Антиоксидантні системи організму 1

В останні 10-15 років вченим вдалося розкрити механізми багатьох патологічних процесів в організмі. В основі цих механізмів, що призводять до розвитку різних захворювань, а також, що грають важливу роль в старінні організму, лежить одне й те саме явище - оксидативний ушкодження клітинних структур. Основним фактором такого пошкодження клітин виявився кисень - той самий кисень, який використовується клітинами для дихання.

З'ясувалося, що так звані активні форми кисню, які стосуються вільним радикалам, мають неспарених електронів і мають біологічним ефектом, який може надавати як регуляторний, так і токсичну дію. У клітинах організму завжди присутня якась кількість вільних радикалів. Вони необхідні для здійснення фізіологічних процесів: дихання, обміну речовин, захисних імунних реакцій і ін.

Однак коли вільних радикалів стає багато (наприклад, при недостатності роботи антиоксидантної системи) чаша ваг "окислення - відновлення" переважує в бік окислення. В результаті вільні радикали починають взаємодіяти не тільки тими молекулами, з якими це необхідно для нормальної життєдіяльності організму, але і з різними структурами клітин (молекулами ДНК, ліпідами і білками мембран), викликаючи тим самим їх пошкодження.

Окислення ліпідів призводить до утворення небезпечної форми ліпідного пероксиду. В результаті перекисного окислення ліпідів, клітинні мембрани змінюються, вони стають погано проникними і не справляються зі своєю головною функцією: вибірково пропускати в клітку одні іони і молекули і затримувати інші. Як результат - клітини не виконують свої функції, а значить, порушується робота і цілісність органів і тканин. Якщо це ендотеліоцити судин, розвинутися атеросклероз, якщо зорові клітини сітківки ока - катаракта. При пошкодженні нейронів головного мозку - слабшають пам'ять і увагу. Якщо вільні радикали ушкоджують спадковий матеріал (молекули ДНК), то результатом може бути розвиток онкологічного захворювання, безпліддя, народження дітей з вадами розвитку.

Таким чином, ефект окисного стресу є первинною причиною або одним з основних ланок патогенезу більшості захворювань: прискореного старіння, захворювань серцево-судинної системи, імунодефіцитів, доброякісних і злоякісних пухлин, гормональних порушень, безпліддя та ін.

Звідки ж беруться вільні радикали? Крім нормального "відтворення" вільних радикалів в процесі життєдіяльності організму ми "додаємо" їх в свій раціон, коли їмо консервоване м'ясо, неякісне масло або шинку, вживаємо деякі ліки, спиртні напої, овочі, що пройшли обробку пестицидами. Вони потрапляють в легені разом з повітрям, насиченим вихлопними газами, тютюновим димом, найдрібнішими частинками азбестового пилу. Посиленого утворення їх в організмі сприяють рентгенівське випромінювання та інфрачервоні промені. І, нарешті, вільні радикали в непотрібному надлишку самі утворюються в клітинах при стресах будь-якого походження, емоційних потрясінь, травмах, великих фізичних навантаженнях.

Однак організм має чималі можливостями для боротьби з вільними радикалами. Спеціальна система захисту, яка називається антиоксидантної (протівоокіслітельним система захисту), усуває порушення клітинних структур, будучи «пасткою» для вільних радикалів. Вона стримує зайве утворення вільних радикалів і направляє їх на ті шляхах клітинного метаболізму, де вони приносять користь.

Зараз відомий цілий ряд сполук, що володіють антиоксидантними властивостями. Вони представлені ферментами і низькомолекулярними сполуками.

Серед ферментів, в першу чергу, слід виділити супероксиддисмутазу (СОД) - антиоксидант, який представляє перша ланка захисту. Цей фермент знаходиться у всіх клітинах, які споживають кисень. В організмі є три форми СОД, що містять мідь, цинк і магній. Роль супероксиддисмутази полягає в прискоренні реакції перетворення токсичного для організму кисневого радикала (супероксид оо), продукту окислювальних енергетичних процесів, в перекис водню і молекулярний кисень. При ішемічній хворобі серця СОД захищає серцевий м'яз від дії вільних радикалів. Рівень СОД в сироватці при ішемічній хворобі високий.

Особливе місце в антиоксидантної системі організму, антиоксидантну статус належить глутатіон-ферментного автономному об'єднання: глутатіон, глутатионпероксидаза, глутатіон-S-трансфераза, глутатіон-редуктаза.Ізвестно, що найпотужнішим «постачальником» вільних радикалів є перекис водню. Для розщеплення великої кількості перекису водню потрібно мала кількість ферменту. Фермент, глутатионпероксидаза, змушує перекісні радикали вступати в реакцію один з одним, після чого утворюються вода і кисень. Глутатионпероксидаза містить селен і відіграє основну роль в інактивації ліпідних гідроперекісних з'єднань. Недолік селену веде до зниження активності антиоксидантних ферментів і перетворенню глутатіонпероксидази в глутатіон-S-трансферазу. Для збереження активності глутатіонпероксидази, крім селену, необхідні вітаміни А, С, Е, S- містять амінокислоти і, природно, глутатіон. Весь цей глутатіонферментний комплекс запобігає порушення клітинних мембран внаслідок руйнування пероксидів.

Фермент церулоплазмін є універсальним позаклітинним «гасителем» вільних радикалів. Він є білком плазми крові, які виконують в організмі ряд важливих біологічних функцій: підвищує стабільність клітинних мембран, бере участь в імунологічних реакціях (у формуванні захисних сил організму), іонному обміні, має антиоксидантну (перешкоджає перекисного окислення ліпідів клітинних мембран) дію, гальмує перекисне окислення ліпідів (жирів), стимулює гемопоез (кровотворення). Церулоплазмін має супероксіддісмутазной активність: відновлює в крові супероксидних радикали до кисню і води і цим захищає від пошкодження ліпідні структури мембран. Однією з основних функцій церулоплазміну є нейтралізація вільних радикалів, які звільняються зовні макрофагами і нейтрофілами під час фагоцитозу, а також при інтенсифікації вільнорадикального окислення в осередках запалення. Він окисляє різні субстрати: серотонін, катехоламіни, поліаміни, поліфеноли, перетворює двовалентне залізо в тривалентне. Церулоплазмін переносить мідь з печінки до органів і тканин, де вона функціонує у вигляді цитохром-С-редуктази і супероксиддисмутази. Фермент є фактором природного захисту організму при запальних, алергічних процесах, стресових станах, пошкодженнях тканин, зокрема, при інфаркті міокарда, ішемії.

Підтримувати організм у здоровому стані - значить зберігати необхідний баланс між вільними радикалами і антиокислювальними силами, роль яких виконують антиоксиданти. Більшість антиоксидантів надходить в організм з їжею. Антиоксиданти є поживними речовинами, в яких постійно потребує організм людини. До них відносяться вітаміни (А, С, Е), селен, цинк, глутатіон і ін. Найбільш ефективним за своїми антиоксидантним властивостям здавна вважається вітамін Е, який поліпшує імунний статус у літніх людей і знижує ризик атеросклерозу. Вітамін С відомий, як важливий клітинний антиоксидант у багатьох тканинах. Він має певний захисний ефект проти виникнення інсульту. Попередники вітаміну А- каротиноїди ефективно знищують вільні радикали, в т.ч. синглетний кисень, який може привести до розвитку неоплазій.

Дослідження показали, що антиоксиданти допомагають організму знижувати рівень пошкодження тканин, прискорювати процес одужання, протистояти інфекціям, а отже, збільшити тривалість життя.

Антиоксиданти все більш широко застосовуються для профілактики наслідків простудних захворювань, при більшості гострих захворювань і станів, при загостренні хронічних захворювань, інтоксикаціях, опіках, травмах, операціях, для усунення синдрому «весняної слабкості», обумовленого, як вважають, інтенсифікацією перекисного окислення ліпідів (ПОЛ ). Перекису ліпідів необхідні для біосинтезу ейкозаноїдів (простагландинів, простацикліну, тромбоксанов, лейкотрієнів), прогестерону. Вони беруть участь в гидроксилировании холестерину (зокрема, при утворенні кортикостероїдів), що створює сприятливі умови для функціонування ферментних систем в мембранах.