Антиоксидантные системы

Описанный процесс развивался бы бесконтрольно, если бы в клеточных элементах тканей не находились вещества (ферменты и неферменты), противодействующие его протеканию. Они получили известность под названием антиоксидантов.

Неферментативными ингибиторами свободнорадикального окисления являются природные антиоксиданты – альфа-токоферол, стероидные гормоны, тироксин, фосфолипиды, холестерол, ретинол, аскорбиновая кислота.

Основной природный антиоксидант альфа-токоферол обнаруживается не только в плазме, но и в эритроцитах крови. Считают, что молекулы альфа-токоферола, встраиваются в липидный слой мембраны эритроцита (как и всех других мембран клеток организма), предохраняют ненасыщенные жирные кислоты фосфолипидов от перекисного окисления. Сохранение же структуры мембран клеток во многом обусловливает их функциональную активность.

Наиболее распространенными из антиоксидантов является альфа-токоферол (витамин Е), содержащий в плазме и в плазматических клеточных мембранах, ретинол (витамин А), аскорбиновая кислота, некоторые ферменты, например супероксиддисмутаза (СОД) эритроцитов и других тканей, церулоплазмин (разрушающий супероксидные анионрадикалы кислорода в плазме крови), глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза, каталаза и др., оказывающие влияние на содержание продуктов ПОЛ.

При достаточно высоком содержании альфа-токоферола в организме образуется лишь небольшое количество продуктов ПОЛ, участвующих в регуляции многих физиологических процессов, в том числе: клеточного деления, ионного транспорта, обновления мембран клеток, в биосинтезе гормонов, простагландинов, в осуществлении окислительного фосфорилирования. Уменьшение же содержания этого антиоксиданта в тканях (обусловливающее ослабление антиокислительной защиты организма) приводит к тому, что продукты перекисного окисления липидов начинают производить вместо физиологического патологический эффект.

Патологические состояния, характеризующиеся повышенным образованием свободных радикалов и активацией перекисного окисления липидов, могут представлять собой самостоятельные, во многом схожие по патобиохимическим и клиническим проявлениям заболевания (авитаминоз Е, лучевое поражение, некоторые отравления химическими веществами). Вместе с тем инициация свободно-радикального окисления липидов играет важную роль в формировании различных соматических заболеваний, связанных с поражением внутренних органов.

Образующиеся в избытке продукты ПОЛ вызывают нарушение не только липидных взаимодействий в биомембранах, но также их белкового компонента – за счет связывания с аминными группами, что приводит к нарушению белково-липидного взаимоотношения. В результате повышается доступность гидрофобного слоя мембраны для фосфолипаз и протеолитических ферментов. Это усиливает процессы протеолиза и, в частности, распада белков липопротеинов (фосфолипидов).

Свободнорадикальное окисление вызывает изменение эластических волокон, инициирует фибропластические процессы и старение коллагена. При этом наиболее уязвимыми является мембраны клеток эритроцитов и эндотелия артерий, поскольку они, обладая сравнительно высоким содержанием легкоокисляемых фосфолипидов, контактируют с относительно большой концентрацией кислорода. Разрушение эластического слоя паренхимы печени, почек, легких и сосудов влечет за собой фиброз, в том числе пневмофиброз (при воспалительных заболеваниях легких), атеросклероз и кальциноз.

Не вызывает сомнения патогенетическая роль активации ПОЛ в формировании нарушений в организме при хроническом стрессе.

Обнаружена тесная корреляция между накоплением продуктов ПОЛ в тканях жизненно важных органов, плазме и эритроцитах, что позволяет использовать кровь для суждения об интенсивности свободнорадикального окисления липидов в других тканях.

Доказана патогенетическая роль перекисного окисления липидов в формировании атеросклероза и ишемической болезни сердца, сахарного диабета, злокачественных новообразований, гепатита, холецистита, ожоговой болезни, туберкулеза легких, бронхита, неспецифической пневмонии.

Установление активации ПОЛ при ряде заболеваний внутренних органов явилось основанием к использованию с лечебной целью антиоксидантов различной природы.

Применение их дает положительный эффект при хронической ишемической болезни сердца, туберкулезе (вызывая к тому же устранение побочных реакций на антибактериальные препараты: стрептомицин и др.), многих других заболеваниях, а также химиотерапии злокачественных опухолей.

Антиоксиданты все более широко применяются для профилактики последствий воздействия некоторых токсичных веществ, ослабления синдрома «весенней слабости» (обусловленного, как полагают, интенсификацией ПОЛ), профилактики и лечения атеросклероза, многих других заболеваний.

Относительно большим содержанием альфа-токоферола отличаются яблоки, пшеничные зародыши, пшеничная мука, картофель, бобы.

Для диагностики патологических состояний и оценки эффективности проводимого лечения принято определять в плазме и эритроцитах крови содержание первичных (диеновые конъюгаты), вторичных (малоновый диальдегид)и конечных (шиффовы основания) продуктов ПОЛ. В некоторых случаях исследуют активность ферментов антиокислительной защиты: СОД, церулоплазмина, глутатионредуктазы, глутатионпероксидазы и каталазы. Интегральным тестом оценки ПОЛ является определение проницаемости эритроцитарных мембран или осмотической стойкости эритроцитов.

Следует отметить, что патологические состояния, характеризующиеся повышением образования свободных радикалов и активацией перекисного окисления липидов, могут представить собой:

1. самостоятельное заболевание с характерной клинической картиной, например авитаминоз Е, лучевое поражение, некоторые химические отравления;

2. соматические заболевания, связанные с поражением внутренних органов. К числу таковых следует отнести прежде всего: хроническую ИБС, сахарный диабет, злокачественные новообразования, воспалительные заболевания легких (туберкулез, неспецифические воспалительные процессы а легких), заболевания печени, холецистит, ожоговую болезнь, язвенную болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки.

Следует иметь в виду, что использование в процессе химиотерапии туберкулеза легких и других заболеваний ряда широко известных препаратов (стрептомицина, тубазида и др.) само по себе может вызвать активацию перекисного окисления липидов, а следовательно, усугубление тяжести течения заболеваний.