Глава 8 диагностическое значение определения

СВОБОДНО–РАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

В патологии человека

Многие патологические процессы в организме: инфаркт миокарда, инфекционные, онкологические заболевания связаны с нарушениями в системе перекисного окисления липидов биологических мембран и проявляются в изменении концентраций перекисных радикалов. Активация СРО и избыток его продуктов в организме являются и патогенетическим фактором и проявлением основной патологии, то есть СРО является и вариантом нормы и патологии, причем в патогенетическом варианте это может быть и первичный и вторичный процесс.

Существуют спектрофотометрические (СФ) методы обнаружения и количественного определения свободных радикалов. Количество супероксидрадикала О₂^- определяют измерением спектра поглощения веществ под его влиянием, например, цитохрома С, нитросинего теразолия.

Самые чувствительные методы определения перекиси водорода основаны на определении пероксидазной реакции и спектрофотометрическом определении окрашенного продукта. Для обнаружения гидроксильного радикала используют СФ анализ продуктов гидроксилирования производных ароматических соединений.

Часто для определения свободных радикалов используют метод электропаромагнитного резонанса (ЭПР). Прибором настраивают магнитный резонанс на определенный тип радикала и смотрят сигнал. ЭПР можно регистрировать все радикалы.

Химические методы регистрации включают определение диеновых коньюгатов – первичных продуктов перекисного окисления. Диеновые коньюгаты – это молекулы жирных кислот, содержащие сопряженные двойные связи и липидные гидроперекиси. Эти соединения используются в качестве продуктов, по которым судят о скорости перекисного окисления в тканях. Недостатком метода является то, что в каждый момент времени содержание коньюгатов и липидных перекисей есть концентрация соединений 2-х одновременно протекающих процессов образования и распада, поэтому повышение содержания липидных перекисей может являться как результатом увеличения скорости их образования, так и наоборот, уменьшения скорости распада.

С помощью тиобарбитурового теста можно определить малоновый диальдегид. В его основе лежит реакция между малоновым диальдегидом (вторичным, промежуточным продуктом перекисного окисления липидов) и тиобарбитуровой кислотой.

Хемилюминесцентный метод (ХЛ) или биохемилюминесцентный (БХЛ) – метод определения СРО, основан на том, что хемилюминесценция может возникнуть в любой химической реакции, имеющей элементарные экзотермические акты с количеством выделенной энергии, достаточной для электронного возбуждения. Эта энергия и вызывает ХЛ – сверхравновесное излучение, превышающее яркость равновесного температурного излучения. Таких реакций известно много, но спонтанную ХЛ животных тканей и клеток связывают с реакциями липидов. ХЛ липидов возникает в процессе их окисления. Энергия, приводящая к электронному возбуждению, выделяется в процессе элементарных актов быстрого распада тетраоксида – одного из нестойких промежуточных продуктов СРО ненасыщенных жирных кислот:

НROO^* + HROO^* = HROOOORH = (кетон)^* + О^*₂ + HROH.

Основным излучателями – эмиттерами ХЛ являются кетоны в триплетном состоянии, а также синглетный кислород. Суммарная интенсивность ХЛ зависит от химических факторов; скорости ингибирования свободных перекисных радикалов; от физических параметров; эффективности возбуждений, определяемой числом синтезированных возбужденных триплетных состояний.

БХЛ методы проводятся на малом количестве биологического материала. Использование ХЛ связано с системами светоизлучения: окисление люминола, люцеферин – люциферазные системы светлячков, свободнорадикальные процессы в биологических образцах. Светоизлучение люминола осуществляется в растворах, содержащих различные окисляющие системы, например, кислород, перманганат калия, перекись водорода. Катализаторами реакции являются ионы различных металлов, феррицианид, гемопротеиды.

Люцеферазные системы осуществляют окисление специфических субстратов – люциферинов различного происхождения. Светлячковая люцифераза чувствительна к присутствию АТФ. Бактериальная люцифераза катализирует реакцию окисления длинноцепочечного альдегида и флавинмононуклеотида.

Свободнорадикальное окисление при атеросклерозе

Согласно перекисной теории развития атеросклероза, заболевание происходит в результате срыва физиологической антиоксидантной системы, когда цепной лавинообразный процесс СРО вызывает комплекс патологических проявлений, названных синдромом пероксидации. Он характеризуется повреждением мембран клеток и внутриклеточных органелл, нарушением активности антиоксидантных и ряда мембранных ферментов, накоплением первичных и вторичных продуктов ПОЛ в крови и различных органах. СРО способствует распаду липопротеидов и фосфолипидов, вызывает распад эластических волокон, индуцирует фибропластические процессы и старение коллагена. Наиболее уязвимыми являются мембраны клеток эндотелия артерий и эритроцитов, так как в их составе много легко окисляемых фосфолипидов и одновременно они контактируют с относительно высокими концентрациями кислорода.

На первой стадии процесса атеросклероза суммарное содержание перекисных соединений увеличивается в 20 раз по сравнению со здоровыми людьми, а на третьей стадии она превышает нормальный показатель в 25 раз. Параллельно с этим снижается антиоксидантная система крови.