БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ И МЕХАНИЗМ ИХ РЕГУЛЯЦИИ: РЕДОКС СИСТЕМА

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ЧАСЫ И МЕХАНИЗМ ИХ РЕГУЛЯЦИИ

РЕДОКС СИСТЕМА

ЕВ ТЕРЁШИНА СИ ИВАНЕНКО

World Wide Medical Assistance AGSwitzerland

Теории старения

Основные наблюденияОграничение калорийности питания продлевает жизнь

Старение сопровождается развитием окислительного стрессаАккумуляция триглицеридов происходит в течение стационарного периода (прокариоты дрожжи

черви мухи мыши человек)

laquoДенатурацияraquo белков и накопление липофусцина

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

O2

H O2

H O2 2

NH3

NO

NH 4

H+

H S2

SO3

Современная модель двух-компонентной редокс системы

Цистеиновые остатки

СОДКаталазаНАДФН оксидаза

Аргининовая система

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

Супероксиданион

Перекись водорода

Оксид азота

Пероксинитриты

WWMA AG

4H+ донор2H+ донор 2H+ акцептор

4H+ акцептор

Трех-компонентная сопряженная редокс система

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

Полиамины

Биоамины

Оксид азота

Нейротрансмиттеры

Система переноса одноуглеродных соединений

Митохондрия H2O продукция

Ассоциированные метаболические пути и физиологические процессы

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

Образование мочевины и оксида азота

Биосинтез пиримидинов

Биосинтез пуринов

Метилирование ДНКПроизводство воды

Синтез АТФ

Биосинтез глутатиона

GSH Purine

Timine

fumarate

urea

out

aspartate

malate

pyrimidinesornitine

arginine cytrulline

oxaloacetate

carbamoilphosphate

argininesuccinate

DNARNA

СОПРЯЖЕННЫЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПУТИW

orld

Wid

e Med

ical Assistan

ce

WWMA AG

Биосинтез и катаболизм катехоламинов

тирозин

Tyrosine

DOPA

Dopamine

Norepinephrine

Epinephrine

CO2

H O2

CH O2

CO2

-CH 3

O2

H O2

H O2 2

NH2

NO

NH 4

H+

H+

H+

-

+

H O2

-CH 3

End product

O2

NH3

H O2 2

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

CH O2

CO2

-CH3

O2

H O2

H O2 2

NH3

NOH+

H+

H+

[FeS]

e-

[HS-]

H+

NH 4

+

OUT

UNICARBON COMPOUNDS

TRANSFER SYSTEM

Cytochroms

Glutation

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

Четырех-компонентная сопряженная редокс система

Механизм регуляции протон-электронных

потоков

WWMA AG

CH O2

CO2

CH 4

O2

H O2

H O2 2

NH3

NOH+

H+

H+

[FeS]

e-

[HS-]

H+

NH 4

+

OUT

UNICARBON COMPOUNDS

TRANSFER SYSTEM

PENTOSE PHOSPHATE

PATHWAY

Glucose

FATTY ACIDS

SYNTHESIS

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

ДОНОР ПРОТОНОВ

АКЦЕПТОР ПРОТОНОВ

Фундаментальная основа старенияWWMA AG

Присутствие в среде АФК (включая H2O2) или соединений генерирующих АФК повышает уровень GSH за счет возрастания скорости его синтеза

GPX конкурирует с каталазой за H2O2 Редокс цикл глутатиона ndash защита от laquoмягкогоraquo стресса каталаза предохраняет от laquoжесткогоraquo окислительного стресса

Каталаза имеет меньшее сродство к H2O2 чем GPX

GPX можно рассматривать как сенсор перекиси водорода регулирующий ее концентрации в заданных пределах

Глутатион и модуляция АФК

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

V I Lushchak Amino Acids 2012 736837

ADH III

CH O2

CO2

-CH3

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

РЕДОКС АТИВНОСТЬ ГЛУТАТИОНА

WWMA AG

GSH

Глицин дегидрогеназный комплекс

Редокс система

CH2O

Пентозофосфатный путь

глюкоза

Пируват дегидрогеназный комплекс

ацетат

Жирные кислоты

H2O + CO2

ПЕРЕНОС ПРОТОНОВ ГЛУТАТИОНОМ

H+

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

Глутатион и старение

Существует положительная корреляция между возрастом и активностью глутатион пероксидазы несмотря на точто у долгожителей существует дефицит селена (мягкий стресс)Существует негативная кореляция между возрастом и уровнем GSH У долгожителей значительно снижена активность глутатион редуктазы GSHGSSG молярное отношение самое низкое у долгожителей

Происходит разрушение сопряженной редокс системы вызванной постепенной остановкой потока протонов

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AG

МИТОХОНДРИЯГЛИКОЛИЗ

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ

ГЛЮКОЗААЦЕТАТ

АПОПТОЗ

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

АККУМУЛЯЦИЯ ЖИРА В НЕЖИРОВЫХ ТКАНЯХ (ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТЬ)

WWMA AG

ВОЗРАСТНАЯ ДИНАМИКА ИНСУЛИНОРЕЗИСТЕНТНОСТИ

Ford et al JAMA 2002 287356

ДЕМЕТИЛИРОВАНИЕ

НИЗКИЙ ГЛУТАТИОН

ГОМОЦИСТЕИНЕМИЯ

ЭКСКРЕЦИЯ КОБАЛЬТА С МОЧОЙ

ДЕФИЦИТ ФОЛИЕВОЙ КИСЛОТЫ

ДЕФИЦИТ ВИТАМИНА B12

НАКОПЛЕНИЕ МЕТИЛМАЛОНОВОЙ

КИСЛОТЫ

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

ВОЗРАСТАССОЦИИРОВАННЫЕ НАРУШЕНИЯ

WWMA AG

заключение

В течение стационарной фазы происходит накопление липидов Поток протонов наравлен от донора (глюкоза) к акцептору (жирные кислоты) сквозь 4-х компонентную редокс систему Старение ndash результат затухания движения протон-электронного потока ограничение калорийности ndash средство модулирования скорости протон-электронного потокаСкорость потока можно регулировать laquoвнешним управлениемraquo основными компонентами редокс системы

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance

WWMA AGWWMA AG

WWMA AG

Спасибо за внимание

Wo

rld W

ide M

edical A

ssistance