Физиологические механизмы поддержания прооксидантно-антиоксидантного равновесия организма

В последнее время в литературе больше утверждается мнение о том, что в процессе эволюции биологические системы, столкнувшись с неизбежностью образования свободных радикалов, выработали некоторые механизмы их конструктивного применения. Наряду с ролью свободных радикалов в процессах повреждения, их присутствие в организме имеет определенное физиологически полезное значение. Так уровень , контролирует у эукариотов экспрессию генов, отвечающих за антиоксидантную защиту. Выявлено, что образуемые в реакциях перекисного окисления арахидоновой кислоты изомерные простагландинам продукты – изопростаны являются не только надежным маркером процессов ПОЛ но и обладают мощным биологическим действием. Установлено, что в экстремальных условиях существования в организме активируются окислительно-восстановительные процессы, ведущие к образованию липо- и гидроперекисей, дальнейшая деградация которых способствует образованию эндогенного кислорода, необходимого для жизнедеятельности. Такая двойственность свойств активизированных кислородных метаболитов, особенность их природы предполагает, что в физиологических условиях существует равновесие между процессами образования свободных радикалов и их инактивации.

Наличие большого разнообразия источников образования свободных радикалов обуславливает необходимость существования различных механизмов антиоксидантной защиты. Существует равновесие между интенсивностью генерации активных форм кислорода и мощностью системы антиоксидантной протекции, которая инактивирует образующиеся свободные радикалы и минимизирует неблагоприятные последствия их действия. Их обезвреживание осуществляется различными ферментативными и не ферментативными факторами системы антиоксидантной защиты(каталаза, GSH-пероксидаза, витамин Е и др.). Защитный эффект антиоксидантов заключается в непосредственном взаимодействии с супероксиданионом, гидроксилрадикалом и другими и последующей их нейтрализации либо в тушении их опосредованных эффектов. Повреждающее действие свободных радикалов необходимо анализировать не только с учетом интенсивности их образования, но и активности различных компонентов антиоксидантной системы. Степень защиты организма от свободных радикалов существенно зависит от уровня данной активности. Повреждение тканей может быть как следствием увеличенного образования свободных радикалов, так и снижения уровня антиоксидантной защиты.

Организм при окислительном стрессе имеет сложную иерархию защитных механизмов в различных клеточных компартментах, функционирование которых регулируется на уровне генов с участием окислительно-стрессовых белков. Полноценность антиоксидантной системы обеспечивается определенной ее внутриклеточной организацией и в частности, пероксисомами, для которых характерно наличие специфических метаболических путей, протекающих с участием значительной доли потребляемого кислорода и образованием активных форм кислорода.

В организме существует комплекс физиологических механизмов, обеспечивающих его защиту от избыточного поступления кислорода в ткани, значение которого особо важно при недостатке ферментативных и не ферментативных антиоксидантов. В условиях избытка кислорода в организме происходит ряд физиологических реакций, носящих приспособительный характер и направленных на уменьшение доставки кислорода в ткани: уменьшение минутного объема и частоты дыхания, замедление кровотока, сужение сосудов, снижение объема циркулирующей крови и т.д.