4. Антиоксидантные механизмы клеток

Это система ферментативных и неферментативных факторов, поддерживающих баланс про-/антиоксидантов и нейтрализующих избыток АФК. Работает по принципу каскада.

Уровень	Антиоксидант	Механизм действия
1. Ферментативный	Супероксиддисмутаза (СОД)	Катализирует диспропорционирование супероксида в пероксид водорода и кислород: 2O₂⁻· + 2H⁺ → H₂O₂ + O₂.
	Каталаза (в пероксисомах)	Разлагает H₂O₂ на воду и кислород: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂.
	Глутатионпероксидаза (GPx) и Глутатионредуктаза	GPx восстанавливает H₂O₂ и липопероксиды, окисляя восстановленный глутатион (GSH). Глутатионредуктаза восстанавливает окисленный глутатион (GSSG) обратно в GSH за счет НАДФН.
2. Низкомолекулярный (неферментативный)	Витамины E (α-токоферол) и A (β-каротин)	Жирорастворимые. Прерывают цепь ПОЛ в мембранах, отдавая электрон липидному радикалу. Каротин также тушит синглетный кислород.
	Витамин C (аскорбиновая кислота)	Водорастворимый. Восстанавливает витамин E, непосредственно взаимодействует с радикалами в цитоплазме.
	Глутатион (GSH), мочевая кислота, церулоплазмин	Участвуют в нейтрализации АФК, хелатировании ионов металлов (Fe²⁺, Cu⁺), катализирующих образование ·OH.

5. Свободно-радикальная теория старения

Это одна из ведущих теорий, согласно которой старение является результатом накопления повреждений макромолекул (ДНК, белков, липидов), вызванных активными формами кислорода, образующимися в процессе нормального метаболизма.

• Основные постулаты:

  1. В митохондриях в ходе окислительного фосфорилирования постоянно образуется небольшое количество АФК (побочный продукт).

  2. С возрастом эффективность антиоксидантных систем снижается, а продукция АФК может возрастать.

  3. Происходит кумулятивное оксидативное повреждение:

     • ДНК: Мутации, способствующие развитию рака и дисфункции клеток.

     • Белки: Денатурация, сшивки, потеря функции ферментов и структурных белков (например, коллагена).

     • Липиды: ПОЛ мембран → нарушение их функций.

  4. Особенно страдают постмитотические клетки (нейроны, кардиомиоциты), которые не могут обновиться путем деления.

  5. «Митохондриальная теория» как развитие основной: повреждение митохондриальной ДНК АФК ведет к нарушению работы дыхательной цепи, что, в свою очередь, увеличивает утечку электронов и генерацию еще большего количества АФК — формируется порочный круг, ускоряющий старение клетки.

• Подтверждения теории:

1. Связь между уровнем антиоксидантов и продолжительностью жизни у некоторых видов.

2. Накопление продуктов ПОЛ (липофусцин, «пигмент старения») в стареющих клетках.

3. Увеличение числа мутаций митохондриальной ДНК с возрастом.

4. Продление жизни у модельных организмов при сверхэкспрессии генов антиоксидантных ферментов (СОД, каталазы).

Вывод: Свободно-радикальные процессы — важнейший элемент жизнедеятельности клетки, выполняющий защитные функции, но при нарушении баланса становящийся универсальным механизмом повреждения и гибели клеток (некробиоз). Многоуровневая антиоксидантная система обеспечивает контроль над этими процессами. Дисфункция этой системы и накопление оксидативных повреждений лежат в основе свободно-радикальной теории старения.