Диссертация (1151325), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Приспособленность организма состоит в том, чтов состоянии работы скорость подачи кислорода к ткани высокая, а в периодотдыха резко понижается. Такой эффект достигается прежде всегоуменьшением легочной вентиляции и сужением кровеносных сосудов;2) обрыв свободнорадикальной цепи и обезвреживание радикаловантиоксидантными ферментами и «ловушками» гидроксильных радикалов(Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в);3) исправление повреждений (репарация).Сложная многокомпонентная антиокислительная система являетсясвоего рода буфером, препятствующим изменению перекисного окислениялипидов (ПОЛ), то есть переходу из физиологического в патологическоесостояние (Валеева и др., 2008б,в; Golenia et al., 2014; Koskela et al., 2014).Воздействие экстремальных факторов сказывается на состоянии какнеферментативной, так и ферментативной частей антиокислительнойсистемы (АОС), функционирование которой зависит от фонда доноровводорода.
Уровень биоантиоксидантов в тканях и активность НАДФ-Н+- иНАД-Н+-дегидрогеназ тесно связана между собой (Валеева, 2004). Поэтомусрыв в работе АОС, снижение ее буферной емкости могут быть вызваны нетолькопадениемуровняантиоксидантовилиингибированиемантиперекисных ферментов, но и блокированием поставляющих водородпроцессов при действии метаболических ядов или иных факторов (Валеева,2004; Суменкова, 2007). При интенсивной генерации активных формкислорода может происходить истощение АОС, несмотря на синергизмдействия ее отдельных компонентов. В связи с этим при глубоком44оксидантном стрессе включается ферментативная антиоксидантная защита.К этой группе относят супероксиддисмутазы (СОД), церулоплазмин (ЦП),каталазу, глутатионпероксидазу и глутатионредуктазу (Валеева, 2004;Валеева и др., 2008в; Musci et al., 2014; Parihar et al., 2014; Rasool et al., 2014).Система антиоксидантных ферментов отвечает за элиминацию активныхформкислородаисвободныхрадикалов,участвуетвразложениигидроперекисей нерадикальным путем (Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в;Dursun et al., 2014; Yan et al., 2014).Мощным звеном антиоксидантной защиты (АОЗ) является ферментсупероксиддисмутаза (СОД) и окислительно-восстановительная системанизкомолекулярныхтиоловиаскорбиноваякислота.Еслизащитаосуществляется не полностью, то угнетается активность тиоловых ферментов ‒глутатионредуктазы и глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы, что приводит кпоявлению патологических изменений в организме (Валеева, 2004; Валеева идр., 2008в; Weekley et al., 2014).Физиологическая роль супероксиддисмутазы (СОД) (К.Ф.1.15.1.1.)заключается в превращении О2- в Н2О2, что обеспечивает защиту клеток отсупероксиданион-радикалов (О2-).
Хотя супероксиддисмутазы известны с1939 года, их роль в организме раскрыта лишь в 1969 году Ж. Кордом и И.Фридовичем. СОД является единственным антиоксидантным ферментом,который обрывает цепи кислородзависимых свободнорадикальных реакций.СОД очень эффективно превращает супероксид анион-радикал в пероксидводорода,предотвращаяспонтаннуюдисмутацию(дисмутация–одновалентное восстановление супероксиданион-радикалов (О2-) до пероксидаводорода (Н2О2)) (Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в; Buldak et al., 2014;Goyal et al., 2014).Эффективность супероксиддисмутаз очень велика (Kcat =1,6·109 M-1·c-1).Из всех компонентов клеток только оксид азота (NO) вступает в реакцию с45О2- быстрее, чем супероксиддисмутазы.
Известно, при низкой концентрацииNO в клетках супероксид разрушается СОД (Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в).Mn2+-содержащая СОД, устойчивая к цианиду, мембраносвязанныйфермент, локализованный во внутренней мембране митохондрий. Наиболеераспространена Cu2+-, Zn2+-содержащая COД, чувствительная к цианиду инаходящаяся преимущественно в цитозоле. В настоящее время из плазмыкрови человека выделен новый тип фермента, отличающийся по свойствамот Cu2+-СОД и Zn2+-COД и названной экстрацеллюлярной СОД.
Возможно,при состояниях резко выраженного оксидантного стресса происходитпереход экстрацеллюлярной СОД плазмы в активное состояние, чтообеспечивает включение ферментативной защиты в процессы нейтрализацииактивных форм кислорода (Валеева, 2004). В литературе приводятся данныеи о роли СОД в процессах клеточного деления. В ядрах клеток корыголовногомозгаассоциированакрыссобнаруженахроматином.ядернаяИзвестно,СОД,чтокотораяпрочносупероксиддисмутазаингибирует окисление адреналина оксигемоглобином, тем самым регулируетсодержание адреналина в крови (Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в).Супероксидный радикал, пероксид водорода и другие активные формыкислорода могут мигрировать из клетки в межклеточное пространство иплазмукрови.Внеклеточныесвободныерадикалынемогутбытьуничтожены с помощью ферментов, поскольку сыворотка и тканевыежидкости бедны СОД, каталазой и глутатионными ферментами (Валеева,2004; Валеева и др., 2008в; Weekley et al., 2014).
В этих жидкостях основнаяантиоксидантная роль принадлежит церулоплазмину.Церулоплазмин (ЦП) (КФ 1.16.3.1.) ‒ медьсодержащая оксидазаотносится к полифункциональным белкам и входит в состав α2-глобулиновойфракции сыворотки крови. Физиологическая роль ЦП как антиоксидантазаключается в превращении О2- в Н2О, минуя стадию образования пероксидаводорода (является «перехватчиком» супероксидных радикалов) (Валеева,462004).
ЦП синтезируется в разных органах млекопитающих (почках, мозгу,печени,комплексеГольджи).Различаюттканеспецифический1)секреторный церулоплазмин; 2) ЦП, связанный с внутриклеточнымимембранами; 3) ЦП, связанный с плазматической мембраной с помощьюгликозилфосфатидилинозитолового якоря (GPI-ЦП); 4) цитозольный ЦПподобный белок. В организме ЦП выполняет ряд важных и взаимосвязанныхфизиологическихфункций:1)транспортмеди,2)мобилизациясывороточного железа для кроветворения и 3) роль сывороточногоантиоксиданта-ингибитора ПОЛ, «перехватчика» супероксидных радикалов(Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в; Dursun et al., 2014; Ogra, 2014).Церулоплазмин является донором меди (каждая молекула ЦП содержит6Cu2+)атомовииспользуетсядлясинтезамедьсодержащихвнутриклеточных ферментов (цитохромоксидазы). В сыворотке крови,амниотической жидкости, ликворе, семенной жидкости церулоплазминвыполняет роль внеклеточной супероксиддисмутазы.
Защитное действие ЦПобъясняется способностью связывать ионы Fe2+ и катализировать ихокислениевFe3+,чтообусловленоеговысокойферрооксидазнойактивностью. В таком виде железо встраивается в молекулу апотрансферринаи переносится в костный мозг, где происходит синтез гема. Способностьцерулоплазмина окислять ионы Fe2+, а также ингибировать гидроксильныерадикалыделаетегоэффективнымсывороточным«перехватчиком»свободных радикалов, циркулирующих в крови (Валеева, 2004; Валеева и др.,2008в; Musci et al., 2014; Ogra, 2014).Такимобразом,церулоплазминявляетсямногофункциональнымантиоксидантом, ингибирующим развитие ПОЛ на различных уровнях(Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в).Главным ферментом, связанным с катаболизмом Н2О2, являетсякаталаза (К.Ф.
1.11.1.6.) ‒ гемсодержащий фермент. В организме человека иживотных максимальное содержание его обнаружено в эритроцитах, а также47в печени и почках. Каталаза разрушает пероксид водорода, образующийся врезультате ферментативного действия СОД и ЦП. Она по своему действиюсходна с пероксидазой, и поэтому оба фермента часто относят к группегидропероксидаз. Одна молекула каталазы в секунду разлагает до 44000молекул Н2О2, ее каталазная активность примерно в 10000 раз выше, чемпероксидазная:2Н2О2 → 2 Н2О + О2.Количественное соотношение каталазы и пероксида водорода в клеткеобусловливает возможность для реализации либо пероксидазной, либокаталазной ее функции.
Этот же принцип определяет различия междутканями: например, в эритроцитах преобладает пероксидазная функциякаталазы, в печени ‒ каталазная (Валеева, 2004). При определенных условияхкаталаза и глутатионпероксидаза, конкурируя за Н2О2, предопределяют ееметаболическое значение, в частности возможность ускорять НАДФзависимые процессы. Снижение активности каталазы является результатомистощения АОС и может служить фактом, способствующим усилениюпроцессов ПОЛ (Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в; Parihar et al., 2014;Rasool et al., 2014).Пероксидазыокисляются пероксидом водорода, когда субстратомкатализирует следующую реакцию:Н2О2 + 2GSH → GSSG + 2 Н2О.Глутатионпероксидаза(ГПО)(К.Ф.1.11.1.9.),подобнокаталазе,восстанавливает пероксид водорода до воды и разлагает нерадикальнымспособом почти все органические пероксиды различных полиненасыщенныхжирных кислот, глицерина, холестерина, простагландинов:ROOH + AH → ROH + H2O + A·.ГПО играет важную роль в метаболизме Н2О2 при физиологическихусловиях, а в условиях окислительного стресса и при наличии доноровпероксидазной реакции каталазы ‒ осуществляется утилизация Н2О2 по48каталазному пути, что может иметь важное защитное и метаболическоезначение (Валеева, 2004; Валеева и др., 2008в; Barbosa et al., 2014; Goyal etal., 2014).Одним из основных источников внеклеточной Н2О2, вырабатывающихв среду супероксид и Н2О2 на который действует ГПО, в ответ на различныестимулы в организме, являются нейтрофилы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
