Раздел 1. Смерть младенца вследствие трудных родов

Больная Б. Наблюдалась во время беременности собственным доктором и в стацио­наре. Ее последний ребенок родился весом 4,4 кг, во время родов была выявлена не­большая дистоция плеча. Больная была осмотрена консультантом общества акушерок в сроке 38 недель, так как ребенок был слишком крупным для этого срока. На ультразву­ковом исследовании вес ребенка был определен в 4,5 кг. Пальпация и ультразвуковое исследование проводились с учетом анамнеза предыдущих родов. Во-первых, беремен­ность не будет продолжаться более 6 дней до начала родов (а не 12-14 дней, как обыч­но). Во-вторых, было записано, что в случае трудных родов не будут использоваться ин­струментальные методы. В-третьих, прогнозировалась дистоция плеча и была сдела­на соответствующая запись для предупреждения акушеров.

Хронология:

5:55	Больная Б. госпитализирована с явлениями разрыва оболочек. Вскоре после этого нача­лась родовая деятельность.
6:50	При вагинальном исследование выявлено расширение шейки на 3 см. Сердцебиение плода отслеживалось с помощью внешнего допплеровского датчика. На этом этапе боль­ная попросила эпидуральную аналгезию, но анестезиолог на этот момент был занят в отделении интенсивной терапии. Роды у больной протекали быстро, поэтому эпидураль-ная блокада не была выполнена.
7:15	В связи с тем, что акушерки потеряли возможность мониторировать сердцебиение плода из-за размеров и напряжения матки, на голову плода был помещен электрод. Полученная кривая показывала нормальное сердцебиение плода.
7:50	Проведено вагинальное исследование. Шейка расширена до 6 см. Сердцебиение плода нормальное. Введен петидин.
8:05	Шейка полностью раскрыта. Начало выталкивания. Мать не может действовать вместе с персоналом из-за боли.
8:14	Электрод с головы плода удален во время прорезывания. Последние данные о сердце­биении плода показали значительное урежение. Родовая деятельность отсутствовала, голова плода оставалась неподвижной. Вновь присоединенный внешний допплеровский датчик показал частоту сердечных сокращений плода 160-170 ударов в минуту.
8:33	Потребовалась медицинская помощь. Акушер и дежурный консультант немедленно при­шли и быстро диагносцировали дистоцию плеча. Они провели маневр Макробертса, при­менили надлобковое надавливание и ребенок родился в 8:39.

Состояние плода было очень тяжелым, сердцебиение отсутствовало. Проводились массаж сердца и вентиляция легких,затем он был переведен в отделение интенсивной терапии, но на следующий день умер.

Раздел 2. Проблема оказания помощи

Мониторинг плода на первой и второй стадиях родов.

Клиническая политика и факторы больного

Болезненный и относительно короткий первый период родов. Сердцебиение плода трудно мониторировать. Головной электрод подключен в 7:15. Шейка раскрылась полно­стью в 8:05. Больная очень напряжена и не способна к совместным действиям. Рекомен­дована, но не выполнена эпизиотомия. Присутствие мужа на несколько минут. Выполне­на эпизиотомия. Головной электрод удален после прорезывания головки в 8:15. Перед удалением электрод показал значительное урежение ритма сердцебиения плода.

Способствующие факторы

Специфические	Общие
Условия работы	Нет
Роддом находится в состоянии интенсивного ре­монта, но продолжает функционировать. Нару­шение нормальной географии
Факторы команды
Заметки не были найдены в библиотеке. План помощи, составленный консультантом, не был прочитан. Отделение укомплектовано персона­лом, рабочая нагрузка средняя.	Изменение процедур по дежурству, необходи­мость обеспечения быстрого восстановления записей.
Индивидуальные факторы
Акушерки не обратили внимания на замедление ритма сердца плода, потому что они были отвле­чены.	Тренинг использования головного электрода.
Факторы задачи
Акушерки не осознавали возможность дистоции. Задержка между прорезыванием головки и за­вершением родов. Головной электрод не защи­щен протоколом.	Отсутствие ясного протокола действий.

Факторы политики и управления учреждения

Отделение не имело заведующего акушерской службой 2 года.

Каждая из этих проблем оказания помощи была проанализирована в отдельности. Здесь указан только неадекватный мониторинг плода. Многие способствующие факторы повлияли на оказание помощи на этой стадии родов. Персонал столкнулся с больной, которая находилась в крайне напряженном состоянии, не принимая их рекомендации. Головной электрод был удален без согласования с отделенческим протоколом, акушерки были растеряны из-за состояния матери, план помощи, составленный консультантом, не был рассмотрен, работа родильного отделения нарушена из-за ремонтных работ. Лишь некоторые из этих факторов оказали общее влияние на работу отделения, особенно дос­тупность протокола, обучение кардиотокографии и порядка удаления головного электро­да.

Принципы риска и безопасности

Приведенный выше анализ человеческой ошибки, модели и рамок организационного происшествия охватывает многие стороны контроля риска и улучшения безопасности.

Персональный и системный взгляды на безопасность

Существует давняя и широко распространенная традиция личностного подхода к расследованию небезопасных действий, погрешностей и грубых нарушений в выполне­нии процедур людьми переднего края работы (медсестрами, терапевтами, хирургами, анестезиологами и т.п.) (13). Считается, что эти небезопасные действия вызваны такими индивидуальными факторами, как забывчивость, невнимательность, слабая мотивация, беззаботность, неряшливость, безрассудность. Лечение направлено, главным образом, на индивидуальное поведение. Эти методы включают написание новых процедур (или дополнение существующих), дисциплинарные меры, прекращение споров, переобучение, название имен, обвинения и пристыжение. Последователи этого метода предпочитают относиться к ошибкам как к моральным проблемам, считая, что плохие вещи случаются с плохими людьми.

Базовые предпосылки системного подхода, описанного здесь, - это то, что людям свойственно ошибаться, даже лучшие люди, работающие в лучших организациях, допус­кают погрешности. Погрешности оказываются, скорее всего, следствием, а не причиной, имеющим в своей природе больше системных «восходящих» факторов, а не порочность человеческой натуры. Они включают повторяющиеся «западни» погрешностей рабочего места и организационного процесса. Меры противодействия основываются на том, что мы не можем изменить состояние человека, но можем изменить условия работы челове­ка (13). Меры, направленные на индивидуальное (обучение), остаются важными, но не­достаточными.

Расследование и анализ

В здравоохранении развивается этот метод расследования. Хотя для серьезного следствия необходимы клиническая интуиция и опыт, многое достигается систематиче­ским подходом и большим вниманием к организационной политике, чтобы выявить про­блемы оказания помощи. В выявлении способствующих факторов и выяснении, что каж­дая проблема оказания помощи может иметь различный набор способствующих факто­ров, - задачи незнакомые. Процесс может показаться сложным, требующим времени, однако, мы видим, что использование этой системы ускоряет сложные расследования путем фокусирования на ключевых темах, избежание рутинной раздачи обвинений и вы­деление факторов, на которые нацелено расследование.

Вмешательства, улучшающие безопасность

Как может выглядеть программа безопасности в здравоохранении? В промышленно­сти программа безопасности нацелена скорее на задачи, команду, условия работы, чем на персонал (14). Безопасность должна адресоваться и на частный клинический процесс (клинический аудит), и на межличностный и организационный уровни. Для аудита необ­ходим широкий анализ организационных и системных особенностей. Когда задача ясно определена, тогда возможна большая стандартизация, ясный протокол действия, мень­шее доверие к капризам человеческой памяти. Командные и коммуникационные наруше­ния обязательно рассматриваются при анализе большинства происшествий, а меры их решения могут быть простыми и узконаправленными. Системы, применяемые в про­мышленности, мониторируют условия работы и связанные с ними организационные факторы и вызывающие эти условия решения. Условия, предрасполагающие к риску и не­безопасной практике, должны находится под рутинным наблюдением, оценивая не здо­ровье больного, а здоровье отделения, т.к. эти факторы являются его признаками жизни.

Изучение успеха

Хотя мы и выделяем большую проблему человеческой ошибки и риска больного, не все решения приходят из изучения плохой работы. Например, натуралистические иссле­дования и личный клинический опыт показали значительные способности людей отвечать на стресс, быстро и эффективно использовать экспертные знания, быстро адаптировать­ся к изменяющимся условиям. В хирургии исследования направлены и на человеческие ошибки, и на адаптацию людей. Например, de Leval et al (15) в исследовании операций на артериях выявили множество этапов, потенциально угрожающих жизни. Однако, ре­зультаты говорят, что на исход оказывало влияние не возникновение проблем, а способ­ность хирурга их компенсировать. Хирургическое совершенство достигается не совер­шением ошибок, но пониманием того, что ошибки могут допускаться и необходимо раз­вивать методы их компенсации.

От контроля риска к открытой культуре безопасности

В будущем возникнет множество возможностей для контроля риска и безопасности больного. Один фактор может оказать длительное влияние на контроль риска, ответст­венность за который несет небольшое число людей в каждом учреждении здравоохране­ния. В авиации, наоборот, «безопасность - ответственность каждого». В медицине каж­дый заботится о безопасности больного, желая сделать это лучше. Однако, необходимо ввести безопасность больного в культуру здравоохранения, не только как чувство индивидуального высокого стандарта, но и широкое принятие необходимости открытого при­знания ошибок и отрицательных явлений, системное понимание риска и безопасности, необходимость для каждого активно способствовать безопасности больных.

Литература

1. Kohn LT, Corrigan JM, Donaldson MS, eds. To err is human: building a safer health system. Washington DC: National Academy Press, 1999.

2. Wilson KM, Runciman WB, Gibberd RW, Harrison ВТ, Newby L, Hamilton JD. The Quality in Australian Health Care Study. Medical Journal of Australia 1995; 163:458-471.

3. Department of Health. An organisation with a memory. London: HMSO, 2000.

4. Leape L, Berwick D. Safe healthcare: are we up to it? British Medical Journal 2000; 320:725-6.

5. Chantler С The role and education of doctors in the delivery of health care. Lancet 1999; 353:1178-81.

6. Reason JT. Human error. New York: Cambridge University Press, 1990.

7. Reason JT. Adverse events: the human factor. In: Vincent CA, ed. Clinical risk management. Enhancing patient safety. London: British Medical Journal Publications, 2001.

8. Vincent CA, Taylor-Adams S, Stanhope N. Framework for analysing risk and safety in clinical medicine. British Medical Journal 1998; 316:1154-1157.

9. Stanhope N, Vincent CA, Taylor-Adams S, O'Connor A, Beard R. Applying human factors methods to clinical risk management in obstetrics. British Journal of Obstetrics and Gynaecology 1997; 104:1225-32.

10. Taylor-Adams SE, Vincent C, Stanhope N. Applying human factors methods to the investigation and analysis of clinical adverse events. Safety Science 1999; 31:143-59.

11. Vincent CA, Taylor-Adams S, Chapman EJ, Hewett D, Prior S, Strange P, Tizzard A. How to investigate and analyse clinical incidents: Clinical Risk Unit and Association of Litigation and Risk Management protocol. British Medical Journal 2000; 320: 777-81.

12. Vincent CA, Taylor-Adams S, Chapman EJ, Hewett D, Prior S, Strange P, Tizzard A. The investigation and analysis of clinical incidents: a protocol. London: Royal Society of Medicine Press, 1999.

13. Reason JT. Human error: models and management. .British Medical Journal 2000; 320:768-70.

14. Vincent CA. Risk, safety and the dark side of quality. British Medical Journal 1997; 314:1775-1776.

15. De Leval, MR, Carthey J, Wright DJ, Farewell VT, Reason JT. Human factors and cardiac surgery: a multicentre study. Journal of Thoracic Cardiovascular Surgery 2000; 119:661-672.

16. Vincent CA, ed. Clinical risk management. Enhancing patient safety. London: British Medical Journal Publications 2001. To be published November 2000 (www.clinicalrisk.bmjbooks.com)

АНЕСТЕЗИОЛОГАМ ОБ ОКСИДАЗНОМ СТРЕССЕ, АПОПТОЗЕ И НЕЙРОТРАНСМИССИИ

М.Лэйми, Д. Деби Дюпон (Льеж, Бельгия)

Введение

Нейротрансмиссия и апоптоз, а также роль оксидазного стресса становятся яснее, но много вопросов остаются не понятными до конца, и прежде всего, «оксидазный стресс». Мы представляем обзор современных достижений в области нейротрансмиссии и механизмов апоптоза, а также роли активных радикалов кислорода (АРК).

Основные механизмы нейротрансмиссии и апоптоза

Передача сигнала информации зависит от наличия испускающей сигнал клетки и воспринимающей клетки (рис.1). Передача информации может осуществляться в виде электрического сигнала, химических молекул, межклеточных соединений в виде контакт­ных ворот, взаимодействий поверхностных лигандов и рецепторов и т.д. (1).

Рисунок 1. Схема передачи информации от внешних источников сигнала до клетки мише­ни. Есть два основных пути получения информации от внешних источников: посредством рецепто­ра (стимуляция 1) и сигнал Н, проходящий в клетку путем диффузии (стимуляция 2) (детализация -в тексте). RP - цитоплазматический или ядерный рецептор; ЕР - эффекторные белки; АР - вос­принимающие белки; Е - ферментный каскад; NF - ядерные факторы.

Клеточная обработка стимулов включает в себя синтез внешнего сигнала, перенос этой информации до клетки-мишени, его непосредственную обработку этой клеткой пу­тем биотрансформации химических реакций на протяжении от рецептора до завершения клеточной реакции на полученный сигнал. Все эти этапы тщательно контролируются, а клетка, испускающая сигнал, четко зависима от регулирующих ее состояние метаболиз­ма, повторения информации, ее диференцировки и апоптоза воспринимающей клетки.

Описано два варианта входа внешнего сигнала в воспринимающую клетку: пассив­ная диффузия и рецепторное связывание. При пассивной диффузии посредник (Н - ча­ще всего гормоны) связывается с цитоплазматическими или ядерными рецепторами (рис.1, путь стимуляции 2). Если внеклеточный посредник не диффундирует в клетку-мишень, то происходит его взаимодействие с рецепторами наружной мембраны клетки (рис.1, путь стимуляции 1), в том числе и модифицирующими рецепторами (чаще - пу­тем олигомеризации). Затем сигнал переносится внутрь клетки при участии трансмем­бранной части рецептора и/или белков, сцепленных с цитоплазматической частью ре­цептора (ЧР), и работающих по типу «включателя» при дальнейшей передаче сигнала. Внутри клетки наступает каскадный механизм обработки информации, проходящей через эффекторные (ЕР) и воспринимающие белки (АР), второго посредника и ферментатив­ный каскад (Е). При этом в цитоплазматическом комплексе вырабатываются ядерные факторы (NF) и ингибиторы вслед за транслокацией ЯФ в ядро, где они связываются с соответствующим участком ДНК, запуская процесс транскрипции специфических генов. Финальный результат проявляется в виде активации клеточных белков, запускающих многообразные реакции: иммунные, воспалительные, а также реакцию программирован­ной гибели клетки, известную как «апоптоз» (1,2). Очень много неясности в механизмах механической ориентации клетки, выражающейся в избирательной активации генов или апоптозе, но благодаря последним сведениям стало известно, что участие некоторых ядерных факторов более специфично при апоптозе, чем других.

Внутриклеточные компоненты каскадной обработки сигнала

Компонентами внутримолекулярной обработки и передачи сигнала являются белки или небольшие молекулы, часто называемые посредниками второго вестника (цикличе­ские нуклеотиды, трифосфат инозитола и ионы Са⁺⁺), которые активируются и запуска­ют соответствующие ферменты передачи сигнала. Белки, которые участвуют в таких процессах, обычно являются гормонами, эффекторные белки (чаще - связанные с кле­точной мембраной) являются запускающими в процессе передачи сигнала и АР, которые в основном несут связующую роль между исключительными компонентами передачи сиг­нала. Эти АР являются также и местом гибели или нейтрализации многих переносящих информацию элементов.

Краеугольным камнем регуляции процесса передачи информации является процесс фосфорилирования и протеолиза. Фосфорилирование осуществляется на се-рин/треониновом или тирозиновом окончании за счет протеинкиназ, что создает воз­можность появления новых точек связывания белка. Фосфорилирование белков регули­руется дефосфориляцией белковыми фосфатазами (2,3).

Протеолиз вмешивается в процессы зарождения новых белков (активация профер­ментов путем ограниченного протеолиза) и их деградации. Образование протеасом – основной путь протеолиза в процессе передачи сигнала. Протеасомы представляют со­бой крупные многобелковые комплексы, которые разрушаются путем вездесущего фос­форилирования. Роль протеасом хорошо описана в реакциях деградации комплексов, сформированных за счет NF и их ингибиторов (4).

Ядерные факторы

Ядерные факторы присутствуют в цитоплазме в виде неактивных форм, сцепленных со специфическими ингибиторами. Фосфорилирование - основной механизм, контроли­рующий их активность. Их выброс мониторируется путем оксиметрии в луковице ярем­ной вены; оксигенация ткани головного мозга (PO₂) ингибирует и регулирует их транс­порт в ядро клетки. После димеризации они связываются со специфическими элемента­ми ДНК и действуют как активаторы или репрессоры процесса считывания информации в комплексе с другими регуляторными белками. Семейство ядерных факторов состоит из ЯФ-кВ/Rel факторов транскрипции и представляет собой пять различных, связанных с элементами ДНК, субъединиц: ЯФ-кВ 1/Rel (р50), ЯФ-кВ2/Реl (р100/р52), Rel A (p65), Pel В и c-Rel (5). У родственных образований присутствует гомологичный домен из ± 300 аминокислот, ответственных за связывание с IkB протеином, димеризацию и связывание с аминокислотами. Они также сплетаются в гомологичные или гетерологичные димеры, сосредоточенные в цитозоле в виде неактивных форм и связанных с молекулами-ингибиторами семейства IkB. Одним из представителей этого ряда является гетерологичный димер р50:р65 (Rel А), обозначаемый как ЯФ-kB. Это уникальный фактор в силу его быстрой активации и регуляторной способности. Он играет главную роль в воспали­тельном и иммунном ответе, когда необходима быстрая активация гена для сохранения жизни клетки (продукция цитокинов и протеинов острой фазы). В большинстве типов клеток этот механизм препятствует апоптозу. ЯФ-кВ активируется основными стимулято­рами (провоспалительными цитокинами, бактериями, ЛПСД, вирусами), а также реактив­ными продуктами распада кислорода, которые образуются в ходе воспалительной реак­ции. Его активация начинается с процесса фосфорилирования на двух сериновых окон­чаниях IkB, активируемого специальной lkB-киназой (IKK). Затем реакция распространя­ется на всю субстанцию, приводя к быстрой деградации IkB протеасомами (4). ЯФ-кВ вырабатывается и быстро транслоцируется в ядро. Регулирование активации ЯФ-кВ кон­тролируется в основном интенсивностью и распространенностью реакции фосфорилирования 1кВ, а также и степенью активности протеасом (рис.2).

Рисунок 2. Активация ядерного фактора ЯФ-кВ в цитоплазме и внутриядерная активность. р50 и р65 (Rel А): субъединицы ЯФ-кВ; IkB : ингибитор ЯФ-кВ; IKK: специализированная протеин киназа, которая связывает 2 фосфата (Р) на двух сериновых окончаниях IkB. Фосфорилирование сменяется распространением реакции и диссоциацией ЯФ-кВ-lkB комплекса, которая позволяет ЯФ-кВ войти в ядро и запустить процесс транскрипции ДНК.

Специфические аспекты апоптоза

Апоптоз (программируемая гибель клетки: ПГК; часто называется как самоубийство клетки) запускается естественными и патологическим факторами и характеризуется за­программированной относительно медленной морфологической эволюцией клетки, для которой необходим синтез новых матричных РНК и новых протеинов (2,6). Апоптоз это необходимый процесс для развития и обновления тканей, поддержания иммунного гомеостаза за счет обновления популяций лимфоцитов и элиминации определенных для этого и поврежденных клеток или избыточного количества лимфоцитов после удаления антигенов.

Апоптоз коренным образом отличается от некроза, который представляет собой острый процесс гибели клетки путем быстрого разрыва клеточной мембраны и дезинте­грации всей клетки. Апоптоз запускается состоянием ядерного материала, сжатием и обезвоживанием клетки, которые заканчиваются ее фрагментацией и выбросом пузырь­ков, апоптических тел. Последние захватываются фагоцитами без сопровождения воспа­лительной реакции (рис.3). Недостаточность или избыток апоптоза играет значительную роль в патогенезе таких заболеваний, как рак или аутоиммунные болезни, а также участ­вует при функциональных нарушениях, сопряженных с процессами ишемии-реперфузии (7). Апоптоз запускается специфическими сигналами и часто зависим от их передачи, но не всегда, так как в клетке уже присутствуют крупные части сигнальной субстанции в ла­тентной форме, которые могут быть активированы простой стимуляцией.

Рисунок 3. Схематическое изображение процесса апоптоза клетки: конденсация ядерного вещества, сжатие и формирование изгибов клетки, фрагментация и выброс пузырьков (апоптических тел).

Ключевыми элементами апоптоза являются гибель имеющихся белков посредством протеолиза и реакция расщепления caspases (цистеин-аспартат протеаза, ЦАП), исполь­зуемая в этом протеолизе (8,9,10). Эти ферменты (14 разных энзимов млекопитающих) присутствуют в неактивных формах (зимогены) и активируются (самостоятельно при уча­стии ЦАП) с образованием энзимов-тетрамеров. Две группы ЦАП отличаются по структу­ре зимогенов: ЦАП инициатор и ЦАП эффектор, причем последний активируется преды­дущим. Есть сообщения о существовании трех подгрупп ЦАП, активируемых исключи­тельно при воспалении (ЦАП 1,4 и 5: подгруппа 1) или при апоптозе (ЦАП 3,6,7,8,9 и 10: подгруппы 2 и 3), однако такая классификация остается пока в стадии обсуждения. При апоптозе участвуют 2 каскада ЦАП: каскад, запускаемый при гибели рецепторов на по­верхности мембраны, и каскад, инициируемый стрессовой альтерацией в митохондриях. Первый каскад инициируется при связывании погибшего сигнального участка с рецепто­ром гибели на поверхности мембраны клетки (рис.4).

Рисунок 4. Схематическое изображение каскада апоптоза, начинающегося с активации мембранного рецептора: цепочка запуска рецептора гибели клетки и активация «эшафота» ЦАП, Связанный с лигандом (Fas-L) и собственно гримерный рецептор Fas (CD95) взяты в качестве ти­пичного примера трансмембранного рецептора. Он связывается посредством домена гибели клет­ки (DD) с ассоциируемым протеином (FADD), который представляет собой эффекторный домен гибели клетки (DED), и вовлекает в процесс инициатор проЦАП.

Такая цепочка связывания индуцирует олигомеризацию рецепторов, задействует внутриклеточные белки, которые связаны с рецепторами, формирующими комплекс, со­держащий информацию (сигнал) о гибели клетки (DISC) и запускающий «эшафотную ак­тивацию» каскадной цепочки ЦАП, начиная с ЦАП-8. Вторая каскадная цепочка начинает­ся со стимуляции (обычно присутствующей при стрессе), которая не приводит к связы­ванию рецепторов, но заставляет митохондрии выбрасывать цитохромы (рис.5).

Рисунок 5. Митохондриальный путь апоптоза: стрессовая стимуляция нарушает триггерный I выброс митохондриями цитохрома С (Cyt с). С этого момента апоптоз развивается механически. Цитохром С формирует комплекс со специальным белком Apaf-1, связываясь при этом с АТФ и вовлекая проЦАП-9.

Проапоптозные и антиапоптозные агенты подгруппы Bcl-2 регулируют выработку ци­тохрома С. В цитоплазме цитохром С формирует комплекс с цитоплазматическими фаЙ-торами и специальным белком Apaf-1, который связывается и гидролизирует АТФ. Цито­хром C-Apaf-1 комплекс вовлекает, связывает и активирует ЦАП-9 (восходящий каскад), который в последующем активирует ЦАП-3,6 и 7 (нисходящий каскад).

На различных уровнях каскадной цепочки апоптоза действуют различные механизмы регуляции, но процессами регуляции активации каскада являются фосфорилирование и дефосфорилирование протеинкиназами и фосфатазами.

Роль реактивных радикалов кислорода в передаче сигнальной информации при апоптозе.

Реактивные радикалы, образующиеся из кислорода (РРК) и из соединения азота с кислородом (РРАК), играют критическую роль в механизме воспаления при септицемии и респираторном дистресс синдроме. РРАК являются мощными противомикробными аген­тами, заставляющими микроорганизмы разрушаться до фаголизосом, но они также яв­ляются и повреждающими агентами близлежащих клеток и тканей, так как вырабатыва­ются бесконтрольно стимулируемыми фагоцитами на фоне острой воспалительной реак­ции. За их продукцию и разрушение ответственны специфические ферменты, которые могут быть идентифицированы и характеризованы (рис.6)

Рисунок 6. РРАК каскад, начинающийся с супероксид аниона fO^'J и оксида азота (NO), запускается соответствующими ферментами. Образуется пероксинитрит (ONOO-), нестабильное вещество, реагирующее со многими биомолекулами (особенно с -SH группами (NO₂~ - нитрил-радикал и ОН-гидроксил-радикал) или с нитрониум ионом (NO2⁺), ответственными за процессы нитрирования и гидроксилирования. Перекись водорода (H^Gg) образуется из радикала кислорода (U2~ ); при наличии комплексиона железа (+L-Fe²⁺ ) из перекиси водорода образуется гидро-ксильный радикал (-ОН), а в полиморфноядерных фагоцитах при участии миелопероксидазы (МРО), перекиси водорода и хлорид аниона (Ch ) образуется солянистая кислота (HOCI), которая ответственна за окисление клеточных структур. Она реагирует с нитритом (NO2~, который образу­ется в результате реакции радикала NO и молекулярного кислорода О₂ ) и пероксинитритом (ONOO~), в результате чего образуется нестабильный нитрил хлорид (NO2CI), распадающийся на NO₂ • -радикал и чистый хлорид).

РРАК могут присутствовать во многих типах клеток (лимфоциты, моноциты, макро­фаги, нейтрофилы) и их образование является основным in vivo феноменом, который точно регулируется и обуславливает нормальный клеточный метаболизм. Основными эн­догенными источниками РРАК являются продукты активации реакций с участием таких ферментов, как НАДФ-оксидаза, NO-синтетаза, ксантин-оксидаза, цепочка транспорта электронов в митохондрии, метаболизм арахидоновой кислоты и активность цитохрома Р450. В норме однако РРАК образуется немного. В 1973 году было определено, что в нормальных условиях митохондриями расходуется ±2% кислорода на построение супер-оксид иона (О₂^-) и его продукта дисмутации - перекиси водорода. Это наблюдение имело важное значение для продолжения исследований по передаче сигнальной инфор­мации в клетке (11).

Оксидазный стресс и окислительно-восстановительный баланс

Состояние компонентов окисления-восстановления (Е₀) определяется возможностью захвата (окислительный компонент) или выброса (восстановительный компонент) одного или более электронов. Для нормальной биологической среды характерно наличие равно­весия между оксидантами и восстановителями (РОВ). Несмотря на определенные трудности в точном измерении этого РОВ, цитоплазма в физиологическом состоянии пред­ставляется более основной средой за счет присутствия в ней глутатиона (ГТИ), НАД/НАДФ, особенно в лейкоцитах (рис.7).

Нарушение РОВ внутри клетки немедленно влечет за собой запуск механизмов перено­са сигнальной информации и главная роль в этом принадлежит функции -SH групп. Функциональная активность тиоловых групп зависит от множества компонентов, участ­вующих в процессе переноса сигнальной информации: клеточных рецепторов, ЦАП, ядерных факторов и даже ядерных белков, которые регулируют связывание ЯФ с эле­ментами ДНК. Функции -SH групп легко нарушаются в результате окислительных реак­ций и являются идеальной мишенью РРАК. Физиологическая роль РРК заключается в из­менении РОВ за счет потребления основных молекул (ГТИ, НАД, НАДФ) или в результате оксидазной модификации структуры белков. Окислительное повреждение белков позво­ляет последним взаимодействовать с рецепторами, изменять истинную ферментную ак­тивность или связываться со специфическими мишенями на ДНК, запуская, таким обра­зом, перенос сигнальной информации и генные проявления. В лейкоцитах нарушения РОВ можно представить изменением переноса сигнальной информации.

В физиологических условиях баланс ферментных и неферментных антиоксидантов соз­дает РОВ, задерживая окислительные и восстановительные изменения внутри клетки. Этот баланс нарушается избыточной активацией НАДФ-оксидазы в стимулированных лейкоцитах. In vivo избыточная продукция реактивных радикалов кислорода и азота воз­можна при воспалении, для которого характерна интенсивная активация лейкоцитов, или при таких необычных ситуациях, как массивная радиация. В таких случаях, когда буфер­ная емкость антиоксидантов становится избыточной или патологически снижается, воз­можны оксидазные повреждения с развитием оксидазного стресса.