Раствор дейтерия (концентрация 25%) и обычной воды
Несмотря на то что некоторые комбинации геропротекторов или факторы Яманаки (превращающие обычные клетки в плюропотентные) способны на продление жизни на более 50% мышам, с дейтерием и другими стабильными изотопами, важен прецедент.
Первым кто предложил использовать изотоп водорода дейтерий для биологического воздействия является наш соотечественник Михаил Щепинов.
В то время как мы думаем изотопы проявляют индентичное химическое поведение, это не совсем точно. Изотопы проявляют тонкую разницу в химической прочности связи. Чем тяжелее изотоп тем связь сильнее. Например связь углерод-дейтерий в 5-10 раз сильнее чем углерод-водород. Дейтерий гораздо тяжелее водорода по сравнению с углеродом-13 (+1 нейтрон) и углеродом (атомная масса 12). Предыдущие исследования показали, что количество свободных радикалов понижается в изолированных митохондриях крысы, подверженных воздействию тяжелой воды.
Эксперимент был вдохновлен фактом — что в пожилом возрасте содержание тяжелых изотопов (углерод-13, дейтерий, азот‐15, кислород‐18, сера‐34) в аминокислотах падает. Наиболее вероятно что в метаболитах тоже.
Щепинов основал биотехнологическую фирму Retrotope которая занимается на данном этапе клиническими исследованиями препаратов rt001 rt002 являющимися модифицированными дейтерием жирными кислотами (такими как омега 3) для лечения болезни Паркинсона и Атаксии Фридрейха (митохондриальное заболевание).
У животных, раствор тяжелой воды был способен нормализовать высокое кровяное давление вызванное диетой с высоким содержанием соли у крыс, возможно через подавление гипертонии, связанное с повышением поглощения кальция. Этот эффект конечно продлит жизнь.
Дейтерий и углерод-13 также по-видимому нетоксичны. Мышам совершенно нормально, даже когда 60 процентов атомов углерода в их организме составляют углерод-13. Десятилетия экспериментов, в которых животные получали тяжелую воду, указывают на то, что до пятой части воды в вашем организме можно заменить тяжелой водой без каких-либо побочных эффектов.
Аналогичные эксперименты были проведены на людях, хотя и с более низкими уровнями дейтерия. Один недавний эксперимент удерживал людей на низкоуровневой диете тяжелой воды в течение 10 недель, в течение которых их уровни тяжелой воды повышались примерно до 2,5% от массы тела без каких-либо побочных эффектов (Biochimica et Biophysica Acta, vol 1760, p 730).
Тяжелая вода, однако, не полностью безопасна. В млекопитающих токсичный эффект начинается где-то с отметки в 20%, и при дозе 35% летальна. В многом это происходит из-за эффекта изотопа — каждый протеин в твоем теле имеет потенциал взять атом дейтерия тяжелой воды вместо водорода, и однажды это радикально меняет всю биохимию. Все же требуется немалое количество тяжелой воды, чтобы пострадать от любого болезненного эффекта — 5 миллилитров не повредит тебе ничем, но даже так стартапы вроде Retrotrope не рекламируют тяжелую воду как эликсир жизни.
Михаил Щепинов выступает о пользе эффекта изотопа в Белоруском государственном университете
В то время как Retrotope концентрирует свои усилия на старении, Щепинов говорит, что есть другие применения изотопного эффекта, который он хотел бы изучить. Один из них защищает долгосрочных космических путешественников от воздействия космических лучей и другого ионизирующего излучения, которые наносят ущерб, как старение.
Другая возможность заключается в производстве мяса, яиц или молока, обогащенного дейтерием или углеродом-13, путем подачи дейтерированной воды или обогащенных изотопами аминокислот для сельскохозяйственных животных.
Идея использования химических изотопов для борьбы со старением может быть новой, но природа уже действует таким образом чтобы защитить нас от свободнорадикальной атаки, которая считается основной причиной старения. Младенцы и мыши рождаются с гораздо большим количеством изотопного углерода-13 в своих телах, чем их матери, и женщины, как представляется, становятся необычно истощенными в углероде-13 во время их рождения. Оба вывода свидетельствуют о активной передачи углерода-13 от матери к плоду. Это будет иметь хороший эволюционный смысл, поскольку многие из белков и молекул ДНК сформированные на раннем этапе, должны быть с нами всю жизнь. «Каждый отдельный атом в ДНК мозга 100-летнего человека является тем же атомом, что и когда ему было 15 лет».
Еще одним препятствием Retrotope придется преодолеть стоимость. В текущих ценах литр тяжелой воды стоит вам 300 долларов. «Изотопы дороги, — говорит Щепинов. «Но никому не нужно, чтобы они были дешевы. Методы, чтобы их добывать есть, но никто не хочет их». Если спрос не будет возрастать, нет стимула производить их навалом, и это удерживает высокую цену.
Также пропорция тяжелых изотопов в метаболитах и аминокислотах может служит биомаркером возраста человека.
Было бы интересно открыть, если мышь напоенная определенной концентрацией оксида дейтерия тоже жила бы дольше…