БИОХИМИЯ, 2014, том 79, вып. 5, с. 611 - 612
- РЕЦЕНЗИИ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ И ПАТОЛОГИЯ ХРУСТАЛИКА ГЛАЗА
(Муранов К.О., Островский М.А. (2013) Молекулярная физиология и патология хрусталика глаза, Торус-Пресс, Москва)
Недавно в издательстве Торус-Пресс вышла монография д.б.н. К.О. Муранова и академика РАН М.А. Островского «Молекулярная физиология и патология хрусталика глаза». Это первая в России монография, описывающая современный взгляд на молекулярно-биологические события, развивающиеся в хрусталике в норме и патологии. Напомню читателю, что помутнение хрусталика, то есть катаракта, — одна из основных причин слепоты и слабовидения в мире.
В первой части монографии, написанной доступным языком и рассчитанной на широкий круг биологов, авторы последовательно описывают существующие на данный момент сведения об эмбриональном развитии и строении хрусталика глаза человека и других видов позвоночных животных. С позиций биохимии, биофизики и молекулярной физиологии обсуждается ключевой вопрос: «Каким образом удается в течение жизни организма поддерживать прозрачность хрусталика, причем в экстремальных для упорядоченной белковой структуры условиях высокой освещенности и доступности к кислороду?». От экспериментально обоснованного ответа на этот фундаментальный вопрос прямо зависит понимание природы помутнения хрусталика, иными словами, понимание процесса катарактогенеза. Понимание же особенностей катарактогенеза ведет к осознанному поиску путей профилактики катаракты, в том числе гигиенической и медикаментозной, а, возможно, и лечения. Последнее, по мнению авторов, маловероятно, поскольку, с позиций современной биохимии, вернуть денатурированному белку его нативную структуру невозможно*.
Большой интерес представляет предлагаемая авторами монографии единая схема возникновения катаракты. Суть ее, коротко, сводится к
следующему. Вначале, под воздействием различных катарактогенных факторов (возраст, радиация, ультрафиолет, системные стероиды и т.д.) повреждается ядерный аппарат эпителиальных клеток хрусталика. Это приводит к появлению пустот в эпителиальном слое хрусталика, что, в свою очередь, ведет к проникновению в ткань хрусталика кислорода. Повышение концентрации кислорода тормозит или вовсе блокирует деградацию органелл в его волоконных клетках. Поэтому в них сохраняются ядра и, что самое опасное, митохондрии. В митохондриях волоконных клеток в условиях повышенной концентрации кислорода образуются активные (высокотоксичные) формы кислорода, легко диффундирующие в окружающее пространство. Взаимодействие активных форм кислорода с белками хрусталика (кристаллинами) ведет к их денатурации и агрегации. Вследствие этого в цитоплазме волоконных клеток нарушается гомогенность распределения белковых молекул. Белковые агрегаты, отделяясь, образуют, в конечном счете, т.н. мультиламеллярные тела. Нарушение гомогенности распределения белковых молекул и образование мультиламеллярных тел приводит к возникновению в цитоплазме волоконных клеток зон с пониженной и повышенной концентрацией белка. На границе этих зон усиливается рассеяние света, говоря иными словами, хрусталик мутнеет. Помутнение сначала затрагивает кортикальные области, но постепенно распространяется и на ядерную область хрусталика.
Основываясь на представленной схеме, авторы выделяют два направления поиска препаратов, предназначенных для профилактики развития катаракты. Одно, хорошо известное — это создание новых, более эффективных антиокси-
* Тем не менее, в нашей группе Н.Г. Колосовой и сотрудниками показано, что митохондриально-адресованный антиок-сидант SkQ1 вызывает исчезновение уже развившейся катаракты у крыс OXYS, страдающих от постоянного окислительного стресса (Нероев В.В. с соавт. (2008) Биохимия, 73, 1641—1654; Скулачев В.П. с соавт. (2009) Biochim. Biophys. Acta, 1787, 437—461). Недавно то же явление было продемонстрировано на людях, получавших визомитин — глазные капли, содержавшие SkQ1 (Скулачев В.П. с соавт. (2013) Жизнь без старости, ЭКСМО, Москва).
612
СКУЛАЧЕВ
дантов, способных тормозить процесс окислительной модификации белков-кристаллинов. Другое направление, которое успешно развивают сами авторы монографии, — это создание шапероноподобных препаратов, способных предупреждать денатурацию и агрегацию поврежденных белков-кристаллинов.
Вторая, более специальная часть книги, предназначенная, в основном, биохимикам, посвящена экспериментальному исследованию специфических белков хрусталика — кристаллинов. При этом авторы особое внимание уделяют удивительному белку альфа-кристаллину. Анализ литературных данных (последние статьи датируются 2013 годом) и результаты собственных исследований позволяют авторам занять свою позицию в давнем споре: является альфа-крис-таллин шапероноподобным белком или он — истинный шаперон, способный к рефолдингу денатурированных белков. По мнению авторов, альфа-кристаллин в зависимости от белкового субстрата демонстрирует те или иные свойства. При взаимодействии с незначительно поврежденным белком альфа-кристаллин демонстрирует свойства истинного шаперона и способствует восстановлению нативной структуры та-
кого поврежденного белка. Если же альфа-кристаллин образует комплекс с белком, структура которого повреждена значительно, то в этом случае альфа-кристаллин играет роль ша-пероноподобного белка. В собственных исследованиях авторы с помощью низкомолекулярных соединений пытаются воспроизвести действие альфа-кристаллина и создать на этой основе новый класс антикатарактальных, шапе-роноподобных препаратов. В частности, авторы используют карнозин и его производные, продолжая, таким образом, работы, начатые в свое время безвременно ушедшим профессором А.А. Болдыревым.
В заключение следует подчеркнуть, что вышедшая в конце 2013 г. монография К.О. Муранова и М.А. Островского «Молекулярная физиология и патология хрусталика глаза», не имеющая аналогов в литературе, затрагивает широкий круг вопросов биологии, физиологии и патологии хрусталика глаза. Она смело может быть рекомендована широкому кругу биологов и медиков, интересующимся современным состоянием в этой увлекательной и актуальной области биологии и офтальмологии.
Академик В.П. Скулачев
БИОХИМИЯ том 79 вып. 5 2014
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.