Общий критерий старения клеток

И если такое уменьшение принять за общий критерий старения клеток, то получится, что диплоидные фибробласты начинают «стареть» еще до того, как закончится период эмбрионального развития организма. Возможно, тогда же начинается и накопление со временем спонтанно возникающих повреждений ДНК. К сожалению, нельзя сказать, сколько среди этих повреждений однонитевых разрывов, а сколько повреждений типа апуриновых и апиримидиновых участков и других повреждений, трансформируемых при высоких значениях рН в разрывы ДНК.

При действии ионизирующих излучений на ДНК в ней также индуцируются повреждения ДНК обоего типа.

Относительное число щелочелабильных связей измерено в плаз-мидной ДНК, содержащейся в миниклетках E. coli и лимфоцитах крыс. В первом случае щелочелабильных связей по отношению к общему числу разрывов, измеряемому в градиенте щелочной сахарозы, было 21% (облучение в присутствии кислорода) или 34% (облучение в аноксических условиях), во втором соответственно 28 и 49%.

На сходство в характере повреждения ДНК в процессе старения и после его облучения в последние годы обратила внимание и группа японских исследователей. Они изучали возрастные различия структуры ДНК, выделенной из печени трехмесячных мышей и крыс (группа молодых животных) и из 28-недельных мышей или 31-недельных крыс (группа взрослых животных). Возрастные различия ДНК, обнаруживаемые методом хромотогра-фии продуктов ее кислотного гидролиза, сравнивали с различиями ДНК в растворе до и после у-облучения. Показано, что в ДНК печени взрослых мышей и крыс содержание химически модифицированных оснований возрастало, достигая соответственно 10 и 20% содержания канонических оснований.

Аналогичные модифицированные основания образовались в ДНК тимуса теленка после у-облучения. При облучении в атмосфере N2 содержание этой фракции было значительно меньшим, что свидетельствует о роли окислительной деструкции оснований в механизмах модификации ДНК излучением. Такое предположение подкрепляется тем фактом, что у-облучение тимина, цитозина или аденина в присутствии кислорода (и только в этом случае) приводило к образованию продуктов с хроматографическими и спектральными свойствами, аналогичными тем, которые авторы обнаружили в ДНК печени взрослых мышей или крыс или в ДНК тимуса теленка после у-облучения.

Таким образом, можно полагать, что продукты окислительной деструкции оснований ДНК содержатся в небольшом количестве даже в ДНК печени молодых мышей и крыс и это количество значительно увеличивается в возрасте примерно полгода. Следует подчеркнуть, что этот возраст рассматриваемых животных также нельзя считать «преклонным». Действительно, видовая продолжительность жизни мышей составляет обычно не менее 2—2,5 года или 112—140 нед. Следовательно, 28-недельные мыши, исследованные Шармой и Ямамото, прожили лишь 14—15 их продолжительности жизни, т. е. по биологическому возрасту они соответствовали возрасту людей, равному 20—25 годам. Аналогичная оценка биологического возраста 31-недельных крыс, видовая продолжительность жизни которых обычно превышает 3 года, также приводит к заключению, что авторы исследовали животных еще молодого возраста. Таким образом, получается, казалось бы, парадоксальное заключение, что существенные изменения структуры ДНК наблюдаются в период расцвета физиологических функций организма.

При исследовании возрастных изменений структуры ДНК диплоидных фибробластов человека методом седиментации в градиенте щелочной сахарозы мы пришли к аналогичному заключению, поскольку накопление щелочелабильных связей в ДНК наблюдалось в клетках, полученных из кожи людей в возрасте 25—30 лет. Следовательно, биологический возраст различных млекопитающих, по достижению которого в ДНК их клеток накапливается значительное количество определенных повреждений, вероятно, является одинаковым и соответствует завершению формирования целостного организма. Следует сразу же подчеркнуть, что речь идет лишь об определенных повреждениях ДНК. По нашим данным, это щелочелабильные связи — апуриновые участки, однонитевые разрывы и, возможно, в сочетании с другими повреждениями ДНК (например, модифицированные основания, сшивки ДНК—белок), которые в щелочных условиях также «трансформируются» в однонитевые разрывы полинуклеотидной цепи.