|
|
 |
|
 |
|
Oксидативный стресс и антиоксидантная терапия
Категория: АРЗНИ - 03.07.2005 |
Новость от: admin |
07-11-2014
Доктор биологических наук, профессор С.А. Баджинян
E-mail: sbajinyan@rambler.ru
Свободные радикалы вторгаются в нашу жизнь на каждом шагу и значительно чаще, чем нам кажется. Утомление, развитие воспалений и инфекций, преждевременное старение, возникновение многих тяжелых заболеваний – во всех этих случаях механизмы губительных для организма процессов запускаются свободными радикалами. Изменение условий жизни человека привели к тому, что факторов, повышающих концентрацию свободных радикалов в организме, становится все больше, а антиоксидантов в нашей пище – все меньше.
Рис.1. в органических молекулах, из которых состоит наш организм, электроны на внешней электронной оболочке располагаются парами.
Свободные радикалы – это молекулярные частицы, имеющие непарный электрон на внешней электронной оболочке. Свободные радикалы – это молекулярные частицы, имеющие на внешней электронной оболочке один или несколько непарных электронов, что делает их особенно активными и «агрессивными». Такие молекулы стремятся вернуть себе недостающий электрон, отняв его от окружающих молекул в организме его атом состоит из нейтрального ядра (содержащего положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны) и электронов, движущихся по орбитам вокруг него. Электроны связаны в пары, и каждая пара движется по своей собственной орбите в пространстве вокруг ядра. Свободный радикал особый вид атомов, способных существовать независимо (поэтому и используется термин «свободный») и содержащих один или более неспаренных электронов. Молекулы могут быть свободными радикалами, если один или более атомов имеют неспаренные электроны.
Высокая окислительная способность кислорода, необходимая для его функционирования в дыхательной системе, из добра превращается в зло, если принять во внимание возможность химических реакций окисления кислородом различных веществ живой клетки. Эти самопроизвольные неферментативные реакции всегда начинаются с одноэлектронного восстановления молекулярного кислорода, давая его анион-радикал, или супероксид (О).
Само по себе образование в клетке О — процесс медленный, хотя и довольно опасный, так как окисляются не специально выбранные для этой цели субстраты дыхания, а любые вещества с подходящим потенциалом. Однако гораздо страшнее, что О может служить (в реакции дисмутации) источником перекиси водорода Н202, которая в свою очередь, восстанавливаясь, дает гидроксильный радикал О1-Г. Реакционная способность О1-Г чрезвычайно высока. Вот почему ОН способен окислить с высокой скоростью практически любое вещество клетки, включая днк. Гидроксильный радикал — наиболее реактивный радикал кислорода. Он обладает огромным потенциалом биологического повреждения, поскольку атакует все биологические молекулы, как только вступает в контакт с ними, обычно вызывая цепную реакцию, два гидроксильных радикала могут объединить свои неспаренные электроны и образовать Н202 (перекись водорода). Н2О2 является мобильной бомбой замедленного действия: она слабореактивна сама по себе, но как предшественник ОН достаточно опасна хотя кислород имеет два неспаренных электрона, эти электроны размещены таким способом, что кислород окисляет большинство соединений очень медленно при комнатной температуре. Действительно, теория старения (теория свободных радикалов) по существу утверждает, что старение обусловлено слабым окислением тканей организма в течение всей жизни.
С помощью простого перераспределения электронов можно получить кислород в значительно более реактивной форме, превратив его в сииглетный кислород, который является мощным окислителем. Например, кислород окисляет липиды с чрезвычайно низкой скоростью, в то время как синглетный одиночный кислород окисляет их очень быстро в липидные перекиси. для перераспределения электронов, образующих синглетный кислород, требуется энергия. Установлено, что наилучшим источником этой энергии являются реакции фотосенсибилизации.Основные механизмы появления свободных радикалов в организме обычно связаны с нарушениями функционирования электронно-транспортных цепей митохондрий или микросом, а также с изменением свойств дегидрогеназ. Формирование свободных радикалов обычно сопровождает процесс инактивирования в организме ксенобиотиков, потенцируя их повреждающий эффект.Образующиеся в клетке свободные радикалы. могут инициировать вторичные свободно - радикальные реакции, вступая во взаимодействие с различными клеточньими компонентами: белками, нуклеиновыми кислотами и липидами. В результате этих реакций происходит деградация молекул-мишеней с образованием более или менее стабильных продуктов реакций, идентификация и определение количества которых могут быть параметром или маркером свободно- радикальных реакций.
Эта цепная реакция ослабляет клеточную мембрану, нарушает целостность клетки и открывает дорогу многим дегенеративным заболеваниям. Разрушительное действие избыточных концентраций свободных радикалов проявляется в ускорении процессов старения организма, провоцировании воспалительных процессов в мышечных, соединительных и других тканях, неправильном функционировании циркуляционной системы, нервной системы (включая клетки мозга) и иммунной системы.
Свободные радикалы отличаются крайней неустойчивостью - срок их существования порой не превышает одной миллионной доли секунды. Агрессивное поведение этих химических агентов вызывает целый каскад новообразованных свободных радикалов, каждый из которых, в свою очередь, порождает собственную цепочку свободных радикалов, и так далее, и так далее... Существование человека в условиях современной техногенной цивилизации, нарушение веками складывавшихся между людьми и природой отношений, неизбежно приводит к постоянному возникновению стрессовых ситуаций, что приводит к их накоплению, превращению в неотъемлемый компонент существования и, в конечном счете, к развитию серьезных функциональных расстройств организма и систем, а следовательно, к дисгармонии в организме.
Ограничение возможностей цивилизованного человека общаться с живой природой приводит к тому, что мы живем в искусственном мире и имеем искусственное здоровье, поддерживаемое экологически загрязненными продуктами питания и синтезированными химическим путем лекарственными препаратами, употребление которых неизбежно вызывает развитие побочных эффектов.
Ученые установили, что в организме человека под воздействием перечисленных выше факторов, происходит образование свободных радикалов которые ответственны за ускоренное разрушение и деформацию клеток организма.
Схема образования свободных радикалов.
В организме человека постоянно образуются свободные радикалы кислорода и перекиси водорода. Некоторая часть этих процессов является химической случайностью, например появление гидроксильных радикалов (0Н) - из-за постоянной подверженности низким уровням ионизирующего излучения из окружающей среды, и выделение супероксида (О) - засчет утечки электронов из цепи транспорта электронов. другое образование этих радикалов является, вероятно, наиболее известным примером закономерной продукции свободных радикалов в организме человека — это выделение 0 путем активирования фагоцитов и образования оксида азота эндотелиальными клетками. Поскольку образование производных кислорода и уровень антиоксидантной защитной системы приблизительно сбалансированы, то легко сдвинуть баланс в пользу производных кислорода и нарушить биохимию клетки. Эта диспропорция называется окислительным стрессом. Большинство клеток может переносить умеренную степень окислительного стресса благодаря тому, что они обладают репаративной системой, выявляющей и удаляющей поврежденные окислением молекулы, которые затем заменяются. Кроме того, клетки могут повысить свою антиоксидантную защиту в ответ на окислительный стресс. Например, крысы, размещенные в атмосфере чистого кислорода (а воздух содержит 21 % кислорода), погибают через несколько дней. Но воздействие на животных постепенно повышающимися концентрациями кислорода в течение нескольких дней позволяет повысить активность антиоксидантной защиты в легких, и в конечном счете они могут переносить и 100 % содержание кислорода. Однако сильный окислительный стресс может повредить или уничтожить клетки. Сегодня стало очевидным, что образование свободных радикалов является одним из универсальных патогенетических механизмов при различных типах повреждения клетки, включая следующие:
- реперфузия клеток после периода ишемии;
- некоторые медикаментозно-индуцированные формы гемолитической анемии;
- отравление некоторыми гербицидами;
- отравление четыреххлористым углеродом;
- ионизирующее излучение;
- некоторые механизмы старения клетки (например, накопление липидных продуктов в клетке);
- кислородотоксичность;
- атерогенез - вследствие окисления липопротеидов низкой плотности в клетках артериальной стенки.
Cвободные радикалы участвуют в процессах старения; канцерогенеза; химического и лекарственного поражения клеток; воспаления; радиоактивного повреждения; атерогенеза;
кислородной и озоновой токсичности.
Эффекты свободных радикалов
Окисление ненасыщенных жирных кислот в составе клеточных мембран является одним из основных эффектов свободных радикалов. Свободные радикалы также повреждают белки (особенно тиол-содержащие) и ДНК. Морфологическим исходом окисления липидов клеточной стенки является формирование полярных каналов проницаемости, что увеличивает пассивную проницаемость мембраны для ионов Са2+, избыток которого депонируется в митохондриях.
Реакции окисления обычно подавляются гидрофобными антиоксидантами, такими как витамин Е и глютатион-пероксидаза.
Подобные витамину Е антиоксиданты, разрывающие цепи окисления, содержатся в свежих овощах и фруктах. Свободные радикалы также реагируют с молекулами в ионной и водной среде клеточных компартментов. В организме здорового человека существует нормальный баланс между образованием производных кислорода и антиоксидантной защитой. Из этого следует, что есть по крайней мере две причины развития окислительного стресса: снижение количества антиоксидантов или повышение образования производных кислорода таким образом, что антиоксиданты уже не могут справляться с защитой.
Хорошо известно, что антиоксидантная защита в большей мере зависит от адекватного питания, и в связи с этим становится очевидным, что недостаточность питания может привести к окислительному стрессу. По-видимому, многие болезни человека являются результатом дефицита антиоксидантных нутриентов, например нейродегенерация в результате длительного дефицита витамина Е у пациентов, организм которых не способен должным образом усваивать жиры. Есть сообщения о том что у ВИЧ-инфицированных обнаружены необычайно низкие концентрации восстановленного глутатиона в лимфоцитах — клетках, чрезвьтчайно важных для иммунного ответа.
Курение вызывает окислительный стресс в легких и, вероятно, в большинстве других тканей организма, поскольку смолы и дым сигарет богаты радикалами. Почему курение может вызвать окислительный стресс?
• дым содержит много свободных радикалов (как в газовой фазе, так и фазе смолы), которые могут атаковать биологические молекулы и уменьшать количество таких антиоксидантов, как витамины С и Е.
• Курение может раздражать макрофаги легких, обусловливая образование О.
• Легкие курильщиков содержат больше нейтрофилов, чем легкие некурящих, и дым может активировать образование О в этих клетках.
• Курильщики часто питаются хуже и потребляют больше алкоголя, чем некурящие, и могут ощущать недостаточность пищевых
Антиоксиданты представляют собой совокупность молекул, направленных на замедление окисления органических соединений в клетках и защиту от вредоносного влияния свободных радикалов. Они играют важную роль жизнедеятельности организма. Во время окислительных процессов образуются свободные радикалы — оксиданты, которые в умеренном количестве необходимы человеку.Неблагоприятное воздействие окружающей среды, ультрафиолетовое солнечное излучение, задымленность больших городов приводит к тому, что в организме человека накапливается множество токсинов и увеличивается количество оксидантов, нейтрализовать которые антиоксидантам не всегда удается в полном объеме из-за разности в силах. Подобное явление ведет к возникновению ряда серьезных заболеваний: злокачественных образований, нарушения работы сердца, атеросклероза и т.д. Кроме того, ухудшается состояние кожи и волос, а также появляется преждевременные признаки старения.
По своим химическим свойствам антиоксиданты (АО) подразделяются на 2 группы:
“ловушки радикалов”, непосредственно взаимодействующе со свободными радикалами. К «ловушкам радикалов» относятся: витамин Е — токоферол, который функционирует в комплексе с витамином С, восстанавливающим его при окислительных реакциях, а также коэнзим Q10 (убихинон) - Биологически активная добавка ВитаЛайн кофермент Q10. и “скавенжеры” (уборщики), разлагающие продукты свободно - радикального окисления (СРО) с их последующей инактивацией и утилизацией.Многочисленная группа «скавенжеров» представлена тиоловыми соединениями, среди которых наиболее активен глутатион и его предшественники — метионин, глутаминовая кислота, глутамин.
Следует отметить, что в комплекс антиоксидантной терапии необходимо включать ряд микроэлементов, прежде всего — микроэлементы медь, марганец и цинк (цинка глюконат), активирущие основной фермент антиоксидантной системы — супероксиддисмутазу и микроэлемент селен, активирующий глутатион -пероксидазу.
Целый ряд полифенольных соединений из группы биофлавоноидов сочетает свойства антиоксидантов обеих групп, как “ловушек радикалов”, так и “скавенжеров”, и их назначение целесообразно при проведении длительных курсов профилактической и поддерживающей антиоксидантной терапии. Основные представители этой группы — препарат кверцетин, экстракт из дикого каштана и препарат Гинко Билоба. Антиоксидантную терапию в острый период заболеваний при значительном повышении интенсивности свободно - радикального окисления следует проводить комбинацией препаратов из представителей обеих групп антиоксидантов.
Полезные свойства антиоксидантов:
Защищают организм в условиях экологически неблагоприятной обстановки.
Повышают выносливость во время усиленных спортивных тренировок.
Контролируют обмен веществ и работу пищеварительной системы при несоблюдении правильного режима питания.Защищают кожу от появления признаков преждевременного старения. Влияют на улучшение состояния в период обострения хронических заболеваний.
Оказывают профилактическое действие и повышают иммунитет.
Доктор биологических наук, профессор С.А. Баджинян
|
|
 |
|
 |
|
|
|
|
|
Проекты АТА
|
|
 |
|
 |
|
Центр Здоровья и Долголетия
Путеводитель по Армении
Негорючая электропроводка.
Эластичные чулки из быстро высыхающей гели с лечебными свойствами.
Создание на основе природных компонентов эффективного антикаогулянта, дешевого и без побочных явлений.
Инновационные проекты в области возобнавляемой энергетике.
Сигареты с лечебными свойствами.
|
|
|
|
|
|
