Роль кислорода в существовании организма млекопитающего огромна. Традиционно кислороду отводилась роль источника энергии. Известно, например, что при окислении глюкозы до CO2 может быть извлечено в 18 раз больше энергии в форме АТФ по сравнению с анаэробным гликолизом [ 27]. Поэтому вывод о том, что чем больше кислорода, тем лучше, казался очевидным. Исследования последних 10-15 лет свидетельствуют о том, что роль кислорода и свободных радикалов кислорода в метаболизме млекопитающего является гораздо более разнообразной, чем просто энергетический компонент. Кислород и его производные участвуют в биологическом окислении различных субстратов организма, процессе, важность которого для его нормального существования становится все более и более очевидной [1]. Показано, что повышенные концентрации свободных радикалов кислорода (более верно названных Reactive Oxygen Species, ROS) характерны для широкого ряда заболеваний, в том числе рака, и преждевременного старения. Естественный механизм, поддерживающий баланс между про- и антиоксидантами и препятствующий неконтролируемому окислительному стрессу, был назван антиоксидантной системой (АС). АС состоит из витаминов, минералов и энзимов - антиоксидантов, производимых организмом на субклеточном уровне [37, 22, 23]. Дисбаланс между прооксидантами и антиоксидантами, возможно, имеет решающее значение в развитии множества патологий, собирательно называемых дегенеративными заболеваниями. Роль свободных радикалов кислорода, или ROS, была хорошо изучена в механизмах повреждающего действия ионизирующей радиации [34, 43]. Исследования последних лет ясно показывают, что высокие концентрации ROS также характерны и для множества заболеваний: хронические заболевания сердца, воспаление, сепсис [14, 32, 33, 6, 28, 42]; очевидно вовлечение свободных радикалов кислорода в ишемическое повреждение миокарда, кишечника и надпочечников [47], в процесс сердечной недостаточности [21]; прямое доказательство того, что ROS вовлечены в пост-инфарктную сердечную дисфункциию, было представлено [12]; производные кислорода могут принимать участие в повреждении эпителия, характерного для астматиков, см. обзор [11]; повышеная концентрация супероксидного аниона была найдена у астматиков по сравнению со здоровым контролем [53, 58, 59, 31, 40, 44, 45]; отмечена связь между повышенным перекисным окислением липидов и сужением дыхательных путей [46]; показано, что дисбаланс между антиоксидантами и прооксидантами имеет тесную связь с развитием астмы; найдена пониженная емкость антиоксидантной системы у диабетиков [15]; показано,что спровоцированная стрессом желудочная язва является следствием окислительного повреждения слизистой желудка [19]; показано, что tumour necrosis factor (TNF) вызывает быстрое повышение уровня ROS [21].
Антиоксидантная система играет важную роль противовеса формированию избыточного количества ROS. АС состоит из определенных витаминов и минералов (витамины А, С, Е, селен, цинк) и также энзимов - антиоксидантов (Superoxide Dismutase (SOD), Catalase (CAT) и др.). Ослабление емкости АС имеет следствием повышенный окислительный стресс. Например, емкость SOD понижена у астматиков [58, 49, 8], пониженный уровень активности SOD служит маркером воспалительного процесса, характерного для астмы [49]. Повышенный окислительный стресс и сниженная емкость АС характерна для ВИЧ - инфицированных [35, 7]. Возможным объяснением резкого роста количества дегенеративных заболеваний среди населения старше 30-40 лет может служить факт снижения активности АС в стареющем организме [30, 55]. Интересно отметить найденную зависимость между максимальным потенциалом продолжительности жизни (МППЖ) и емкостью АС организма [18] ( табл. 1).
Таблица 1. Относительный уровень окисления мозга и максимальным потенциалом продолжительности жизни (адаптировано из [18])
Далее: Продолжение (2)
Комментариев нет :
Отправить комментарий