Полина Лосева - Против часовой стрелки. Что такое старение и как с ним бороться

2. Канцерогены . Это вещества, которые похожи по структуре и форме на нуклеотид и поэтому способны вклиниться между соседними элементами спирали. При этом сами по себе "буквы" в тексте ДНК остаются целыми, но изменяется форма спирали – что привлекает белки репарации.

Так действует на клетку, например, курение: при сгорании смолы образуются канцерогенные полициклические углеводороды. Примерно то же самое происходит [145] Demeyer D., Mertens B., De Smet S., Ulens M. Mechanisms Linking Colorectal Cancer to the Consumption of (Processed) Red Meat: A Review // Critical Reviews in Food Science and Nutrition. 2016 Aug; 56 (16): 2747–2766. при жарке красного мяса: при нагревании в нем появляются полициклические углеводороды, а также два других типа опасных веществ: гетероциклические амины (они же придают жареному мясу золотистый цвет) и производные гема (составной части гемоглобина, которого особенно много в красном мясе). Все они напоминают нуклеотиды по химической структуре – в их основе лежит кольцо, которое и помогает им встроиться между звеньями цепи ДНК.

Именно поэтому в любых рекомендациях по здоровому образу жизни можно встретить отказ от курения. А в последнее время появились и призывы отказаться от красного мяса: Международный фонд исследований рака, например, рекомендует [146] https://www.wcrf.org/dietandcancer/recommendations/limit-red-processed-meat. есть его не более килограмма в неделю. И если вред курения ни у кого не вызывает вопросов, то споры о вреде красного мяса продолжаются. До сих пор неизвестно, какая именно доза красного мяса допустима и не вызывает критического количества мутаций. Некоторые исследователи считают, что абсолютно безопасной дозы мяса вообще не существует [147] Alshahrani S. M. et al. Red and Processed Meat and Mortality in a Low Meat Intake Population // Nutrients. 2019 Mar; 11 (3): 622. : наблюдения за жителями полуофициальной "голубой зоны" – общины церкви адвентистов седьмого дня – показывают, что даже одна сосиска в день увеличивает риск смерти от всех причин на 6 %.

3. Радиация . Это поток частиц, энергия которых достаточно высока, чтобы разрушить обычно стабильные связи в крупных молекулах, например белках и липидах. В результате их распада образуются свободные радикалы – молекулы, которым до стабильного состояния не хватает одного электрона. Радикалы пытаются "отобрать" недостающий электрон у окружающих клеточных молекул. Под горячую руку может попасть и ДНК – тогда в нуклеотидах тоже рушатся связи, они меняют свою структуру и деформируют цепь.

Большинство людей с серьезными дозами радиации обычно не встречается – за исключением, конечно, шахтеров на урановых рудниках и жертв ядерных катастроф, – но она может стать одним из главных препятствий [148] Cucinotta F. A. Space Radiation Risks for Astronauts on Multiple International Space Station Missions // PLOS One. 2014 Apr; 9 (4): e96099. для полетов к далеким планетам и звездам: в космосе она гораздо сильнее.

4. Кислород . Это куда более опасный источник свободных радикалов, чем радиация, – хотя бы потому, что мы постоянно с ним контактируем. Время от времени его молекулы превращаются в активные формы кислорода, самая известная из которых – перекись водорода. Подобно прочим свободным радикалам, активные формы кислорода разрывают связи в крупных молекулах – белках, липидах и ДНК. Молекулы-жертвы теряют электрон и сами превращаются в радикалы – происходит цепная реакция.

Этот процесс называют окислительным стрессом, потому что активные формы кислорода работают как химический окислитель, отбирая электроны у других молекул. О последствиях окислительного стресса мы еще будем говорить в следующих главах, но, забегая вперед, скажу, что он для клетки куда важнее и страшнее, чем любые другие виды стресса.

Сильнее всего достается митохондриям – органеллам, которые отвечают за клеточное дыхание и производство энергии. Именно они поглощают кислород и становятся рассадником свободных радикалов и очагом внутриклеточного бунта. Митохондрии – бывшие бактерии, которые когда-то давно поселились внутри клетки, которая стала нашим общим предком. На память о самостоятельной жизни они сохранили небольшое число собственных генов – митохондриальную ДНК. Она страдает от окислительного стресса гораздо сильнее [149] Khrapko K., Vijg J. Mitochondrial DNA mutations and aging: devils in the details? // Trends in Genetics. 2009 Feb; 25 (2): 91–98. , чем ДНК в клеточном ядре. Активные формы кислорода образуются прямо у нее под боком, а она от них ничем не отгорожена – у нее нет ни собственной оболочки, ни защитных белков, которые могли бы принять на себя удар.