Диссертация (Состояние микробиоценоза толстого кишечника, липидного состава клеточных мембран и антиоксидантного статуса животных при экспериментальном дисбиозе), страница 7

При этом накапливаются вторичные продуктыокисления, наиболее важными из которых являются ненасыщенные альдегиды(малоновый диальдегид). Малоновый диальдегид (МДА) образуется только изжирных кислот с тремя и более двойными связями. МДА принадлежит важнаяроль в синтезе простагландинов, прогестерона и других стероидов. Отрицательнаяроль малонового диальдегида заключается в том, что он сшивает молекулылипидов и понижает текучесть мембраны.

Вследствие этого мембрана становится33более хрупкой, нарушаются процессы, связанные с изменением поверхностимембраны.ПродуктамисоединениямивзаимодействияявляютсяшиффовыМДАсоснованияаминосодержащими–кристаллическиеилимаслообразные вещества, нерастворимые в воде, растворимые в органическихрастворителях. Непрерывное накопление оснований шиффа дестабилизируетмембраны и способствует деструкции клеток [68, 152].Гидроперекиси, ненасыщенные альдегиды являются мутагенами и обладаютвыраженной цитотоксичностью. Ацилгидроперекиси (АГП) вызывают клеточныйстресс,аименноподавляютактивностьгликолизаиокислительногофосфорилирования, ингибируют синтез белка и нуклеиновых кислот, нарушаютсекрециютриглицеридовгепатоцитами,ингибируютразличныемембраносвязанные ферменты [137].Накопление в организме продуктов ПОЛ и развитие эндотоксикозаприводит к стимуляции монооксигеназной системы, изменениям реакциилипидного, гормонального, иммунного, микроэлементного, нейромедиаторногостатусов, числа мест связывания и сродства рецепторов к лигандам [45].1.5 Система антиоксидантной защиты организма и антиоксидантная терапияЗащита от повреждающего действия свободных радикалов и активных формкислорода осуществляется на всех уровнях организации: от клеточных мембрандо организма в целом.

Повреждающему эффекту АФК и СР противостоит системаестественной антиоксидантной защиты (АОЗ). В условиях согласованногофункционирования системы АОЗ, свободные радикалы являются продуктамифизиологического клеточного механизма и не представляют опасности, так каксразу же нейтрализуются антиоксидантной системой (АОС). Важное влияниепроцессов перекисного окисления липидов проявляется в обновлении состава иподдержании функциональных свойств биомембран, участии в энергетическихпроцессах, клеточном делении, синтезе биологически активных веществ [47, 125].Главным звеном системы АОЗ являются ферменты-антиоксиданты.

Этисоединения способны снижать и тормозить интенсивность свободнорадикальных34процессов, то есть нейтрализовать СР. Находятся эти ферменты как в цитоплазме,так и митохондриях клеток, где образуется большинство внутриклеточных СР.Кроме того, значительная часть этих ферментов находится и экстраклеточно[101].Такимобразом,(инактивации)условносвободныхможноразличитьтриуровнярадикалов:превентивныезащитыантиоксиданты(церулоплазмин, металлотионин, альбумин, транферрин, ферритин, миоглобин),инактивирующие антиоксиданты (супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза,глутатионредуктаза, каталаза и малые молекулы, такие как аскорбат, токоферол,билирубин, мочевая кислота, каратиноиды и флавоноиды), репарирующиеферменты, восстанавливающие разрушенные биомолекулы, такие как ДНКрепарирующие ферменты [57].К доминантным ферментам, оказывающим антиоксидантное действиеотносятся: супероксиддисмутаза, каталаза и пероксидаза, ферменты системыглутатионаисупероксидныецерулоплазмин.анионывСупероксиддисмутазапероксидводорода.(СОД)Известно4превращаетизоферментасупероксиддисмутаз: цитоплазматическая, внеклеточная и экстрацеллюлярнаяСОД, в составе гема которых находятся такие металлы, какZn2+и Сu2+,митохондриальная СОД (содержитMn2+).

Изоферменты СОД находятся и вцитозоле и в митохондриях и являются первой линией защиты, потому чтосупероксидный анион обычно образуется первым из активных форм кислородапри утечке электронов из дыхательной цепи. СОД – индуцируемый фермент, т.е.синтез его увеличивается, если в клетках активируется перекисное окисление [80,136].Пероксидводорода,которыйможетинициироватьобразованиегидроксильного радикала, разрушается ферментом каталазой. Каталаза находитсяв основном в пероксисомах, где образуется наибольшее количество пероксидаводорода, а также в лейкоцитах, где она защищает клетки от последствий"респираторного взрыва"[57].35Пероксидаза относится к гемсодержащим гликопротеидам, которые неразлагают, но восстанавливают перекись до безопасной воды, используя вкачестве доноров электронов различные субстраты.

Основной особенностьюмеханизма действия пероксидазы является отсутствие в специфичности выбораферментом субстрата, проявляемая в реакциях индивидуального окисления,причины которой до сих пор не до конца раскрыты. Однако фермент способенпроявлять специфичность в пероксидазных реакциях совместного окислениясубстратов, которые более предпочтительны для биологических систем [30].Важнойглутатиона,составляющейнейтрализующаявосстановленномсостоянииантиоксидантнойперекисизащитылипидовSH-группыбелков,ичтоявляетсясистемаподдерживающаяобеспечиваетвихфункциональную активность.Глутатионпероксидаза – важнейший фермент,обеспечивающий инактивацию активных форм кислорода, так как он разрушает ипероксид водорода и гидропероксиды липидов.

Он катализирует восстановлениепероксидов с помощью трипептида глутатиона (γ-глутамилцистеинилглицин).Сульфгидрильная группа глутатиона (GSH) служит донором электронов и,окисляясь, образует дисульфидную форму глутатиона, в которой две молекулыглутатиона связаны через дисульфидную группу. Окисленный глутатионвосстанавливаетсяглутатионредуктазой.Антиоксидантнаяактивностьвосстановленного глутатиона тесно связана с работой защитных ферментовсистемы глутатиона. В условиях активации перекисного окисления уровеньвосстановленногоглутатионаснижается,аокисленногоглутатионавозрастает.Глутатион-S-трансферазы (Г-S-Т) – семейство мультифункциональныхбелков, использующих GSH для конъюгации с гидрофобными веществами, ихвосстановления или изомеризации.

Биологическая роль Г-S-Т в организмезаключается в биотрансформации ксенобиотиков, в обезвреживании токсическихпродуктов ПОЛ, восстановлении гидроперекисей липидов [40, 41].Супероксид анион-радикал, перекись водорода и другие АФК могутмигрировать из клетки в межклеточное пространство и в плазму крови. Внеклетки свободные радикалы не могут быть уничтожены с помощью ферментов,36поскольку сыворотка крови и тканевые жидкости бедны СОД, каталазой иглутатионпероксидазой.

В этих условия основная антиоксидантная рольпринадлежит церулоплазмину.Защитное действие этого белка объясняется егоспособностью связывать ионы Fe2+ и катализировать их окисление в Fe3+. Этаспособность окислять ионы железа, а также ингибировать OH-радикалы делаетегоэффективным сывороточным «перехватчиком» свободныхрадикалов,циркулирующих в крови [115].Универсальный характер процессов ПОЛ обусловливает их повсеместноераспространение во всех живых и активно метаболизирующих системах.Двойственная роль промежуточных продуктов перекисного окисления липидов,их способность выступать также в качестве катализаторов аутоокисления создаютреальную опасность развертывания свободнорадикальных цепных реакций и, какследствие, полной деструкции мембранных структур клеток при доступекислорода.Лишьналичиефакторовпротивоположногодействияантиоксидантной системы удерживает процессы ПОЛ на стационарном базальномуровне, не препятствующем нормальной жизнедеятельности.

Складывающеесятем самым прооксидантно-антиоксидантное равновесие является важнейшиммеханизмом гомеостаза [36].Таким образом, сложная многокомпонентная антиоксидантная системаявляетсясвоегородабуфером,препятствующимпереходуПОЛизфизиологического в патологическое состояние. Поэтому сбой в работе системыАОЗ, снижение её эффективности могут быть вызваны не только падением уровняантиоксидантовилиингибированиемантиперекисныхферментов,ноиблокированием поставляющих водород процессов при действии, к примеру,метаболических ядов или иных факторов [147].Функциональная активность живых организмов напрямую зависит отпроцессов свободно-радикального окисления и интенсивности продукции АФК, скоторымисвязываютразвитиемногихзаболеваний.Предотвратитьокислительное повреждение или нормализовать развившийся дисбаланс можноприменением природных или синтетических антиоксидантов [126].

Антиоксидант37– это любое вещество, которое присутствуя в низких по сравнению с окисляемымсубстратом концентрациях, существенно задерживает или ингибирует егоокисление [128].Существуетболееширокоепонятие«биоантиокислители»–полифункциональные соединения, которые в зависимости от механизма действияподразделяются на антирадикальные ингибиторы, антиокислители, хелаторы итушители [46]Именноантиоксидантыявляютсяоднимизпервыхэшелоновнеспецифической обороны тканей и органов от негативного действия радикалов,именно они в первую очередь обеспечивают устойчивость живых клеток ксвободнорадикальному повреждению.

При этом механизмы антиоксидантнойзащиты универсальны для всех живых клеток, независимо от их структурнотканевой организации [108].На сегодняшний день нет сомнений в важности и актуальности химическихсоединений, которые обладают антиоксидантными свойствами. По химическойприроде можно выделить следующие классы антиоксидантов: ферментативныеантиоксиданты(СОД,глутатионзависимыепероксидазыитрансферазы);соединения, содержащие фенольные группы (токоферолы, хиноны, флавоноиды,каротиноиды,аскорбиноваякислота);соединенияSH-содержащие(легкоокисляющиеся пептиды, пролин); хелаторы ионов металлов переменнойвалентности (металлопротеины, мочевая кислота и другие пурины); другиеантиоксиданты (гормоны) [128].С.В. Оковитый предлагает следующую классификацию антиоксидантов:1. Антирадикальные средства:А)эндогенныесоединения:α-Токоферол(витаминЕ),β-каротин(провитамин А), ретинол (витамин А), кислота аскорбиновая (витамин С),глутатионвосстановленный(татионил),кислотаα-липоевая(тиоктацид),карнозин, убихинон (кудесан).Б) синтетические препараты: ионол (дибунол), тиофан, ацетилцистеин(АЦЦ), пробукол (фенбутол), сукцинобукол (AGI-1067), диметилсульфоксид38(димексид), тирилазад мезилат (фридокс), эмоксипин, олифен (гипоксен),эхинохром-А (гистохром), церовив (NXY-059).2.