Свободнорадикльное окисление

Свободнорадикальное окисление – важный и многогранный  биохимический процесс превращений кислорода, липидов, нуклеиновых кислот, белков и других соединений под действием свободных радикалов, а перекисное окисление липидов (ПОЛ) – одно из его последствий. Свободные радикалами (СР) представляют собой соединения, имеющие  неспаренный  электрон на наружной орбите и обладающие высокой реакционной способностью. К числу первичных СР относятся супероксидный анион-радикал,окись азота, а вторичными СР являются гидроксильный радикал, синклетный кислород,  перекись водорода, пероксинитрит. Образование СР тесно связано, с одной стороны, с появлением свободных электронов при нарушениях процессов окисления в дыхательной цепи, превращении ксантина, синтезе лейкотриенов и простогландинов.   Эти реакции зависят от активности ксантиноксидазы, дегидроротатдегидрогеназы, льдегидоксидазы, холестериноксидазы, ферментов цитохромаР-450.Синтез  супероксид — аниона инициируется ангиотензином II, который образуется из ангиотензина I под действием ангиотензинпревращающего фермента(78). Его активность в сосудах больных с выраженныматеросклерозомособенно высока. Причина этого явления пока неясна. Оксид азота образуется при окисленииL-аргининапод действиемNO-синтетазыпри участии кальмодулина. В литературе представлены данные о том, что синтез NO при атеросклерозе не нарушен, но его дефицит может возникать при увеличении его соединения с супероксид – анионом (63). Оно завершается синтезом пероксинитрита с большими патогенными потенциями, в том числе и образованием окисленных форм ЛПНП. С другой стороны, для синтеза вторичных СР используется водородНАДФ-Н,НАД-Н — его донаторов. 

Супероксид — анион  может восстанавливать Fe3+ в Fe2+, при взаимодействии которого с перекисью водорода, перекисями липидов и гипохлоритом образуются высокотоксичные вторичные радикалы. Из всех СР наибольшей активностью обладают гидроксильный радикал и пероксинитрит.

Активность СР ограничивается антиоксидантами, которые разрывают цепи молекул при реакциях СРО, разрушают молекулы перекисей. К числу ферментных антиоксидантов относятся  супероксиддисмутаза (СОД), глютатионпероксидаза, каталаза, находящиеся в клеточных структурах. Неферментные антиоксиданты – витамины Е, К, С, убихиноны, триптофан, фенилаланин, церулоплазмин, трансферрин, гаптоглобин, глюкоза,  каротиноиды – блокируют активность СР в крови. Изменения структуры и функции субстратов, на которые действуют СР, зависит, в конечном счете, от соотношения активности СР и антиоксидантов.

Свободнорадикальное окисление (СРО)  необходимо для нормального функционирования организма. Об этом свидетельствует, в частности,  потребление более 5% кислорода на образование супероксидного анион – радикала. СРО способствует уничтожению отживших клеток, элиминации ксенобиотиков, предупреждает злокачественную трансформацию клеток,   моделирует энергетические процессы за счет активности дыхательной цепи в митохондриях, пролиферацию и дифференциацию клеток, транспорт ионов, участвует  в регуляции проницаемости клеточных мембран, в разрушении поврежденных хромосом, в обеспечении действия инсулина. СРО генерирует внутриклеточные бактерицидные и вирусоцидные факторы, особенно в клеточном ядре (1,2,10 и др.).  Регулирующие функции активного кислорода у здорового человека могут трансформироваться  в их повреждающее влияние. Оно существенно при воздействии СР на конформацию структурных и функциональных белков, на процессы  образования биологически активных соединений, в том числе и гормонов.

По данным ряда авторов (3,6−8,25 и др.), степень и характер тканевых повреждений, нарушений биохимических процессов   зависят от выраженности  нарушений свободнорадикального окисления. При одном его уровне СРО обеспечивает нормальное течение биохимических процессов, функция тканевых структур, но   его изменения оказывают повреждающее действие. В литературе не представлены, однако, методы оценки физиологического и патологического СРО.