Диссертация (1154897), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Ломоносова, в Клиникенефрологии, внутренних и профессиональных болезней имени Е.М. Тареева (УКБ№3 Первого МГМУ имени И.М. Сеченова) и кафедре медицинской биофизикиФакультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В. Ломоносова.Выражаю глубокую благодарность за повседневную помощь в работе наддиссертацией научному руководителю академику РАН, профессору Н.А. Мухину.Сердечно признательна за помощь в работе и ценные консультации к.м.н.,доценту кафедры внутренних болезней Факультета фундаментальной медициныМГУ имени М.В. Ломоносова, Т.Н.
Красновой; к.х.н., доценту кафедрымедицинской биофизики Факультета фундаментальной медицины МГУ имениМ.В. Ломоносова Е.В. Проскурниной; рецензентам – к.м.н., доценту кафедрывнутренних болезней Факультета фундаментальной медицины МГУ имени М.В.Ломоносова, Авдееву В.Г., к.м.н., ассистенту кафедры внутренних болезнейПервого МГМУ имени И.М. Сеченова, Новикову П.И., а также всему коллективуКлиники нефрологии, внутренних и профессиональных болезней имени Е.М.Тареева.Авторблагодаритзаплодотворное10сотрудничествоколлективлаборатории кафедры медицинской биофизики Факультета фундаментальноймедицины МГУ имени М.В.
Ломоносова (зав. – академик РАН, профессор, д.б.н.,Владимиров Ю.А.).11ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ1.1 Окислительныйфизиологических реакцийстатусвусловияхнормальныхВ середине XX века появилась теория о повреждении клетки свободнымирадикалами (СР) кислорода [8]. К настоящему моменту достижения в этойобластинаукинетолькопозволяютговоритьоведущейролисвободнорадикальных процессов, но о важных физиологических функцияхсвободных радикалов кислорода, обеспечивающих многообразные стороныклеточного метоболизма. Присутствие свободных радикалов может быть оченьблагоприятно для клеток. Они постоянно образуется в организме и необходимыдля биологических процессов [9, 10]. Однако в случае гиперпродукции свободныхрадикалов, и ослаблении защитных систем организма (антиоксидантов) могутсложиться условия для клеточного повреждения [11].Таким образом, очевидно, что живые системы не только адаптированы ксуществованию в условиях непрерывного формирования СР, но и используют ихв различных физиологических функциях [8, 10].Известно что, значительный вклад в окислительный статус организма вносятнейтрофильные гранулоциты.
Кислородзависимый ответ нейтрофилов на антигеносуществляется активацией респираторного взрыва, сопутствующий фагоцитозу[11].Активация респираторного взрыва приводит к генерации супероксидногорадикала нейтрофилами за счет сборки фермента НАДФН-оксидазы в клеточноймембране.НАДФН-оксидазакатализируетвосстановлениемолекулярногокислорода до супероксидного радикала, который затем превращается в пероксидводородаидругиетоксичныеформыкислорода(гидропероксидныйигидроксидный радикалы).
Пероксид водорода, хлор и миелопероксидазанейтрофила образуют систему, вырабатывающую чрезвычайно токсичныевещества: гипохлорит и молекулярный хлор [12, 13]. Следует отметить, что12специализированные ферментативные системы продукции свободных радикаловявляются основными участниками микробиоцидного действия фагоцитов.Генетические дефекты НАДФНоксидазы, в результате которых нарушается ее способность восстанавливатькислород, являются причиной хронического гранулематоза [10, 14, 15].Таким образом, окислительные реакции играют важную роль как врегуляторной, так и в защитной функции нейтрофилов.1.2 Окислительный стресс: оксиданты, антиоксидантыСостояние, приводящее к нарушению баланса оксидант-антиоксидант впользу первого, с повреждением различных билмолекул определяется термином –окислительный стресс [15].ОксидантыК одним из наиболее распространенных оксидантов относятся свободныерадикалы - молекулы или молекулярные фрагменты, содержащие один илинесколько неспаренных электронов на атомных или молекулярных орбиталях[16].
Ввиду своей неустойчивой электронной конфигурации, свободные радикалыобладают высокореакционной способностью повреждать биомолекулы (липиды,углеводы, белки) [17, 18].Наиболее значимые для организма человека являются свободные радикалыкислорода – активные формы кислорода (АФК), такие как супероксид анионрадикал (O2-;), гидроксильный радикал (·OH) и пероксид водорода (H2O2).Гиперпродукция АФК приводит к изменениям структуры ДНК, модификациибелков и липидов, активации нескольких стресс-индуцированных факторов,транскрипции и производства провоспалительных цитокинов [18].Супероксидный анион образуется при присоединении одного электрона кмолекулярному кислороду.
Этот процесс опосредуется НАДФH-оксидазой иксантиноксидазой или системой митохондриального транспорта электронов.ФерментНАДФH-оксидазанаходится13полиморфноядерныхлейкоцитах,моноцитах и макрофагах, при фагоцитозе которых происходит «респираторныйвзрыв» с гиперпродукцией АФК [19]. Супероксидный анион с участием ферментасупероксиддисмутазы превращается в пероксид водорода.
Пероксид водородалегко диффундирует через плазматическую мембрану и с помощью металловпереносчиков образует гидроксил радикал [20]. Гидроксил радикал являетсяодним из самых активных и может приводить к повреждению белков, углеводов,ДНК и перекисному окислению липидов.Ферментыгранулоцитов,такиекакэозинофильнаяпероксидазаимиелопероксидаза усиливают реакционную способность пероксида водорода.Например, пероксид водород, образованный в нейтрофилах с помощью МПО вприсутсвии ионов хлора превращается в сильный окислитель, гипохлорнуюкислоту (HOCl) [21, 22].Биомедицинский интерес представляют собой и активные формы азота, вчастности монооксид азота (NO), которая образуется с помощью фермента NOсинтазы.
NO синтаза переводит аргинин в цитруллин с образованием монооксидаазота. Влияние NO· на жизнедеятельность клетки можно свести к его прямым инепрямым эффектам. К прямым воздействиям относят те реакции, в которых NOнепосредственно взаимодействует с молекулами-мишенями. В свою очередьопосредованные эффекты NO, осуществляются через продукты его метаболизма –активные формы монооксида азота [23, 24]. Свои прямые эффекты NO оказываетв низких концентрация.
Это очень быстрые реакции, как правило с гемсодержащими белками (гуанилатциклаза, цитохром P450, гемоглобин). В этихреакциях NO· ведет себя как сигнальная молекула, в различных физиологическихпроцессах (передача нервного импульса, регуляцию АД, расслаблениегладкомышечных волокон, регуляция иммунной системы) [23].Для осуществления непрямых эффектов необходимо взаимодействие NO cсупероксид анионом или кислородом с формированием активных форм NO,которые вступают в реакции с белками, липидами и ДНК, что впоследствииможет привести к NO-опосредованной гибели клетки. Однако эти реакции14возможны только при высокой локальной концентрации NO (>1ммоль/л) втечение длительного времени.
Такие условия создаются вокруг активированныхлейкоцитов или других клеток, чувствительных к стимуляции цитокинами [11,24]. Активированные клетки иммунной системы продуцируют и супероксиданион, и монооксид азота во время реакций респираторного взрыва.Помимо эндогенной продукции свободные радикалы могут поступать ворганизм извне. Наиболее частыми экзогенными источниками АФК являются:Сигаретный дым, который кроме того что содержит супероксид анион иоксид азота, запускает активацию нейтрофилов и макрофагов, усиливающихокислительное повреждение [25].Озон вызвает перекисное окисление липидов, а также индуцирует миграциюнейтрофилов в эпителий дыхательных путей.
Даже у здоровых людей воздействиеозона вызывает снижение легочных функций [26, 27]. В работах Чо и др.показали, что твердые частицы (смесь твердых частиц и капель жидкости,взвешенных в воздухе) катализирует восстановление кислорода [28].Гипероксия – повышенное содержание кислорода в легких или другихтканях, приводящее к усилению продукции АФК [29, 30].Ионизирующее излучение активирует внутриклеточное увеличение O2 иH2O2 фибробластов, за счет активации мембран-связанной НАДФ(H) оксидазы.Окислительному стрессу при радиациях в основном подвержены молекулы ДНК[31, 32].АнтиоксидантыГруппа биологически активных веществ, которые позволяют нейтрализоватьнегативное воздействие свободных радикалов называются антиоксидантами.Принцип их действия заключается в том, что встречаясь со свободным радикалом,вещество-антиоксидант отдает ему свой электрон, оставаясь при этом химическинейтральным [8].Во многих источниках антиоксиданты условно делят на ферментные инеферментные.15Супероксиддисмутазы(СОД)—семействометаллферментов,катализирующая реакцию диссмутации супероксидного радикала с образованиемперекиси водорода и молекулярного кислорода.
Существует 3 изоформы СОД,которые в основном экспрессируются в тканях легких [33, 34].Каталаза – ферментный антиоксидант, восстанавливающий пероксидводорода до воды.Глутатионпероксидазы—семействотетрамерныхферментовкатализирующее восстановление пероксида водорода до воды и гидропероксидовлипидов до спиртов [35].К неферментным антиоксидантам относятся низкомолекулярные соединения,такие как: витамины (А, Е, С), β-каротин, глутатион и мочевую кислоту.Витамин С (аскорбиновая кислота) – водорастворимый витамин, которыйобеспечивает внутри и внеклеточную антиоксидантную защиту, главным образом,путем удаления кислородных свободных радикалов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
