В течение десятилетий исследователи предполагали, что высоко реактивные молекулы, называемые свободными радикалами, вызывают старение. Недавние эксперименты, однако, показывают, что увеличение определенных свободных радикалов у мышей и червей приводит к росту срока жизни этих организмов.
Ученые долго считали, что старение может быть вызвано молекулярными повреждениями, которые накапливаются в нашем организме в течение времени. Повреждение является неизбежным побочным продуктом дыхания кислородом и других метаболических процессов, которые необходимы для жизни. В конце концов, поврежденные клетки перестают работать, или еще хуже, принимают новые функции, которые вызывают раковую опухоль или ухудшение важных тканей в головном мозге, коже и других органах.
Мелинда Веннер Мойер опубликовала в февральском (за 2013 год) номере журнала Scientific American статью о том, как на протяжении последних нескольких лет исследователи провели ряд экспериментов, которые бросают вызов так называемой свободно-радикальной теории старения.
Например, в Африке было обнаружено 
крошечное мышевидное существо, известное как «голый землекоп», которому удается дожить до 30 лет (примерно в 10 раз дольше, чем таких же размеров мыши), несмотря на накопление гораздо более высокого уровня окислительных повреждений в его тканях, чем у других грызунов.
Эти и другие часто неожиданные результаты привели к буму в исследованиях по проблемам старения в последние несколько лет, так как исследователи стремятся узнать больше о внутренней работе клетки на молекулярном и генетическом уровнях.
Жизнь помощника директора Института Здорового старения при Университетском колледже Лондона Дэвида Гемса (David Gems) была перевернута с ног на голову группой червей, которые продолжали жить, когда они должны были давно умереть. В своем эксперименте он проверял идею, что накопление клеточных повреждений, вызванных высоко реактивными свободными радикалами посредством отрывания электрона от молекулы, является основным механизмом старения. Согласно этой теории лавинообразный процесс окисления разрушает все больше и больше липидов, белков, фрагментов ДНК и других ключевых компонентов клеток, накапливая повреждения с течением времени, и в конечном итоге наносит ущерб для органов и тканей и функционированию всего организма в целом.
Механизмы старения удобно изучать
на примере аскаридов, круглых червей (вроде Caenorhabditis elegans), поскольку они живут около двух недель. Эти черви имеют около 20000 генов (для сравнения у человека около 30000 генов) и регулярно используются геронтологами для изучения биологии старения. С этими червями и начал возиться Дэвид Гемс в 2006 году.
Гемс методами генной инженерии отключал у круглых червей определенные ферменты, которые действуют как антиоксиданты и уничтожают свободные радикалы. Естественно, что в отсутствии антиоксидантов уровень свободных радикалов взлетал и вызывал потенциально опасные окислительные реакции во всех органах червей.
Каково же было его изумление, когда черви, подверженные воздействию свободных радикалов, жили столько же и даже больше, чем контрольная группа червей, живших в нормальных условиях.
Еще дальше продвинулись канадские ученые Зигфрид Хекими (Siegfried Hekimi) и его коллега Вен Янг (Wen Yang), сотрудники биологического факультета Университета МакГилла (McGill University) в Монреале.
Они также проверяли свободно-радикальную теорию старения на тех же круглых червях Caenorhabditis elegans, у которых было искусственно увеличено количество свободных радикалов в организмах.
Исследователи имитировали положительный эффект свободных радикалов, обработав червей «Паракватом», очень токсичным гербицидом, механизм действия которого основан на усилении образования именно таких молекул. Ученые не без основания предполагали, что черви, обработанные токсичным гербицидом, окажутся короткоживущими. Но, как оказалось, они жили в два раза дольше, чем обычные черви! Более того, продолжительность жизни насыщенных свободными радикалами червей возвращалась к «норме» после того, как их начинали кормить антиоксидантами – витаминами Е и С.
Эти экспериментальные
данные вызвали шок в среде ученых-биологов. Много лет мы считали антиоксиданты и витамины элементами, продлевающими жизнь живых существ. Теперь же выясняется, что ситуация совершенно обратная.
Эти результаты требуют совершенно иного объяснения взаимодействия свободных радикалов и антиоксидантов с биологическими клетками живых организмов! Полученные результаты показывают, что хотя свободные радикалы включены в процесс старения, но механизм их участия, по-видимому, требует совсем иной системы взглядов, объясняющей, каким образом окислительные процессы влияют на старение живого организма.
Экспериментальное изучение живых организмов показало, что образование свободных радикалов может включить дополнительные общие защитные и адаптивные механизмы организма. Иначе говоря, на определенных жизненных этапах свободные радикалы могут сыграть роль ключевых элементов нашего здоровья, несмотря на их разрушительное действие на молекулы и клетки.