CC BY
75
Электронный научно-образовательный ВЕСТНИК
«Здоровье и образование в XXI веке»
№2 2012 том 14
—----- —
Mikhailis A.A.
Penza state university, Central district hospital “Nizhnelomovskaya”, N. Lomov, Penzenskaya Oblast'
SUPEROXIDE OXYGEN RADICAL - “FIRST MEDIATOR” OF STRESS?
In the article, on the basis of the analysis of the large number of studies, dedicated to general stress and peroxide processes of cellular level, speaks out the opinion about the initiating role of superoxide oxygen radical in the genesis of stress as typical pathologic process.
The keywords: general stress, oxidative stress, the first mediator, superoxide radical.
Михайлис А.А.
Пензенский государственный университет, ГБУЗ «Нижнело-мовская ЦРБ», г. Н. Ломов Пензенской области
СУПЕРОКСИДНЫЙ КИСЛОРОДНЫЙ РАДИКАЛ -«ПЕРВЫЙ МЕДИАТОР» СТРЕССА?
В статье, на основе анализа большого числа исследований, посвященных общему стрессу и перекисным процессам клеточного уровня, высказывается мнение об инициирующей роли супероксидного кислородного радикала в генезе стресса как типового патологического процесса.
Ключевые слова: общий стресс, окислительный стресс, первый медиатор, суперок-сидный радикал.
Проблема адаптации человека к факторам окружающей его среды была есть и будет ключевой проблемой медико-биологических наук. Важное место в современной концепции адаптационного процесса занимает теория стресса, созданная Г. Селье. По современным представлениям, стресс - это типовой патоло-
гический процесс, в основе которого лежит сложившаяся в ходе эволюции стандартная неспецифическая генерализованная приспособительная реакция целостного организма на воздействие сверхсильного раздражителя или его угрозу, представляющая собой результат интегрального взаимодействия комплекса реципрокных психонейроэндокринноим-
Электронный научно-образовательный ВЕСТНИК
«Здоровье и образование в XXI веке»
№2 2012 том 14
—----- —
мунных и клеточно-тканевых факторов и механизмов, образующих стресс-реализующую и стресс-лимитирующую системы, представленные многоуровневой и многокомпонентной упорядоченной совокупностью структур, функционирующих относительно антагонистически в направлении мобилизации и перераспределения энергетических и пластических ресурсов с целью восстановления нарушенного гомеостаза и повышения локальных и общих адаптационных возможностей организма.
Компонентами стресс-реализующей системы являются: симпатический отдел ВНС, гипоталамо-гипофизарно-
адренокортикальная, симпатоадренало-вая и оксидантная системы, гемокоагуляция и вазоконстрикция, кортиколиберин, АКТГ, глюкокортикоиды и катехоламины, ферменты катаболизма, аспартатная и глутаматная медиаторные системы, арги-нин-вазопрессин, нейропептид ^ ангиотензин-2, эндотелин, натрий, кальций, железо, медь.
Компонентами стресс-
лимитирующей системы являются: парасимпатический отдел ВНС, ацетилхолин, сомато-, тиро-, гонадолиберины, сомато-тропный гормон, тиреотропный гормон, гонадотропный гормон, тиреоидные гормоны, мелатонин, инсулин, половые стероиды, ферменты анаболизма, аденозин, оксид азота, антигемокоагуляция и вазо-дилатация, серотонин-, дофамин-, опиат-, глицин-, ГАМК-ергические медиаторные системы, простагландины Е, простацик-лин, эндоантиоксиданты, натрийуретиче-ские пептиды, 1<, Mg, Li, Zn, Se.
В 1991г. H.Sies предложил термин «окислительный стресс». По современным представлениям, окислительный стресс - это типовой патологический процесс субклеточного уровня, в основе которого лежит сложившийся в филогенезе каскад разветвленных цепных свободнорадикальных реакций, представляющий собой реципрокное взаимодействие прооксидантных и антиоксидант-ных факторов и механизмов и возникающий в результате системного дисбаланса между этими механизмами в виде абсолютного или относительного избытка прооксидантов, изменяющих редокс-равновесие клетки в сторону преобладания окисления, способного приводить к повреждению биологических структур.
Применять для нормальных и жизненно необходимых оксидантных реакций термин «окислительный стресс» нам представляется некорректным, потому как тогда в нем просто отпадает всякая необходимость, но «естественность» стресса, хоть на общеорганизменном, хоть на молекулярном уровнях, вовсе не означает его «нормальности». Любой стресс всегда связан с повреждением, т.е. нанесением организму вреда, нарушением его структурно-функциональнометаболической целостности и временным снижением его приспособительных возможностей, будучи направленным на их повышение, на адаптацию организма к какому-либо фактору среды.
В свою очередь, патологические изменения, связанные с избытком оксидантов, по сути дела, представляют собой многократно усиленные эффекты свободных радикалов (СР) в норме и послед-
Электронный научно-образовательный ВЕСТНИК
«Здоровье и образование в XXI веке»
№2 2012 том 14
—----- —
ствия этих эффектов, некомпенсируемые антиоксидантной системой и другими защитными и компенсаторными механизмами, поскольку обнаружено значительное увеличение перечисленных продуктов при разного рода травмах и деструктивных процессах, шоках, инфекционных и воспалительных заболеваниях и др. Практически нет болезни, в патогенезе которой так или иначе не участвовали СР. Можно сказать, что при патологии мы имеем дело со «свободнорадикальной аутоагрессией». Но любой патологический процесс существует в организме не на каких-то качественно новых структурах или механизмах, а «использует» для этого вполне естественные для биологических объектов их анатомические образования, физиологические системы и принципы работы этих систем. Общебиологической основой свободно-
радикальных реакций (СРР) выступает процесс тканевого дыхания.
Список оксидантов включает следующие соединения: молекулярный кислород, озон, синглетный кислород, суперо-кид-анион, гидроксилы, оксид азота, перекись водорода, пероксинитрит, гипохлорит, оксийодид, липоперекиси и др. Ряд ионов способен усиливать генерацию активных форм кислорода (АФК) или способствовать этому процессу. К ним относятся Fe2+, ^2+, Са2+, а также натрий, хлор, йод, бор, кадмий, кобальт, свинец, кремний и др.
Антиоксиданты (АО) — это совокупность веществ гетерогенной природы, образующих систему нейтрализации СР. Единой общепринятой классификации АО нет. Это позволило нам предложить
свою «рабочую» классификацию. С биохимической точки зрения целесообразно выделить пять классов АО: 1) ферменты -каталаза, пероксидаза, супероксиддисму-таза, системы глутатиона и убихинона; 2) витамины - А, Е, Р, С, В1, В2, В3, В5, В6; 3) органические кислоты - фолиевая, липое-вая, янтарная, метионин, цистеин; 4) гормоны - инсулин, мелатонин, тиреоиды, половые стероиды; 5) ионы - магний, марганец, литий, хром, цинк, селен. По месту своего образования антиоксиданты могут быть экзогенными (например, аскорбиновая кислота) и эндогенными (например, ферменты). Кроме того, АО из группы витаминов группы В, могут синтезироваться кишечной микрофлорой и затем всасываться. По своему происхождению АО могут быть природными (био-флавоноиды) и синтетическими (этилме-тилгидроксипиридина сукцинат). По направленности они могут быть: предупреждающего (каталаза), прерывающего (супероксиддисмутаза) и связывающего действия (глутатион). Механизм действия может быть антикислородным, антиради-кальным, антикаталитическим, сочетанным.
Не вызывает сомнения, что гипероксидация представляет собой главный и повсеместно действующий эффекторный молекулярный механизм стресса как общей реакции организма. В то же время СР являются важнейшими факторами вторичной альтерации при воспалении, а также его медиаторами, необходимыми для образования других медиаторов воспаления. Следовательно, в основе неспецифического повреждения при воздей-
Since 1999 ISSN 2226-7417
Электронный научно-образовательный ВЕСТНИК
—-------
ствии любого агента лежит гиперактивация СРР.
Супероксидный анион - важнейший из АФК. И хотя он лишь ненамного превышает по реакционной способности О2, тем не менее, именно с него начинается дальнейшая продукция других АФК. Так, из двух супероксид-анионов при их спонтанной дисмутации (реакции между собой) образуется перекись водорода и кислород. Одной из физико-химических особенностей супероксида является его способность легко мигрировать от места своего образования через мембраны по ани-
«Здоровье и образование в XXI веке»
№2 2012 том 14
б«?-------—
онным каналам без специфических переносчиков. Адренергическая стимуляция, катехоламины и кальций способствуют усилению СРР, а ваготония - ослаблению.
Не исключено, что проблема «первого медиатора стресса», так и не решенная Г. Селье и его последователями, найдет свое решение именно в сфере изучения СРР. Учитывая изложенное, можно утверждать, что на роль «первых медиаторов стресса» вполне могут претендовать АФК, например, супероксидный радикал.
