в горах наш организм начинает приспосабливаться. Повышается уровень гемоглобина (белок крови, который разносит кислород из легких во все ткани), а клетки учатся использовать О2 экономичнее. Возможно, говорят ученые, это одна из причин того, что среди горцев Гималаев, Памира, Тибета, Кавказа много долгожителей. И даже если вы попадете в горы только на время отпуска раз в год, вы получите те же самые выгодные изменения, пусть всего на месяц.
Итак, можно научиться вдыхать много кислорода или, наоборот, мало, существует масса дыхательных техник обоих направлений. Однако по большому счету организм все равно будет поддерживать количество кислорода, попадающего в клетку, на некоем среднем, оптимальном для себя и своей нагрузки уровне. И тот самый 1% будет уходить на производство яда.
Поэтому ученые считают, что действеннее будет зайти с другой стороны. Оставить в покое количество О2 и усилить клеточную защиту от его активных форм. Нужны антиоксиданты, причем такие, которые смогут проникать внутрь митохондрий и обезвреживать яд именно там. Как раз такие и хочет выпускать «Роснано». Возможно, уже через несколько лет подобные антиоксиданты можно будет принимать, как нынешние витамины А, Е и С.
Молодильные капли
Перечень современных антиоксидантов давно уже не ограничивается перечисленными витаминами А, Е и С. Среди новейших открытий – ионы-антиоксиданты SkQ, разработанные группой ученых под руководством действительного члена Академии наук, почетного президента Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, директора Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ, лауреата Государственной премии СССР, основателя и декана факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ Владимира Скулачева.
Еще в 70-е годы ХХ века он блестяще доказал теорию о том, что митохондрии являются «электростанциями» клеток. Для этого были изобретены положительно заряженные частицы («ионы Скулачева»), которые могут проникать внутрь митохондрий. Теперь академик Скулачев и его ученики «прицепили» к этим ионам вещество-антиоксидант, которое способно «разобраться» с ядовитыми соединениями кислорода.
На первом этапе это будут не «таблетки от старости», а препараты для лечения конкретных болезней. Первыми в очереди стоят глазные капли для лечения некоторых возрастных проблем со зрением. Подобные препараты уже дали совершенно фантастические результаты при испытании на животных. В зависимости от вида, новые антиоксиданты могут снижать раннюю смертность, увеличивать среднюю продолжительность жизни и продлевать максимальный возраст – заманчивые перспективы!