Антиоксидантный статус в организме

В последние 10–15 лет ученым удалось раскрыть механизмы многих патологических процессов в организме. В основе этих механизмов, приводящих к развитию различных заболеваний, а также, играющих немаловажную роль в старении организма, лежит одно и то же явление - оксидативное повреждение клеточных структур. 

Оценка антиоксидантной активности организма

Выяснилось, что так называемые активные формы кислорода, относящиеся к свободным радикалам, имеют неспаренный электрон и обладают биологическим эффектом, который может оказывать как регуляторное, так и токсическое действие. В клетках организма всегда присутствует какое-то количество свободных радикалов. Они необходимы для осуществления физиологических процессов: дыхания, обмена веществ, защитных иммунных реакций и др.

Однако когда свободных радикалов становится много (например, при недостаточности работы антиоксидантной системы) чаша весов "окисление - восстановление" перевешивает в сторону окисления. В результате свободные радикалы начинают взаимодействовать не только теми молекулами, с которыми это необходимо для нормальной жизнедеятельности организма, но и с различными структурами клеток (молекулами ДНК, липидами и белками мембран), вызывая тем самым их повреждение.

Окисление липидов приводит к образованию опасной формы липидного пероксида. В результате перекисного окисления липидов, клеточные мембраны изменяются, они становятся плохо проницаемыми и не справляются со своей главной функцией: избирательно пропускать в клетку одни ионы и молекулы и задерживать другие. Как результат – клетки не выполняют свои функции, а значит, нарушается работа и целостность органов и тканей. Если это эндотелиоциты сосудов, развиться атеросклероз, если зрительные клетки сетчатки глаза - катаракта. При повреждении нейронов головного мозга - слабеют память и внимание. Если свободные радикалы повреждают наследственный материал (молекулы ДНК), то результатом может быть развитие онкологического заболевания, бесплодие, рождение детей с пороками развития.

Таким образом, эффект окислительного стресса является первичной причиной или одним из основных звеньев патогенеза большинства заболеваний: ускоренного старения, заболеваний сердечно-сосудистой системы,  иммунодефицитов, доброкачественных и злокачественных опухолей, гормональных нарушений, бесплодия и др.

Откуда же берутся свободные радикалы? Кроме нормального "воспроизводства" свободных радикалов в процессе жизнедеятельности организма мы "добавляем" их в свой рацион, когда едим консервированное мясо, некачественное масло или ветчину, употребляем некоторые лекарства, спиртные напитки, овощи, прошедшие обработку пестицидами. Они попадают в легкие вместе с воздухом, насыщенным выхлопными газами, табачным дымом, мельчайшими частицами асбестовой пыли. Усиленному образованию их в организме способствуют рентгеновское излучение и инфракрасные лучи. И, наконец, свободные радикалы в ненужном избытке сами образуются в клетках при стрессах любого происхождения, эмоциональных потрясениях, травмах, больших физических нагрузках.

Однако организм обладает немалыми возможностями для борьбы со свободными радикалами. Специальная система защиты, называемая антиоксидантной (противоокислительная система защиты),  устраняет  нарушения клеточных структур, являясь  «ловушкой» для свободных радикалов. Она сдерживает излишнее образование свободных радикалов и направляет их по тем путям клеточного метаболизма, где они приносят пользу.

Сейчас известен целый ряд соединений, обладающих антиоксидантными свойствами. Они представлены ферментами и низкомолекулярными соединениями.

Среди ферментов, в первую очередь, следует выделить супероксиддисмутазу (СОД) – антиоксидант, представляющий первое звено защиты. Этот фермент находится во всех клетках, потребляющих кислород. В организме имеется три формы СОД, содержащие медь, цинк и магний. Роль супероксиддисмутазы заключается в ускорении реакции превращения токсичного для организма кислородного радикала (супероксид ОО-), продукта окислительных энергетических процессов, в перекись водорода и молекулярный кислород. При ишемической болезни сердца СОД защищает сердечную мышцу от действия свободных радикалов. Уровень СОД в сыворотке при ишемической болезни высокий.

Особое место в антиоксидантной системе организма, антиоксидантном статусе принадлежит глутатион-ферментному автономному объединению: глутатион, глутатионпероксидаза, глутатион-S-трансфераза, глутатион-редуктаза.Известно, что мощнейшим «поставщиком» свободных радикалов является перекись водорода.  Для расщепления большого количества перекиси водорода требуется малое количество фермента. Фермент, глутатионпероксидаза, заставляет перекисные радикалы вступать в реакцию друг с другом, после чего образуются вода и кислород. Глутатионпероксидаза содержит селен и играет основную роль в инактивации липидных гидроперекисных соединений. Недостаток селена ведет к снижению активности антиоксидантных ферментов и превращению глутатионпероксидазы в глутатион-S-трансферазу. Для сохранения активности глутатионпероксидазы, помимо селена, необходимы витамины А, С, Е, S- содержащие аминокислоты и, естественно, глутатион. Весь этот глутатионферментный комплекс предотвращает нарушение клеточных мембран вследствие разрушения пероксидов.

Фермент церулоплазмин является универсальным внеклеточным «гасителем» свободных радикалов. Он является белком плазмы крови, выполняющим в организме ряд важных биологических функций: повышает стабильность клеточных мембран, участвует в иммунологических реакциях (в формировании защитных сил организма), ионном обмене, оказывает антиоксидантное (препятствующее перекисному окислению липидов клеточных мембран) действие, тормозит перекисное окисление липидов (жиров), стимулирует гемопоэз (кроветворение). Церулоплазмин имеет супероксиддисмутазную активность: восстанавливает в крови супероксидные радикалы до кислорода и воды и этим защищает от повреждения липидные структуры мембран. Одной из основных функций церулоплазмина является нейтрализация свободных радикалов, которые освобождаются вовне макрофагами и нейтрофилами во время фагоцитоза, а также при интенсификации свободнорадикального окисления в очагах воспаления. Он окисляет разные субстраты: серотонин, катехоламины, полиамины, полифенолы, превращает двухвалентное железо в трехвалентное. Церулоплазмин переносит медь из печени к органам и тканям, где она функционирует в виде цитохром-С-редуктазы и супероксиддисмутазы. Фермент является фактором естественной защиты организма при воспалительных, аллергических процессах, стрессовых состояниях, повреждениях тканей, в частности, при инфаркте миокарда, ишемии.

Поддерживать организм в здоровом состоянии - значит сохранять необходимый баланс между свободными радикалами и антиокислительными силами, роль которых выполняют антиоксиданты. Большинство антиоксидантов поступает в организм с пищей. Антиоксиданты являются питательными веществами, в которых постоянно нуждается организм человека. К ним относятся витамины (А, С, Е), селен, цинк, глутатион и др. Наиболее эффективным по своим антиоксидантным свойствам издавна считается витамин Е, улучшающий иммунный статус у пожилых людей и снижающий риск атеросклероза. Витамин С известен, как важный клеточный антиоксидант во многих тканях. Он имеет определенный защитный эффект против возникновения инсульта. Предшественники витамина А– каротиноиды эффективно уничтожают свободные радикалы, в т.ч. синглетный кислород, который может привести к развитию неоплазий.

Исследования показали, что антиоксиданты помогают организму снижать уровень повреждения тканей, ускорять процесс выздоровления, противостоять инфекциям, а следовательно, увеличить продолжительность жизни.

Антиоксиданты все более широко применяются для профилактики последствий простудных заболеваний, при большинстве острых заболеваний и состояний, при обострении хронических заболеваний, интоксикациях, ожогах, травмах, операциях, для устранения синдрома «весенней слабости», обусловленного, как полагают, интенсификацией перекисного окисления липидов (ПОЛ). Перекиси липидов необходимы для биосинтеза эйкозаноидов (простагландинов, простациклинов, тромбоксанов, лейкотриенов), прогестерона. Они участвуют в гидроксилировании холестерина (в частности, при образовании кортикостероидов), что создает благоприятные условия для функционирования ферментных систем в мембранах.