<<
>>

АНТИОКСИДАНТЫ И ИНГИБИТОРЫ РАДИКАЛЬНЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ

Различные виды китов необходимо под­вергнуть подробной, наглядной класси­фикации... Ничего законченного я не обещаю, потому что всякое дело рук че­ловеческих, объявленное законченным, тем самым уже является делом гиблым.

Г. Мелвилл. Моби Дик, или Белый кит

ЛКак показывается в предыдущей главе, образование АКМ (табл. 21), известных как прооксиданты, наблюдается во многих метаболических процессах и является обязатель­ным атрибутом нормальной аэробной жизни. Функционирование и развитие клеток, и организма в целом, в кислородсодержащем окружении не могло бы быть возможным без существования защитных систем, основу которых составляют ферментативные и не- Ферментативные антиоксиданты. Постоянное образование прооксидантов в живых орга­низмах уравновешено их дезактивацией антиоксидантами, поэтому для поддержания гомеостаза необходима непрерывная регенерация антиоксидантной способности. Отсут­ствие или сбои этой непрерывности сопровождаются накоплением окислительных по­вреждений и приводят к возникновению окислительного стресса, который является со­ставным элементом целого ряда патологических процессов и заболеваний, таких как воспаление, реперфузионное поражение тканей, бронхолёгочные заболевания, старение, канцерогенез и др. [58, 1400].

Общепринятой номенклатуры антиоксидантов в настоящее время нет. Первоначаль но понятие "антиоксидант", или "антипероксидант" [1, 84], ассоциировалось с вещест­вами. взаимодействующими с органическими радикалами и тем самым прерывающими цепные процессы ПОЛ; классическим примером таких соединений служит витамин Е. В дальнейшем появилось более широкое понятие "биоантиокислители", под которыми понимают полифункциональные соединения, в зависимости от механизма действия под­разделяемые на антирадикальные ингибиторы, взаимодействующие с органическими радикалами; антиокислители, разрушающие органические перекиси; ^елаторы - вещест­ва, связывающие катализаторы окисления (ионы металлов переменной валентности); тушители - соединения, безызлучательно инактивирующие возбуждённые триплетные состояния молекул, в частности ]02 [48]. Наиболее удачно, на наш взгляд, весь этот об­ширный класс веществ объединяет определение, данное Бэрри Холливеллом и Джоном М. С. Гаттериджем [663]: "Антиоксидант - это любое вещество, которое, присутствуя в низких по сравнению с окисляемым субстратом концентрациях, существенно задержи­вает или ингибирует его окисление".

По химической природе биоантиокислители представляют собой широкий класс со­единений: ферменты (СОД, каталаза ГПО), фенолы и полифенолы (токоферолы, эвге­нол, конидендрин, пирокатехин, производные галловой кислоты), флавоноиды (рутин, кверцетин), стероидные гормоны (лецитин, кефалин) и многие другие соединения [21, 48, 104]. В зависимости от растворимости различают жирорастворимые (витамины Е, А, К, стерины, убихинон) и водорастворимые (витамины С, В6, РР, серотонин, БН- содержащие соединения) биоантиокислители [1], по молекулярной массе выделяют

|Форма

АКМ

Механизмы образования в живых системах Биологическое действие Ингибиторы
о- Одноэлектронное восстановление 0 2 ксантиноксидазой, НАДФН-оксидазой фагоцитов, оксидазами аминокислот, образование в цепи транспорта элек­тронов митохондрий и микросом; при окислении оксигемоглобина Усиление пролиферации лимфоцитов; индукция ПОЛ; высвобождение железа из ферритина; разрушение мембран эрит­роцитов; образование Н02*, Н202, ОН* и l02; восстановление цитохрома с; внутри­клеточная регуляция; вазомоторное действие СОД; убихинон; аскорбат, глутатион; церулоплазмин; тирозамин; NO*
Н02* Присоединение Н+ К 0 2 В кислой среде (рКа=4,8); реакция Н202 с органически­ми радикалами; промежуточный про­дукт в реакциях восстановленных флавинов с Ог Индуцирует ПОЛ; переходит в Н202 (при взаимодействии с органическими моле­кулами) и в 0 2 ; обладает цитотоксиче­ским действием Аскорбат, Se; моче­вая кислота; убихи­нон:

а-токоферол

н2о2 Двухэлектронное восстановление 02 ксантиноксидазой и флавиновыми оксидазами; реакция дисмутации 0 “ с участием или без участия СОД Цитотоксичность; локальное закисление среды; сосудосуживающее действие; обра­зование ОН* в реакциях типа Фенгонов- ской; ингибирование пролиферации лимфоцитов Внутриклеточные H каталаза и глуга- [ тионпероксидазы; 1 церулоплазмин I
•ОН Разложение Н202 ионами металлов переменной валентности (реакция Фентона); действие ионизирующих излучений на Н20; образование при микросомальном окислении, при взаи­модействии НОС1 с 0 “ Сильный окислитель; разрывает любую С-11-связь; повреждает нуклеиновые кислоты и белки; индуцирует процессы ПОЛ; обладает сильным цитотоксиче­ским, мутагенным и канцерогенным действием Мелатонин; основа- I ния ДНК; тиомочеви- на; диметилсульфок- сид; одно- и много- [ атомные спирты; мо- У чевая кислота; бензоат |
NO* Окисление Ь-аргинина консти- тугивными и индуцибельными N0- сингазами Релаксация гладкомышечных клеток; цитотоксичность; ингибирование проли­ферации лимфоцитов; нейрорегуляция Аналоги Ь-аргинина;1 0 2 ; НЬ; мелатонин; I у-токофсрол 1
■о2 Сопутствующий продукт в реакциях с нероксидазами, при спонтанной дисму­тации 0 “, при взаимодействии Н202 с N0*; фотоиндуцированные реакции Индуцирует процессы ПОЛ; обладает цитотоксическим и мутагенным дейст­вием; переход в 02 сопровождается излучением при 1260 нм Аскорбат; GSH; гистидин; кароти­ноиды; мочевая кислота; а-токо- ферол; билирубин;
осг

OB г OI

Реакция Н202 с миелопероксидазой лейкоцитов и пероксидазой эозинофи- лов Как индуцируют, так и ингибируют ПОЛ; инактивируют ингибиторы протеаз; вызы­вают мобилизацию цинка из металлопро- теинов; обладают цитотоксическим дейст­вием Церулоплазмин; мочевая кислота; альбумин; амино­кислоты: Ala, Ser, Val, Gly
N RO * Взаимодействие 02 с органическими радикалами; реакция О 2 , '02, ОН*, КО* с ненасыщенными липидами и жирными кислотами Взаимодействует с ненасыщенными липидами с образованием R* и ROOH; реакция рекомбинации сопровождается биохемилюминесценцией Аскорбат, селен; мочевая кислота: а-токоферол: убихи­нон
IR0* Разложение органических перекисей ионами металлов переменной валетп- ности Индуцирует ПОЛ; обладает цитоток­сическим и канцерогенным действием а-Токоферол: моче­вая кислота; убихи­нон; аскорбат'

группу низкомолекулярных антиоксидантов (глутатион, аскорбат, (3-каротин, а-токоферол, мочевая кислота) и высокомолекулярных, не способных проникать через биологические барьеры (ферритин, каталаза, пероксидазы и др.) [66].

По принципу антиокислительного действия в биологических системах все антиокси­данты могут быть разделены на антиоксиданты косвенного (опосредованного) действия и антиоксиданты прямого (направленнбго)^действия [50].

Такое деление удобно при рас­смотрении патологических процессов, сопровождающихся развитием окислительного стресса, в этом случае все соединения, повышающие синтез эндогенных антиоксидан­тов, нормализующие метаболические процессы и стабилизирующие клеточные структу­ры, могут быть отнесены к антиоксидантам косвенного действия. Естественно, что эф­фективность антиоксидантов косвенного действия проявляется только в живых систе­мах. Соединения, непосредственно подавляющие окислительные процессы с участием АКМ, в системах in vitro и in vivo можно рассматривать как антиоксиданты прямого действия. В зависимости от точки приложения действие антиоксиданта может осущест­вляться посредством одного или нескольких механизмов (рис. 41), при этом соединения, реализующие свой антиоксидантный эффект посредством механизмов II, III, V, VI, ино­гда называются превентивными антиоксидантами, в то время как пути I и IV характерны для ингибиторов АКМ, действие которых в достаточной степени специфично, табл. 21 [121, 1603].

Рис. 41. Механизмы антиоксидантного действия

По мере развития наших знаний об окислительных процессах с участием АКМ изме­няется и представление об антиоксидантных механизмах защиты. До недавнего времени рассматривалась преимущественно патогенная функция АКМ, реализующаяся посред­ством активации процессов ПОЛ в биомембранах; при этом считалось, что как в норме, так и при патологических процессах необходимо ингибировать наработку АКМ и сни­

жать активность ПОЛ [1]. Исследования последних лет выявили участие АКМ в регуля­ции тонуса сосудов [1302], клеточной пролиферации [183, 432], синтеза простагланди- нов [432], в микробицидном действии фагоцитов [58], в регуляции метаболических про­цессов в качестве внутриклеточных мессенджеров [432, 568] (табл. 21). При этом под­нимается вопрос о целесообразности в определённых ситуациях ингибирования нара­ботки АКМ, что имеет важное практическое значение, так как с позиций существующих представлений сложно объяснить лечебный эффект введения перекиси водорода в низ­ких концентрациях или аутотрансфузии УФ-облучённой крови [106]. Применение анти­оксидантных витаминов (Е, С) и (3-каротина в целях профилактики заболеваний в по­следние годы также ставится под сомнение.

Необходимо отметить, что понятия "антиоксидант" и "антиоксидантная защита" имеют очень размытый характер; перефразируя Германа Мелвилла, подробная система­тизация антиоксидантных соединений равносильна попытке классифицировать состав­ляющие мирового хаоса. Так, антиоксидантами можно назвать все вещества, снижаю­щие активность ферментативных реакций наработки АКМ (например, аллопуринол), а также многие противовоспалительные препараты, ингибирующие развитие метаболиче­ского "взрыва" в фагоцитирующих клетках [11, 1467]. Иногда вводится понятие "вто­ричная антиоксидантная система" [1683], которым обозначают специализированные ферментативные механизмы устранения окислительных повреждений в клетках, такие как протеиназы, фосфолипазы, экзо- и эндонуклеазы и др. [1307]. Своевременное удале­ние повреждённых молекул повышает устойчивость клеток к токсическому действию АКМ, и поэтому с позиций биологической системы и биологической значимости ради­кальных окислительных процессов такие ферментативные системы могут рассматри­ваться как антиоксиданты.

Данная глава посвящена не столько феноменологическому описанию соединений, обладающих антиоксидантным действием, сколько рассмотрению основных механизмов действия антиоксидантов, нарушение или недостаточная эффективность которых может служить причиной развития окислительного стресса.

<< | >>
Источник: Меныцикова Е. Б. и др.. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меныцикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. - М.: Фирма «Слово»,2006. - 556 с.. 2006
Помощь с написанием учебных работ

Еще по теме АНТИОКСИДАНТЫ И ИНГИБИТОРЫ РАДИКАЛЬНЫХ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ:

  1. Меныцикова Е. Б. и др.. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты / Е.Б. Меныцикова, В.З. Ланкин, Н.К. Зенков, И.А. Бондарь, Н.Ф. Круговых, В.А. Труфакин. - М.: Фирма «Слово»,2006. - 556 с., 2006
  2. Радикальные операции при непроходимости желчных путей
  3. Антиоксиданты
  4. Антиоксиданты
  5. Знеболюючі,вітамінотерапія, антиоксиданти
  6. Технологический процесс подготовки пациента к исследованиям, взятия, сбора и транспортировки биоматериала в лабораторию; этот процесс состоит из следующих операций
  7. Технологический процесс приема и обработки материала, доставленного в лабораторию, и подготовка его к исследованиям; этот процесс состоит из следующих операций
  8. Ингибиторы бета-лактамаз
  9. ИНГИБИТОРЫ ПРОТЕОЛИЗА
  10. Медико-биологические средства оптимизации процессов восстановления и повышения спортивной работоспособности Объем и интенсивность применения восстановительных средств в зависимости от структуры учебнотренировочного процесса (С.Н. Португалов, 2002) (Рис. 15.1)
  11. ИНГИБИТОРЫ ФОСФОДИЭСТЕРАЗЫ
  12. ИНГИБИТОРЫ ТРАНСКРИПЦИИ И РЕПЛИКАЦИИ
  13. Детоксикация с использованием ингибиторов
  14. ИНГИБИТОРЫ СИНТЕЗА БЕЛКА
  15. Схемы, основанные на ингибиторе протеазы
  16. Ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента
  17. Ингибиторы моноаминоксидазы (ИМАО)
  18. 2/ антихолинэстеразные средства (ингибиторы холинэстеразы),
  19. ИНГИБИТОРЫ СИНТЕЗА КЛЕТОЧНОЙ СТЕНКИ
  20. Селективные ингибиторы обратного захвата серотонина