АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Антиоксидантные механизмы клеток

Прочитайте:
  1. II. Кальциевые механизмы
  2. II.Механорецепторные механизмы регуляции. Легочно-вагусная регуляция дыхания
  3. III. Сердечная недостаточность, понятие, формы, патофизиологические механизмы развития
  4. III.. БЕЛКОВАЯ КОНКУРЕНЦИЯ ЗДОРОВЫХ И РАКОВЫХ КЛЕТОК. ПРОТИВОБОРСТВО ШТАНГИ И РАКОВОЙ ОПУХОЛИ
  5. L. Механизмы терморегуляции человека
  6. XII. Хроническая форма сердечная недостаточность, понятие, причины, механизмы развития
  7. Адаптация анализаторов, её механизмы
  8. Адаптация, её стадии, общие физиологические механизмы. Долговременная адаптация к мышечной деятельности её проявление в состоянии покоя, при стандартных и предельных нагрузках.
  9. Адгезивные молекулы (молекулы суперсемейства иммуноглобулинов, интегрины, селектины, муцины, кадхерины): строение, функции, примеры. CD-номенклатура мембранных молекул клеток.
  10. Адгезивные системы композитов. Назначение, механизмы взаимодействия с тканями зуба.

 

Антиоксиданты - это молекулы, обладающие лабильным водородным атомом с неспаренным электроном:

 

LOO. + AH Þ LOOH + A.

A.+ A. Þ A-A

(где AН - антиоксидант, A-A его стабильный, не свободно-радикальный продукт)

 

Множество антиоксидантов, вырабатываемых клетками и поглощаемых извне в качестве полностью, либо частично незаменимых соединений, сдерживают клеточное “атомное оружие”, препятствуя длительному существованию высоких концентраций АКР. Кроме того, избыток АКР может секвестрироваться в пероксисомах. Антиоксиданты - не просто набор веществ. Они способны восстанавливать друг друга и представляют собой антиоксидантные системы клеток. Основными разрушителями АКР служат ферменты каталаза, супероксиддисмутаза, глютатионпероксидаза, фосфолипид-глютатионпероксидаза и глютатионредуктаза.

По П.Хорнсби и Дж.Кривелло, имеются три класса антиоксидантов (1983):

Каталаза и глютатионпероксидаза - это энзимы предупредительного действия поскольку они восстанавливают перекись водорода, провоцирующую цепной свободно-радикальный процесс, до неактивного состояния.

Супероксиддисмутаза - фермент- прерыватель цепной реакции. Она превращает при наличии восстановительных эквивалентов, супероксидный анион, способный, как показано выше, формировать наиболее активные АКР, в менее активную перекись водорода, разрушаемую каталазой. Субстратами - прерывателями цепной реакции служат фенолы (например, токоферол) и амины (например, цистамин).

Третья разновидность антиоксидантов - хелатирующие агенты, способные связывать железо и другие металлы-катализаторы и разветвители цепных свободнорадикальных реакций (например, десферол и унитиол)

Все упомянутые энзимы и их изоэнзимы являются металлоферментами. В состав их активных центров входят микроэлементы.

Глутатионпероксидаза и фосфолипид-глутатионпероксидаза, утилизующие этот метаболит для инактивации перекиси водорода и липоперекисей с образованием спиртовой группы - это селеносодержащие ферменты. Различные тканевые изоферменты супероксиддисмутазы содержат цинк, или марганец и медь. Митохондриальная изоформа использует марганец, а цитозольные - цинк и медь. Каталаза является пероксисомальным железозависимым металлоферментом.

Главные антиоксидантные субстраты клеток - это тиоловые соединения. К ним относятся глютатион, цистеин, Д-пеницилламин.

Глютатион - важнейший компонент антиоксидантных систем печени, сердца, мозга, легких и клеток крови. Показана его защитная роль для эритроцитов - при гемолизе, для нейронов - при инсульте и нейродегенеративных заболеваниях, для альвеоцитов - при отравлении озоном, для кардиомиоцитов - при миокардиодистрофиях. Глютатион обладает радиопротекторными свойствами.

Для образования глютатиона необходима аминокислота цистеин, при работе глутатионовых пероксидаз он превращается в дисульфид.

Другая группа веществ, используемых клетками нашего организма для защиты от окислительного стресса - это витамины. Реактивирует глутатиондисульфид фермент глутатионредуктаза, зависимый от НАДФНи аскорбиновой кислоты. Следовательно, для восстановления и реактивации глютатиона из дисульфида нужны не только микроэлементы, но и витамины РР и С, а, по некоторым сведениям - также Е и В2. Однако, аскорбиновая кислота амбивалентна в окислительно-восстановительных реакциях и способна оказать и прооксидантные эффекты, в частности, ускоряя восстановление железа, усиливающего свободнорадикальные процессы. Хорнсби и Кривелло считают, что прооксидантные эффекты витамина С преобладают при его малых дозах, а антиоксидантные - при больших. Это, в какой-то степени, оправдывает рекомендации Л.Полинга замедлять старение и предупреждать повреждение клеток, в частности, при вирусных инфекциях и атеросклерозе, мегадозами аскорбиновой кислоты (1983). Интересно, что, по мнению Б.Н.Эймса и соавторов (1981), у приматов таким же, как витамин С, амбивалентным действием на редокс-состояние клеток обладает мочевая кислота (см. также выше “Диатезы”).

Особенно тесная взаимозависимость существует между селеном и витамином Е, которые оба служат для инактивации липоперекисей. Витамин Е является сильнейшим антиоксидантом, так как ловит свободный электрон и не участвует в дальнейшей цепи. Протективное действие токоферола особенно выражено в отношении клеточных мембран. Классические эксперименты Дж. Блэнда с человеческими эритроцитами показали, что 10-дневный прием 600 МЕ a-токоферола ежесуточно делает плазматические мембраны 95% красных кровяных телец испытуемых резистентными к тому окислительному стрессу, который до курса лечения вызывал стопроцентный гемолиз.

Активность токоферолов восстанавливается витамином С, как и активность системы глютатиона.

Таким образом, в системе глутатиона взаимодействуют витамины, микроэлементы и серосодержащие аминокислоты. Упомянутые витамины и микроэлементы, а также полифенолы (биофлавоноиды), a-липоевая кислота и b-каротин действуют в комплексе и составляют антиокислительный резерв клеток, определяющий их резистентность к свободно-радикальному повреждению.

Так как аутоокисление липопротеидов является одним из механизмов атерогенеза, а свободно-радикальное повреждение ДНК способно вызвать канцерогенез, обсуждаемые в этом разделе антиоксиданты проявляют протективное действие в отношении двух главных причин смертности - атеросклероза и опухолевых заболеваний.

Многие пищевые продукты содержат значительные количества этих ингредиентов и способны насыщать ими организм.

Поэтому, питание, оптимально обеспечивающее потребности клеток в антиоксидантах, является в настоящее время предметом наиболее интенсивных разработок в диетологии.

Дефицит незаменимых соединений, относящихся к этой системе, связан с развитием многих заболеваний, сопровождаемых клеточным окислительным повреждением. Так, область, эндемичная по геохимическому дефициту селена в провинции Жэньсу (КНР) отличается повышенной частотой особой миокардиодистрофии (болезнь Кишэн), а Восточная Финляндия имеет самое низкое геохимическое содержание селена и рекордно малую для Европы продолжительность предстоящей жизни сорокалетних мужчин (Л.А.Гаврилов, Н.С.Гаврилова; 1991).

Американский автор Уоллак обнаружил связь между муковисцидозом и дефицитом селена у беременных и новорожденных. Дефицит полностью или частично незаменимых компонентов антиокислительной системы ускоряет развитие атеросклероза, при формировании которого важную роль играет перекисное окисление липидов в атеромах.

Тиоловыми антиоксидантами служат и богатые сульфгидрильными группами цитозольные белки (тиоредоксин), а также сывороточные белки макрофагального происхождения, такие как церулоплазмин, С-реактивный белок, гаптоглобин, b-2-микроглобулин, амилоид А. Перечисленные белки синтезируются макрофагами различной локализации в ответ на интерлейкин-1 и ряд других медиаторов воспаления. Таким образом, осуществляется попытка предохранить организм хозяина от негативных последствий собственного окислительного удара, наносимого по агентам, вызвавшим воспаление.

Именно вследствие усиления синтеза сывороточных глобулинов - антиоксидантов происходит хорошо известное каждому медику увеличение скорости оседания эритроцитов (СОЭ). В связи с универсальным характером рассматриваемых механизмов, СОЭ ускоряется при широком круге инфекций, воспалений и иммунопатологических процессов разной этиологии.

Белки, усиленно синтезируемые при воспалении объединяют под названием “положительные глобулины острой фазы ” (см. ниже разделы “Патофизиология воспаления” и “Преиммунный ответ”). Типичный представитель этой группы протеинов - церулоплазмин является феррооксидазой и окисляет двухвалентное железо до трехвалентного, без образования свободных радикалов.

Особую роль в антиоксидантной защите играет трансферрин - отрицательный глобулин острой фазы, содержание которого в крови при воспалениях и инфекциях снижается. Он захватывает трехвалентное железо и может переносить его в клетки.

Как уже отмечалось выше, адаптивная ценность гипоферремии при остром ответе на инфекцию экспериментально доказана и связана с каталитической ролью двухвалентного железа в системе генерации АКР.

Эта форма железа чрезвычайно цитотоксична, поскольку участвует в реакции Фентона и в реакциях разветвления цепей окисления мембранных липидов. При лихорадке изменения в синтезе глобулинов острой фазы ограничивают аутоокислительный эффект железа.

Кора надпочечников обладает очень высокой активностью цитохром-Р-450-зависимых оксидаз, и поэтому продукция АКРв этих органах крайне активна, особенно, в условиях стресса. Именно поэтому надпочечник обладает исключительно высокими потенциями антиоксидантных механизмов (рекордные количества аскорбиновой кислоты и витамина Е, очень высокий уровень супероксиддисмутазы). Хорнсби и Кривелло считают редокс-состояние адренокортикоцитов важным фактором, влияющим на интенсивность стероидогенеза и на морфогенез коры надпочечников, в частности, на апоптотическую гибель и эскалаторное перемещение клеток из зоны в зону, а также на смену паттерна синтезируемых клетками различной локализации кортикоидов. Следовательно, АКР влияют не только на клеточные процессы и тканевой ответ на повреждение - воспаление. Они существенны и для развития системных ответов на повреждение - реакции острой фазы и стресса (см. ниже соответствующие разделы).

Итак, свободные радикалы всегда играют определенную роль при клеточной гибели. В ряде случаев, особенно, при радиационной травме, отравлениях хлорорганическими соединениями и воспалении их вклад в механизмы повреждения клеток является определяющим. Окислительно-восстановительный баланс клеток зависит от экспрессии генов и поставки субстратов и незаменимых компонентов диеты и представляет собой одну из главных неспецифических составляющих клеточной реактивности (рис. 38).

.


Дата добавления: 2015-05-19 | Просмотры: 790 | Нарушение авторских прав



1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 | 109 | 110 | 111 | 112 | 113 | 114 | 115 | 116 | 117 | 118 | 119 | 120 | 121 | 122 | 123 | 124 | 125 | 126 | 127 | 128 | 129 | 130 | 131 | 132 | 133 | 134 | 135 | 136 | 137 | 138 | 139 | 140 | 141 | 142 | 143 | 144 | 145 | 146 | 147 | 148 | 149 | 150 | 151 | 152 | 153 | 154 | 155 | 156 | 157 | 158 |



При использовании материала ссылка на сайт medlec.org обязательна! (0.004 сек.)