Окислительный стресс

Окислительный стресс (ОС) - это физиологическое или патологическое состояние, при котором окислительные процессы превышают мощность АОС организма. Такое определение охватывает широкий круг болезней, а также нормальных метаболических процессов, в которых ОС играет важную роль.

В организме существует физиологически нормальный уровень СРП и ПОЛ, необходимый для регулирования липидного состава, проницаемости мембран, течения ряда биосинтетических процессов. Контроль за синтезом АФК и активность процессов ПОЛ осуществляет сложная, многоуровневая АОС. Поэтому в нормальных условиях существует некое равновесное состояние между АОС и интенсивностью свободно-радикальных реакций. Нарушение этого равновесия вследствие резкой активации СРП, сопровождающейся депрессией естественных АОС, расценивается как ОС (6, 20, 24, 38, 42). При функционировании живых систем в условиях физиологического оптимума существует про- и антиоксидантное равновесие, которое является важнейшим механизмом окислительного гомеостаза. Протекающие в организме окислительно-восстановительные процессы составляют важную часть любого звена метаболизма (22). АФК участвуют в синтезе простагландинов, лейкотриенов, метаболизме белков, липидов, НК, глюкозаминогликаны (ГАГ), регуляции проницаемости и рецепторной функции клеточных мембран (28, 45).

Однако высокая реакционная способность делает их высокотоксичными для биологических систем на всех уровнях - от молекулярного до организменного. АФК способны нарушать геномзависимые процессы, клеточную энергетику, ионный гомеостаз. СР могут вызывать необратимое ингибирование ряда ферментов за счет окисления SH-групп, инициировать образование поперечных сшивок биомолекул, что приводит к накоплению инертных полимеров (62). АФК инициируют и поддерживают процессы ПОЛ, что приводит к изменению структуры и функциональной организации клеточных мембран, изменение их проницаемости и ионному дисбалансу (63).

Известно, что ключевым событием при ОС является гиперпродукция АФК (5). Своеобразным буфером, препятствующим проявлению токсических эффектов АФК, является АОС.

Функциональная недостаточность АОС приводит к нарушению равновесия системы перекиси-антиперекиси, что проявляется увеличением концентрации продуктов ПОЛ (диеновых коньюгатов (ДК), МДА, ОШ) (54, 62). Одновременно снижается активность ферментного звена АОС - СОД, каталазы, ГПО, ГР (22).

ОС может быть вызван рядом причин:

. Активацией ферментативных механизмов генерации АФК, что наблюдается при воспалительных, аутоиммунных процессах, ишемии, сопровождающихся активацией фагоцитов и переходом ксантиндегидрогеназы в оксидазную форму; в различных токсикозах, для которых характерно нарушение окислительного фосфорилирования и активация микросомального окисления с наработкой АФК; некоторых генетически обусловленных патологиях, связанных с врожденной высокой активностью ферментативных механизмов генерации СР.

. Гиперпродукцией АФК в результате воздействия внешних прооксидантов (проникающая радиация, УФ-излучение, ультразвук, высокочастотные электромагнитные поля), способных разрывать химические связи в органических молекулах с образованием радикалов; гипероксия, загрязнение вдыхаемой газовой смеси прооксидантами (озон, окислы азота, альдегиды, СО) и пылевыми частицами, под действием которых усиливается образование АФК в легких.

. Снижение активности механизмов АОС в результате генетических нарушений, недостатка поступления облигатных АО, нарушения синтеза ферментативных АО или недостаточной активности восстановления обратимых АО, таких как глутатион.

. Изменениями внутренней среды организма, приводящими к интенсификации радикалообразования (увеличение содержания ионов металлов переменной валентности, концентрации перекисных соединений) или повышению доступности к окислению органических соединений (липидный состав и структура мембран и липопротеиновых комплексов), что наблюдается, в частности, при адаптации к экстремальным климатическим факторам.

Установлено, что ОС может быть причиной многих патологических состояний или их следствием. Изучение роли ОС в патогенезе позволило выделить группу так называемых свободно-радикальных болезней, список которых достаточно представителен. Это сердечнососудистые заболевания, СПИД, катаракта, ряд заболеваний, ведущих к дегенерации клеток мозга, сахарный диабет, канцерогенез, ОП и др. (22, 23, 26, 27).