Диссертация (1174225), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Другими точками генерацииАФК являются цитоплазматическая НАДФН-оксидаза, ферменты цитохрома Р450и фермент ксантиноксидаза. АФК являются обоюдоострым мечом: они не толькоиграют важную роль в качестве вторичных мессенджеров во многих внутриклеточных сигнальных каскадах, но и оказывают незаменимое влияние на патологические процессы, связанные с образованием избыточных АФК.
Основными типами АФК являются супероксидный анион (O2 -), перекись водорода (H2O 2) и гидроксил (• OH). Свободнорадикальный супероксидный анион (O2 -) образуется придобавлении одного электрона к основному состоянию кислорода, но он нестабилен в водных растворах из-за его способности самопроизвольно реагировать с самим собой, образуя перекись водорода (H2O2) и молекулярный кислород (O2) (реакция 1). Взаимодействие супероксид-аниона с Fe3+ приводит к образованиюFe2+и O2 (реакция 2). Несмотря на то, что H2O2 не является свободным радикалом,пероксид очень вреден для клеток, поскольку способен проникать через биологи-74ческие мембраны и распадаться на высокореактивный гидроксильный радикал(•OH). Основным источником гидроксильного радикала являются катализируемые металлом реакции Хейвера-Вейсса (реакция 3) и реакция Фентона (реакция 4).O 2 - • + O 2 - • + 2H + → H 2 O 2 + O 2 (1)O 2 - • + Fe 3+ → O 2 + Fe 2+ (2)O 2 - • + H 2 O 2 → O 2 + OH - + • OH (реакция Хейвера - Вейсса) (3)Fe 2+ + H 2 O 2 → Fe 3+ + OH - + • OH (реакция Фентона) (4) [245].Большинство АФК образуются при утечке электронов из дыхательной цепимитохондрий, также называемой цепью транспорта электронов [276].
Согласнооценке, до 2% потребляемого кислорода может быть направлено на образованиеАФК митохондриями, особенно в комплексах I и III [276]. Другими источникисупероксид-аниона являются цепь в эндоплазматическом ретикулуме, цитохромP450 и фермент никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН) оксидаза[107]. Митохондрии играют центральную роль в метаболической активности вклетках, поэтому любое нарушение их функций может привести к глубокому изменению образования аденинтрифосфата (АТФ).
Энергия от АТФ необходима дляфункций гамет. Хотя митохондрии являются основными участками продукцииАФК, избыточные АФК могут влиять на функции митохондрий в ооцитах и эмбрионах. Эта митохондриальная дисфункция может привести к остановке деленияклеток, вызванной оксидативным стрессом [153]. Напротив, умеренное повышение уровня АФК может стимулировать рост и пролиферацию клеток и обеспечивает нормальные физиологические функции.Важное значение в нейтрализации избыточного количества АФК отводитсяферментативной антиоксидантной защитой клетки, представленной тремя основными ферментами: супероксиддисмутазой (СОД), каталазой и глутатионпероксидазой (Рис. 2.1).
Суперооксид-анион детоксифицируется ферментами СОД, которые превращают его в H2О2. Каталаза и глутатионпероксидаза дополнительноразлагают конечный продукт до воды (H2O) [107]. Хотя H2О2 химически не является свободным радикалом, но принимает непосредственное участие в образова-75нии и разрушении свободных радикалов. Неферментативная антиоксидантая защита клетки представлена витамином С, глутатионом, таурином, гипотаурином,витамином Е, Zn, селеном, бета-каротином и каротином.
В случае, если антиоксидантная система не смогла нейтрализовать супероксид-анион и H2О2 происходит генерация более токсичного гидроксильного радикал •OH, который модифицирует пурины и пиримидины, вызывая разрывы нитей ДНК и повреждение ДНК.Рис. 2.1. Механизм защиты от свободных радикалов кислорода. СОД: супероксиддисмутаза; GPx: глутатионпероксидаза; GSSG: глутатионоксидаза; GSH:глутатионредуктаза; ROS: активные формы кислорода;O2 - •: супероксид; H 2 O 2 : перекись водорода; • ОН: гидроксил [245].Избыточное количество АФК могут в конечном итоге привести к апоптозуклеток.
Гибельклетокреализуетсячерезследующиемеханизмы[107].А. Открытие ионных каналов. Избыток АФК приводит к высвобождению Са 2+ изэндоплазматического ретикулума, что приводит к проницаемости мембраны митохондрий. Следовательно, митохондриальный мембранный потенциал становится нестабильным и производство АТФ прекращается. B. Перекисное окислениелипидов.
O 2 реагирует с цепями полиненасыщенных жирных кислот, создаваяпероксильный радикал, который может получить H + из другой жирной кислоты,таким образом создавая непрерывную реакцию. Разорвать эту цепную реакцию76возможно при участии витамина Е. C. Повреждение белков.
Аминокислоты являются мишенями для окислительного повреждения. Прямое окисление белковыхцепей приводит к образованию карбонильных групп. D. Окисление ДНК. Наиболее подвержена воздействию АФК митохондриальная ДНК из-за присутствия вмитохондриальной дыхательной цепи O 2 - и отсутствия механизмов репарации.Как упоминалось ранее одним из источников АФК является митохондриальная дыхательная цепь.
В митохондриях клеток, участвующих в синтезе стероидных гормонов, расположены цитохромы Р450. Суперсемейство цитохромов Р450 включает в себя большую группу ферментов, катализирующих окислениегидрофобных органических соединений: липидов, гормонов, ксенобиотиков, токсинов. В основном это монооксигеназная реакция, при которой один атом кислорода встраивается в субстрат и образуется молекула воды.RH + O2 + 2H+ + 2e– → ROH + → H2OПри микросомальном окислении электроны переходят на цитохром P-450посредством цитохром-Р-450-редуктазы. Перенос электронов на митохондриальный цитохром Р-450 происходит с участием адренодоксин-редуктазы, ФАДсодержащего флавопротеина, и адренодоксина, железо-серного белка.Микросомальная форма маленького мембраносвязаннующего белка цитохрома b5 состоит из трех доменов: N-терминальный гемсодержащий растворимыйдомен (головка), С-терминальный мембранный якорь и линкерный участок, соединяющий якорь и головку.
Гемсодержащая головка требуется для переносаэлектронов и содержит многочисленные отрицательно заряженные аминокислотные остатки, необходимые для связывания редокс-партнеров. Внутри клеток микросомальная форма цитохром b5 всегда располагается в эндоплазматическом ретикулуме, тогда как распределение митохондриальной формы цитохром b5 междунаружной митохондриальной мембраной и мембраной эндоплазматического ретикулума варьирует в зависимости от клеточного типа и от вида животного. Болеетого, цитохром b5 может менять свою локализацию при изменении условий, покрайней мере, в гепатоцитах [256].77В условиях in vitro экзогенный цитохром b5, полученный из микросом печени кролика, активно встраивался в наружную митохондриальную мембрану,мембраны микросом и пероксисом, где восстанавливается эндогенным цитохромb5-редуктазой в присутствие никотинамидадениндинуклеотида (НАДН), т.е. цитохром b5-редуктаза катализирует восстановление цитохрома b5 с использованием НАДН в качестве донора электронов в реакции одноэлектронного переноса[256].
НАДН-зависимая цитохром b5-редуктаза является интегральным белком сцитозольным активным доменом и короткой якорной последовательностью, которая вводится посттрансляционно в таргетные мембраны. Цитохром b5-редуктазаимеет НАДН-связывающий домен и флавинадениндинуклеотид-содержащий(ФАД-содержащий) домен, которым она взаимодействует с цитохромом b5 [175].В клетке система цитохром b5 - НАДН-зависимая цитохром b5-редуктаза принимает всестороннее участие в поддержании окислительно-восстановительного равновесия, обладая как анти-, так и прооксидантными свойствами.В литературе приводится большое количество данных о маркерах окислительного стресса при эндометриозе.
Ретроградная менструация, приводит кскоплению в брюшной полости гема и железа, которые являются сильными прооксидантнами [163]. Свободное или каталитическое железо индуцирует выработку АФК по реакции Фентона, тем самым вызывая окислительный стресс [115].Высвобождение железа происходит в результате метаболизма гемоглобина и гемамакрофагами. В недавних исследованиях было показано, что перитонеальнаяжидкость, макрофаги брюшной полости и эндометриодные гетеротопии «перегружены» железом, что свидетельствует о нарушении гомеостаза железа в брюшной полости у пациенток с эндометриозом [244, 302]. Повышение уровня железа вперитонеальной жидкости могут иметь многочисленные цитотоксические эффекты, нарушать баланс между продукцией свободных радикалов и антиоксидантнойзащитой, что приводит к окислительному стрессу и является одним из ключевыхэлементов патогенеза эндометриоза [218]. Железо катализирует выработку свободных радикалов, вызывая дерегуляцию клеточных процессов, клеточную дис-78функцию и апоптоз или некроз через перекисное окисление липидов (ПОЛ), повреждение белков и ДНК [221, 226].Окислительный стресс происходит в макрофагах и других воспалительныхклетках перитонеальной жидкости.
Продукты, полученные в результате этогопроцесса, попадают в системный кровоток. Это объясняет, почему перитонеальная жидкость может быть более подвержена воздействию окислительного стресса,чем плазма крови. Кроме того, биомаркеры окислительного стресса в плазме крови могут отражать окислительный статус, обусловленный другими причинамипомимо эндометриоза, тогда как в перитонеальной жидкости он может более точно свидетельствовать об эндометриозе.Существуют доказательства того, что перитонеальная жидкость у женщин сэндометриозом характеризуется высоким уровнем липопротеинов, в частностилипопротеидов низкой плотности (ЛПНП), которые генерируют окисленные липидные компоненты в воспалительной среде, богатой макрофагами [360].
F2изопростаны представляют собой сложное семейство соединений, генерируемыхнеферментативным перекисным окислением арахидоновой кислоты на клеточныхмембранах и частицах ЛПНП. Различные исследования подтвердили повышениеуровня 8-изопростагландина как специфического биомаркера перекисного окисления липидов in vivo [360]. В исследовании Соколовой Е.И. и др. было показано,что в перитонеальной жидкости пациенток с НГЭ по сравнению с контрольнойгруппой было увеличено содержание малонового диальдегида и диеновых конъюгатов, а содержание СОД, напротив, было уменьшено [83]. Polak et al. выявилиболее высокие концентрации 8-изопростана в перитонеальной жидкости и 8гидрокси-2-дезоксигуанозина 8-OHdG (маркера повреждения ДНК) у пациенток сраспространенными формами эндометриоза по сравнению с пациентками с простыми серозными цистаденомами и тератомами яичников [303].
В недавнем исследовании перитонеальной жидкости пациенток с эндометриозом были выявлены повышенные уровни липогидропероксидов и карбонилов, свидетельствующиеоб окислительном повреждении липидов и белков. Однако эти биомаркеры неразличались в плазме крови при наличии или отсутствии эндометриоза, также не79было выявлено значимых различий в перитонеальной жидкости и плазме кровиконцентраций малонового диальдегида (маркера ПОЛ) и модифицированногоишемией альбумина [267] . Бурлев В.А. и Ильясова Н.А.
показали, что при активной перитонеальной форме эндометриоза содержание синтаз оксида азота повышено в 4,2 раза в крови и 8,03 раза в перитонеальной жидкости по сравнению споказателями у женщин контрольной группы, что может являться одним из факторов, обусловливающих и поддерживающих воспаление в микроокружении вместах локализации эктопического эндометрия [18]. В большом исследовании,проведенном Santulli et al., маркеры свободнорадикального повреждения белка(тиолы, AOPP (аdvanced oxidation protein products), карбонилы и нитраты / нитриты) были оценены в брюшной жидкости и сопоставлены со степенью тяжести эндометриоза [315].
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
