Международной группе ученых под руководством исследователей из МГУ удалось уточнить молекулярный механизм действия созданного в России лекарственного препарата, предохраняющего митохондрии клетки от повреждения агрессивными формами кислорода. Эта работа опубликована в журнале Oxidative Medicine and Cellular Longevity, а коротко о ней сообщается в пресс-релизе, поступившем в редакцию «Ленты.ру».
Созданное под руководством академика Владимира Скулачева лекарство антиокислительного действия, известное под коммерческим названием «Визомитин», применяется при лечении таких глазных болезней как катаракта и сухой глаз. Сейчас ученые выяснили, почему даже малые дозы искусственных антиоксидантов, дают ярко выраженный терапевтический эффект, несмотря на присутствие в митохондриях больших количеств природных антиоксидантов.
Митохондрии — это внутриклеточные структуры, осуществляющие дыхание. При дыхании, однако, в качестве побочных продуктов могут образовываться вредоносные активные формы кислорода (АФК). Поскольку по мере повреждения митохондрии производят все больше и больше АФК, существуют механизмы уничтожения поврежденных митохондрий и клеток. Эти механизмы запускаются клеткой после того, как через двойную мембрану наружу проходит сигнал о неполадках внутри митохондрии. Однако избежать повреждений и распада клеток можно, предотвращая окисление одного из компонентов мембран — кардиолипина.
Авторам нового исследования удалось выяснить, почему из всех компонентов митохондриальной мембраны специфически окисляется именно кардиолипин. Его молекулы составляют около 10-20 процентов от всех мембранных липидов, но именно они специфически окисляются АФК и, будучи окисленными, запускают самоуничтожение клеток. Кроме того, было неясно, почему в случае кардиолипина не срабатывают природные антиокислители — коэнзим Q (убихинол) и витамин Е (альфа-токоферол), присутствующие в мембранах митохондрий в больших количествах. Оставалось загадкой, почему эти вещества не защищали кардиолипин от окисления, в то время как искусственные, митохондриально-направленные антиоксиданты, разработанные как группой Скулачева в Москве, так и их коллегами в США и Великобритании, великолепно с этой задачей справлялись, несмотря на очень малые дозы вводимых препаратов.
Оказалось, что SkQ-ионы и молекулы коэнзима Q одинаково хорошо защищают кардиолипиновые мембраны от окисления, а вот витамин Е справляется с этим значительно хуже. Понять, почему именно молекулы кардиолипина представляют собой главную мишень АФК, ученые сумели, сопоставив результаты экспериментов со своими ранее полученными данными и структурами дыхательных ферментов. Часть молекул кардиолипина спрятана внутри дыхательных белковых комплексов, причем тех самых, которые генерируют активные формы кислорода.
До этих «запрятанных» молекул кардиолипина, однако, не могут добраться громоздкие, не растворимые в воде молекулы коэнзима Q, в отличие от небольших, юрких молекул искусственных антиоксидантов; они как показано в исследовании, способны защищать молекулы кардиолипина от окисления как из мембраны, так и взаимодействуя с ними из водной фазы.
