IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

У всех живых организмов про- и антиоксидантные системы составляют единое целое (рис. 1).

Рис. 1 Взаимодействие про- и антиоксидантной систем клеток и тканей in vivo[3]

Свободнорадикальное (CH) окисление способствует уничтожению отживших клеток, элиминации ксенобиотиков, предупреждает злокачественную трансформацию клеток, моделирует энергетические процессы за счет воздействия на активность дыхательной цепи в митохондриях, пролиферацию и дифференциацию клеток, транспорт ионов, участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в разрушении поврежденных хромосом, в обеспечении действия инсулина. Участие СР необходимо для синтеза простагландинов, простациклинов, тромбоксанов, лейкотриенов [2]. Однако, биорадикалы, вступая в многочисленные взаимодействия друг с другом, способны оказывать как позитивное, так и негативное действие [3]. Так, интенсификация СР процессов является одним из ведущих механизмов клеточной патологии, включая сердечно-сосудистые заболевания, различные злокачественные процессы, аутоиммунные болезни, хронические воспаления, нейродегенеративные заболевания и другие [2, 5, 6].

В 1991 г. Хельмутом Зисом впервые было введено понятие «оксидативный стресс» (oxidative stress). Официально определение вошло в словарь MeSH PubMed в 1995 г. Согласно PubMed, оксидативный стресс — это нарушение баланса про- и антиоксидантов в пользу первых, приводящее к деградации клетки. In vivo оксидативный стресс проявляется в накоплении поврежденных оснований ДНК, продуктов окисления белков и пероксидации липидов, а также в снижении уровня антиоксидантов [1].

При воздействии физических, химических и биологических факторов, сопровождающемся массивным цитолизом и появлением во внеклеточных жидкостях митохондриальных формил-петидов и ДНК-фрагментов, индуцируется неадекватная (при отсутствии инфекционных агентов) воспалительная реакция иммунной системы на локальном (воспаление в зоне цитолиза) и системном уровнях. При генерализации процесса может возникнуть синдром системной воспалительной реакции организма (SIRS – «systemic inflammatory response syndrome») - медицинский термин, введённый в 1992 году на конферен­ции Американской коллегии торакальных хирургов для обозначения общей воспалительной реакции организма в ответ на тяжелое поражение, вне зависимости от локализации очага. Весь бактерицидный потенциал воспалительной реакции (соответственно масштабу цитолиза), призванный обеспечить клиренс инфекционного начала, в силу отсутствия патогенов в био- средах оказывается направленным против самого организма, т. е. приобретает саморазрушительный, патологический характер. Помимо прямого повреждающего действия на биоструктуры, внутриклеточные прооксиданты формируют сдвиг редокс-потенциала в сторону окислительных значений, выступают в качестве регуляторного стимула, модифицирующего экспрессию генов воспалительной реакции [4].

В формировании проявлений SIRS значимую роль играет ксантиноксидоредуктаза. Ксантиноксидоредуктаза — цитозольный энзим, экспрессия которого резко стимулируется под влиянием гипоксии и провоспалительных медиаторов, цитокинов. Ксантиноксидоредуктаза, локализованная на цитоплазматической мембране эндотелиоцитов, в процессе окисления пуринов продуцирует супероксидный анион-радикал и одновременно может восстанавливать на другом активном сайте нитрит- и нитрат-анионы до оксида азота (NO^-), т. е. рециклировать данный вазодилатирующий агент. Продукция прооксидантов (О₂^-, H₂O₂, NO^-, ONOO⁻) ксантиноксидоредуктазой потенциально очень опасна, поскольку в итоге может приводить к повреждению эндотелиальной выстилки сосудов, неблагоприятным изменениям со стороны свертывающей системы крови и неконтролируемой вазодилатации. В условиях оксидативного стресса стимулируется генная экспрессия TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8, металлопротеиназ (MMP-1, MMP-2, MMP-9) посредством редокс-активации ядерного фактора NF-kB. Подобным же образом прооксиданты стимулируют и других факторов транскрипции: AP-1 (Activated Protein-1), HIF-1α (Hypoxia-Inducible transcription Factor-1α) и CREB (cAMP-Resposive Element-Binding protein) [4].

Весьма значима роль пероксинитрита в экспрессии генов ранней воспалительной реакции [4]. Кроме того, для характеристики перекисного окисления липидов измеряют накопление малонового диальдегида, конечного продукта данной реакции, который является мутагеном и обладает выраженной цитотоксичностью, ингибируют синтез белка и нуклеиновых кислот [2, 6].

При SIRS/сепсисе прооксиданты стимулируют инфлюкс ионов кальция в цитозоль фагоцитов, обеспечивая поддержание полиморфноядерных нейтрофилов в активированном состоянии (состоянии респираторного взрыва) [4].

Таким образом, окислительный (оксидативный) стресс является одним из наиболее общих патологических процессов, сущность которого служит разбалансировка состояния про- и антиоксидантных систем крови, органов и тканей [3]. Иногда этот дисбаланс приводит к генерализации и развитию сепсиса. Понимание роли СР процессов в развитии SIRS имеет большое теоретическое и практическое значение, т.к. может способствовать улучшению диагностики и качества лечения данного синдрома.

Список литературы

1. Владимиров Ю. А. Свободные радикалы и клеточная хемилюминесценция / Ю.А. Владимиров, Е.В. Проскурина // Успехи биол. химии. - 2009. - Т. 49. - С. 341–388.

2. Евстратова О.Р. Роль процессов свободнорадикального окисления в развитии патологий / О.Р. Евстратова, А.С. Харитонова, М.В. Лущик // Международный студенческий научный вестник - 2016. - № 4-2. - С. 146-147.

3. Матрусевич А.К. Оксидативный стресс и его роль в формировании дезадаптации и патологии / А.К. Мартусевич, К.А. Карузин // Биорадикалы и Антиоксиданты. – 2015. – Т.2 - №2. – С. 5-18

4. Оксидативный стресс и воспаление: патогенетическое партнерство. Монография / под редакцией О. Г. Хурцилавы, Н. Н. Плужникова, Я. А. Накатиса. - Санкт-Петербур: СЗГМУ им. И. И. Мечникова – 2012. – 340 с.

5. Роль процессов свободнорадикального окисления липидов в патогенезе инфекционных болезней / А.П. Шепелев [и др.] // Вопросы мед. химии. - 2000. - № 2. - С. 780-785.

6. Уровень малонового диальдегида и активности супероксиддисмутазы у больных хронической обструктивной болезнью легких с сопутствующей ишемической болезнью сердца / Ю.Н. Черных [и др.] // Современная медицина: актуальные вопросы. – 2014. - №37. – С. 27-32.

Код для цитирования: Скопировать