Свободные радикалы: жестокие убийцы или верные помощники?

Untitled-1

На обложке кадр из мультфильма «Три богатыря на дальних берегах», 2012.

Оксиданты (или свободные радикалы) возникают не только из-за плохой экологии, курения или болезни, как многие думают. Свободные радикалы возникают в каждой клетке в процессе окисления (горения в кислороде) углеводов, липидов и аминокислот, то есть, в процессе образования энергии в наших клетках.

Мы живем, следовательно, обязательно образуем свободные радикалы, которые являются, как ни странно, нашими помощниками.  Так формирование свободных радикалов — важный защитный механизм, лежащий в основе неспецифического иммунитета. При внедрении в организм чужеродных веществ в 20 и более раз повышается потребление кислорода, что сопровождается повышенной выработкой свободных радикалов иммунными клетками — фагоцитами, которые поглощают и разрушают чужеродные агенты, удаляют погибшие и деградировавшие структуры организма. Возникает, так называемый,  «дыхательный взрыв», задача  которого уничтожить «чужого».

Однако свободные радикалы могут стать нашими убийцами, если их очень много образуется в организме или много поступает извне, но одновременно нарушена защита организма от свободных радикалов.

Наиболее опасными свободными радикалами являются реактивные формы кислорода, в которые входят свободные радикалы и пероксиды. Около 95 % поступающего в организм кислорода восстанавливается в митохондриях до воды, остальные 5 % преобразуются в его активные ­формы, являющиеся высокотоксичными для клеток. Одна из наиболее реактивных форм кислорода — супероксид, который может превратиться в более агрессивные формы, что нарушает образование энергии в клетках, вызывает повреждения и разрушения многих клеточных компонентов – липидных мембран клеток, ДНК и белков в результате их окисления.

В противовес свободнорадикальным процессам для всех организмов, живущих на Земле, генетически предусмотрена возможность надежной защиты от свободных радикалов – антиоксидантная система нашего организма, направленная на сохранение и поддержание баланса между этими двумя процессами, препятствуя развитию цепной реакции, приводящей к окислительному стрессу. Без антиоксидантной системы защиты нормальное существование организмов в биосфере Земли,  в условиях радиационного фона и ультрафиолетового излучения Солнца было бы невозможным.

Многие отлично осведомлены от таких важных антиоксидантах, как витамины А, С и Е, кофермент Q10, карнозин и многих других. Токоферолы (витамин Е) перехватывают радикалы липидов,  витамин С регенерирует окисляющиеся токоферолы (иначе они сами станут свободными радикалами), убихинон (кофермент Q10), витамин А взаимодействуют со свободными радикалами различных типов, разрушая их, а также усиливает антиоксидантное действие витамина Е.

Однако, в нашем организме синтезуются антиоксиданты, которые в тысячи раз сильнее, чем указанные витамины. Это антиоксиданты-ферменты и антиоксиданты-металлопротеины:

Ферменты-антиоксиданты:

  • супероксиддисмутазы (удаляют супероксид с образованием пероксида водорода),
  • каталаза (разлагает пероксид водорода с выделением кислорода);
  • глутатионпероксидазы (удаляют пероксид водорода за счет окисления глутатиона, удаляют гидроперекиси липидов);
  • глутатионредуктаза (восстанавливает окисленный глутатион);
  • глутатион-S-трансфераза (восстанавливает гидроперекиси полиненасыщенных высших жирных кислот, фосфолипидов, холестерина);
  • глутатион (используется для восстановления пероксидов, вместе с селеном образует фермент глютатионпероксидазу, которая нейтрализует перекись водорода, также входит в состав глутатионредуктазы).

Металлопротеины-антиоксиданты, собирающие свободные ионы металлов, которые могут  вызывать образование наиболее активных гидроксил радикалов:

  • церулоплазмин (окисляет Fe2+ до Fe3+ молекулярным кислородом),
  • ферритин (окисляет Fe2+ и депонирует Fe3+)
  • лактоферрин, трансферрин (связывает Fe3+)

Повышенное образование свободных радикалов  возникает в следующих ситуациях:

  • при многих инфекционных и других воспалениях;
  • при стрессах любого происхождения;
  • при гипоксиях, в том числе вызванных повышенными физическими нагрузками, анемиями, заболеваниями легких, дефиците кислорода (анемиях, заболеваниях легких) и др.;
  • при уменьшении кровоснабжения участка тела, органа или ткани вследствие ослабления или прекращения притока артериальной крови (ишемия, гиподинамия, сдавливание и др.);
  • при избыточной солнечной инсоляции;
  • при сахарном диабете, оперативных вмешательствах, избыточном употреблении алкогольных напитков, курении;
  • при приеме некоторых лекарств;
  • при гиперфункции щитовидной железы;
  • при недостаточном поступлении витаминов-антиоксидантов и нутриентов, необходимых для синтеза создания собственных антиоксидантов при голоде, частичном голоде, дефиците отдельных нутриентов при неполноценном питании (вегетарианство, пост, избыточной потребности или избыточном выведении антиоксидантов, микроэлементов).