CC BY
946
© P.P. Фархутдинов, 2006 УДК 577.121.7.334
P.P. Фархутдинов
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ: МИФЫ И РЕАЛЬНОСТЬ
(Избранные лекции)
Башкирский государственный медицинский университет, г.Уфа
На основании анализа современных данных и результатов собственных исследований обсуждаются механизмы образования, физико-химические свойства свободных радикалов, их значение в норме и при патологии, способы регуляции свободнорадикального окисления в организме, причины нарушения и вытекающие следствия. Рассматриваются методы исследования свободнорадикального окисления, перспективы применения регистрации хемшюминесценции биологического материала в экспериментальной и клинической медицине, для изучения процессов свободнорадикального окисления.
Ключевые слова: свободные радикалы, активные формы кислорода, перекисное окисление липидов, антиоксиданты, хемилюминесценция.
R.R. Farkhutdinov
FREE RADICAL OXIDATION MYTHS AND REALITY (Selected lectures)
On the basis of the analysis of the modern data and results of own researches mechanisms of formation, physical and chemical properties of free radicals, their value in norm and at pathology. Processes of regulation of free - radical oxidation in an organism, the reasons of their violation and following consequences are discussed. The methods offree radical oxidation investigation and prospects ofchemiluminecsence registration in clinical and experimental medicinefor free radical oxidation investigation are considered.
Key words: free radicals, reactive oxygen species, lipidperoxidation, antioxidants, chemiluminescence.
Уважаемые читатели журнала Медицинский вестник Башкортостана"! Прежде всего, хотелось бы выразить глубокую признательность редколлегии за представленную возможность опубликовать лекции в первом номере издания и пожелать успешной, плодотворной работы.
Вторая половина 20 века ознаменовалась огромными достижениями в области исследования свободнорадикального окисления (СРО). Несомненные успехи в изучении этого процесса тесно связаны с именами отечественных ученых: лауреата Нобелевской премии Н.Н. Семенова, академиков
Н.М Эммануэля, Ю.А. Владимирова, В.И Арчакова, Б.Т. Величковского, профессоров Б.Н Тарусова, А.И. Журавлева, Е.Б Бурлаковой, В.З. Ланкина, А.Х Когана и других; с некоторыми из них мне выпала честь быть лично знакомым.
Начальным этапом исследований было изучение простых химических реакции, в ходе которых появлялись нестабильные активные частицы- свободные радикалы (СР), затем и более сложных процессов, таких как, например, горение, ядерные реакции. Оказалось, что и в биологических объектах, растениях, организме человека и животных постоянно протекают жизненно важные свободнорадикальные реакции, скорость которых поддерживается на определенном уровне. Нарушение сложной системы регуляции свободнорадикального окисления (СРО), недостаток или избыток СР, накопление токсических продуктов окисления вызывают преждевременное старение, ведут к росту заболеваемости, инвалидности и смертности. В настоящее время данная проблема интересует многих исследователей: научных работников, практических врачей, аспирантов и студентов. В мире ежегодно публикуются сотни статей, посвященных СРО, роли этого процесса в норме и патологии. Тем не менее часто встречаются типичные заблуждения, на которых
необходимо остановиться. Что же_ собой представляют свободные радикалы, друзья они или враги для организма, как можно их обнаружить, управлять ими?
Миф первый. Некоторые считают, что СРО это лишь перекисное окисление липидов (ПОЛ). На самом деле в организме протекает множество ферментативных и неферментативных окислительновосстановительных реакций, в ходе которых образуются различные виды радикалов. Наиболее часто встречаются следующие процессы:
- последовательное присоединение электронов к кислороду в присутствии металлов переменной валентности в микросомах, митохондриах, фагоцитах;
- ферментативные реакции с участием гидролаз, оксидаз, дегидрогеназ;
- реакции автоокисления (глутатион, оксигемог-лобин, тиолы, катехоламины, цитохромы и т.д.);
- реакции биосинтеза (простагландины, лейкот-риены и др.);
- окисление чужеродных соединений- ксенобиотиков, некоторых лекарственных препаратов;
- действие негативных факторов среды (физические и химические инициаторы окисления);
- фотохимические процессы;
- перекисное окисление липидов
В биологическом материале наиболее распространены реакции одноэлектронного восстановления кислорода и одноэлектронного окисления органических молекул, в первую очередь ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов. Первый процесс в норме имеет место в митохондриях и микросомах клеток растительного и животного происхождения, в фагоцитах. Суть его заключается в присоединении к кислороду последовательно от одного до четырех электронов в окислительных реакциях, катализируемых ферментами класса окси-
геназ. При этом образуются радикалы, получившие обобщенное название "активные формы кислорода" (АФК), или "активированные кислородные метаболиты" (reactive oxygen species- ROS по англоязычной терминологии): супероксидный анион радикал (0*г), сингл етная форма кислорода ('Ог), гидроксильный радикал (ОН*), перекись водорода (Н2О2). Активные формы кислорода обычно появляются первыми в цепи реакций и дают начало серии других радикалов- окисленных галогенов (CLO*- гипохлорит и хлорамины), окислов азота (N0*- оксид азота, 0>ЮО*-пероксинитрит).
Взаимодействие АФК с ненасыщенными жирными кислотами инициирует ПОЛ, сопровождается появлением перекисных радикалов, которые вступают в реакции с новыми молекулами окисляющегося соединения. Цепь окисления разветвляется, приобретает самоускоряющийся характер, в ходе которого постоянно образуются радикалы, моно и димерные, циклические, полимерные перекиси, гидроперекиси липидов. Они нестойки, легко и быстро распадаются, особенно в присутствии металлов переменной валентности. При этом вновь появляются свободные радикалы. Конечными продуктами ПОЛ являются кетоны, альдегиды, другие токсические соединения, предельные углеводороды.
Скорость СРО и длина цепей реакций лимитируются стадией "обрыва". Она имеет место при взаимодействии радикалов между собой или в реакциях с ингибиторами свободных радикалов.
Свободные радикалы (табл. 1) в отличие от обычных молекул имеют на внешней энергетической орбите электрон с неспаренным спином. Они обладают собственным магнитным моментом, высокой химической активностью, способностью инициировать цепные реакции окисления и отличаются сравнительно малым временем жизни (от
10*9 с - ОН* радикал до секунды Ш*-радикал и
Таблица 1
Общая характеристика свободно-радикального окисления
Отличительные
особенности
радикалов
Наиболее распространенные в организме формы свободных радикалов
Наличие «¡спаренного электрона на внешнем энергетическом уровне.
Собственный магнитный момент.
Высокая химическая активность и малое время жизни. Способность инициировать цепные реакции окисления.
Активные формы кислорода:
0*2- супероксидный анион радикал; '02- сингл етная форма кислорода;
ОН* • гидроксильной радикал;
№02- перекись водорода.
Окисленные галогены:
CLO*- гипохлорит; хлорамины.
Окислы азота:
N0*- оксид азота, ОШО*-пероксинит-рит.
Свободные радикалы, образующиеся при перекменом окислении липидов: RO*, ROz*- moho-, димерные, полимерные, циклические, ап кокс нльные и другие перекксные радикалы жирных кислот.
Радикалы, образующиеся при обмене веществ и энергии: радикалы семнхинонов, флавопротеи-лов, иминоис ильные и другое формы радикалов
нескольких минут- Н2О2), что затрудняет их обнаружение.
Условно выделяют две основные группы источников свободных радикалов в организме - эндогенную и экзогенную. К эндогенным источникам можно отнести процессы, протекающие в организме в норме с образованием свободных радикалов: обмен веществ и энергии, активированные грануло-циты и макрофаги, ферменты типа ксантиноксида-зы и цитохромзависимые ферменты, производящие супероксид в качестве одного из продуктов реакции.
Эндогенные источники включают факторы, воздействующие на организм извне: ионизирующую радиацию, ультрафиолетовое облучение, техногенные загрязнители атмосферы (озон, окислы азота), табачный дым, ксенобиотики, диеты с высоким содержанием железа и меди, богатые естественными фенольными соединениями и т.д.
Кроме того, рассматриваются 3 возможных механизма образования липидных радикалов. Первый- неферментативное окисление ненасыщенных жирных кислот, запускаемое экзогенными источниками свободных радикалов, о чем речь шла выше.
Второй механизм- квазиферментный. При этом в начальной фазе индукции участвуют ферменты, генерирующие активные формы кислорода. Это 4 группы ферментов:
- НАДФ и НАДФ-Н зависимые оксидазы, ксан-тиноксидазы;
- ферменты, образующие перекись водорода (ксантиноксидаза, оксидазы D- и L- аминокислот;
- ферменты, синтезирующие хлорноватую кислоту (миелопероксидазы);
- ферменты, синтезирующие оксид азота (Са2+ и кальмодулин-зависимые NO-синтазы, Са2+-незави-симые NO-синтазы).
Далее процесс образования липидных радикалов протекает неферментативно.
Третий механизм- ферментативное ПОЛ с участием специализированных ферментов- липоксиге-наз и циклооксигеназ, катализирующих окисление арахидоната и других полиненасыщенных жирных кислот с образованием циклических эндопероксидов и алифатических гидропероксидов.
Все это свидетельствует о том, что СРО в организме очень разнообразно и не сводится исключительно к перекисному окислению липидов.
. Миф второй: свободные радикалы только вредны для организма.
В биологическом материале постоянно обнаруживается некоторое количество свободных радикалов и продуктов ПОЛ. Их концентрация зависит от функциональной и метаболической активности. В свою очередь под влиянием СРО изменяются физико-химические свойства биологических мембран, такие, например, как проницаемость, транспорт ионов, липидный состав, структура, активность ферментов и т.д., что отражается на состоянии об-
мена веществ в целом.
Свободные радикалы несут ряд жизненно важных функций. Радикалы убихинона участвуют в транспорте электронов в дыхательной цепи, радикалы оксида азота контролируют тонус сосудов. Они обладают и регуляторными функциями: способствуют накоплению в клетках вторичных мессенджеров- циклических нуклеотидов (Ц-АМФ и Ц-ГМФ), депонированию ионов Са2+ в цитозоле и стимулируют фосфорилирование белков в результате активации протеинкиназ, протеинтирозинки-наз и ингебирования протеинфосфатаз. В низких концентрациях АФК и продукты ПОЛ инициируют процессы экспрессии генов и деление клеток.
АФК, генерируемые фагоцитами при микробной инвазии, обладают микробицидным действием, активируют транскрипционный фактор, что приводит к индукции ряда цитокинов и иммунных рецепторов. Под влиянием АФК активируются процессы белкового синтеза, ведущие к образованию апоптических белков, сосудистого эндотелиального фактора роста, сосудистого фактора проницаемости.
АФК участвуют в синтезе простагландинов, простациклинов, тромбоксанов, лейкотриенов. Они способствуют генерации хемоаттрактантов, увеличению протеолитической активности белков в результате инактивации естественных ингибиторов протеаз и непосредственного прямого деструктивного действия на различные компоненты ткани. Таким образом, СР участвуют в формировании соответствующего воспалительного и иммунного ответа организма.
Имеются данные о значении СРО в передаче информации в клетках, в иммуномодулирующем эффекте. Изменение скорости окисления рассматривается как одно из звеньев адаптации организма к действию факторов внешней среды. Перечисленные факты указывают на значение СРО в физиологических и метаболических процессах, протекающих в организме, подчеркивают их необходимость для нормальной жизнедеятельности (табл. 2.).
В то же время установлено, что избыток свободных радикалов и перекисных продуктов вызывает структурные и функциональные повреждения биологических мембран, влияет на активность ферментов, нуклеиновых кислот, белков, липидов и т.д.
Так, например, 0*2 окисляет 8Н-группы в составе белковых соединений, вызывает разрушение коллагеновых структур, деполимеризацию гликоза-миногликанов и кислых полисахаридов, инактивирует каталазу, глутатионпероксидазу, Са2+-АТФ-азу сосудистой стенки, угнетает транспорт ионов кальция. Он окисляет фосфолипиды клеточных мембран и вызывает ускоренное разрушение клеток, выход лизосомальных ферментов и образование цито-кинов. Взаимодействие 0*2 с N0* приводит к образованию сверхтоксичного 0N00*, который повреждает клетки эндотелия, нарушает регуляцию кровяного давления, индуцирует апоптоз.
Таблица 2
Значение свободно-радикального окисления в норме и
при патологии_________________________
В норме необходимое звено метаболизма, обеспечивающее нормальную жизнедеятельности При патологии универсальная несгкцифичес-кая основа патогенеза различных заболеваний
Модификация физико-химических свойств биологических мембран. Защитные функции, окисление чужеродных соединений, ыикробицндное действие. Обмен веществ, аккумуляция и бнотренсформация энергии. Формирование воспалительного и иммунного ответа организма. Участие в образовании биологически активных веществ: хемоатрактажов, простагпан-диное, простациклннов, тром-боксанов, лейкотр ненов, цито-киков и хд. Влияние на переделу информации экспрессию генов и деление клеток. Регуляторные функции, способствующие накоплению в клетках вторичных мессенджеров Нарушение проницаемости, етруиуры, функции биомембран. Повреждение белков, ферментов, липидов, нуклеиновых кислот; коллагеновых структур, деполимеризация гпнкт-миногаиканов, кислых шли-сахаридов и т.д.. Ингибирование пролиферации и созревания клеток, нарушение биоэнергетики, регуляторных и защитных функций. Общетоксическое, мутагенное и канцерогенное действие. Повреждение клеток эндотелия, нарушение регуляции кровяного давления. Индукция апоптоза, Развитие аутоиммунных процессов
Синглетная форма кислорода окисляет аминокислотные остатки глицина, триптофана, тирозина, цистеина, метионина, инициирует перекисное окисление липидов. Вместе с CLO* модифицирует белки, придавая им антигенные свойства, и способствует развитию аутоиммунных процессов.
Гидроксильный радикал реагирует с ненасыщенными жирными кислотами, альбумином, ингибирует белки комплемента, взаимодействует с гликопротеидами, рибозой и дезоксирибозой, окисляет молекулу тимина, повреждает ДНК, что лежит в основе мутагенного действия.
Перекись водорода обладает цитотоксичностью в отношении эндотелия. Взаимодействие свободных радикалов и образующихся продуктов с белками и ферментами ведет к полимеризации и утрате их биологической активности, нарушению проницаемости для ионов Са2+, Н+ и ОН-. Ускорение ПОЛ в мембранах вызывает обеднение микроокружения белков непредельными липидами, выполняет роль триггерного механизма, обеспечивающего доступность компонентов клетки для повреждающего действия фосфолипаз и протеаз.
Кроме того, многие продукты ПОЛ обладают токсичностью. Наиболее сильное действие на организм оказывают мономеры и димеры этил- и мети-лолеата. Гидроперекиси липидов ингибируют пролиферацию и созревание клеток, обладают канцерогенным эффектом, вызывают мутации, способствуя образованию межнитевых сшивок комплементарных нитей ДНК. Они увеличивают проницаемость биологических мембран, а вторичные продукты окисления- кетотриены - вызывают их пробой. Изменение физико-химических свойств биомембран влечет за собой повреждение рецепторно-
го аппарата клеток, что отражается на их специфических функциях.
При многих заболеваниях, отличающихся по этиологии и патогенезу, при действии негативных факторов среды (ионизирующей радиации, ультрафиолетового облучения, техногенных загрязнителей атмосферы, ксенобиотиков и т.д.) создаются благоприятные условия для нарушения стационарного состояния СРО. Оно может быть связано с комплексом причин, среди которых важное место занимают избыточное появление инициаторов СРО, снижение эффективности механизмов регуляции СРО, количественные и качественные изменения субстрата окисления, его доступности и способности подвергаться окислению.
Накоплено много данных об изменении этого процесса в организме при различных заболеваниях: диабете, опухолях, язвенной болезни, инфаркте миокарда, инсульте, паркинсонизме, рассеянном склерозе, эпилепсии, болезнях крови, системных заболеваниях и т.д. Нарушение СРО может стать непосредственной причиной развития патологического процесса или усугубить течение заболевания.
Таким образом, процесс СРО необходим, но в то же время опасен для организма. Его ускорение или замедление являются молекулярным механизмом развития различных заболеваний. Так, например, недостаток оксида азота (>ГО*-радикал), регулирующего тонус сосудов, вызывает гипертонию, а избыток- гипотонию.
Миф третий: во всех случаях необходимо применение антиоксидантов
Скорость СРО и содержание свободных радикалов в организме в норме поддерживается на определенном уровне сложной, многоступенчатой системой регуляции (табл. 3).
В ней можно условно выделить специфические
Таблица 3
Механизмы, регулирующие процессы свободно-радикального окисления
] Специфические механизмы, II НЕешецифичежкие факторы,!
'іжюарістш<і‘іолт№шаш 1 спорость окисления in vrtro И ІП vivo сояяаи*ки*еУСІВНій4і для изменения скорости окисления in vivo
Факторы, влияющие на инициаторы окислення, в частности, на состояние металлов переменной валентности. Перехватчики активных форм кислорода (метионин, гистамин и т.д.). Ферменты, ответственные за образование и метаболизм активных форм кислорода (супе-роксиддиемутаза, кат ал аза и др.), утилизирующие перекис-ньіе продукты (глутагион-пе-роксидаэа, гаутатионредуетаза и др.). Биоаятноксиданты. действующие на различных стадиях окисления (токоферол, церулоплазмин, убихиион трансферрин, феррипж, карнозин и др.) Механизмы, регулирующие количество и качество субстрата окисления и его доступность. Физико-химические свойства биологических мембран. Механизмы, поддерживающие низкое содержание кислорода (pOz) в тканях. Вещества, вызывающие появ* ление в организме других биологически активных продуктов, участвующих в СРО или регуляции этого процесса
и неспецифические факторы, значение и вклад которых меняются на различных стадиях окисления.
К неспецифическим относится, например, структура биологических мембран, обеспечивающая пространственное разделение кислорода, инициаторов окисления и липидов. Кроме того, интенсивность СРО зависит от содержания ненасыщенных жирных кислот, физико-химических свойств биологических мембран, их вязкости, проницаемости. Примечательно, что многие свойства мембран меняются в ходе окисления входящих в их состав липидов. Поэтому СРО в биологических структурах представляет собой саморегулирующую систему с обратной связью.
В биологических объектах имеются и специальные механизмы поддерживающие скорость окисления на постоянном уровне. Сюда относятся ферменты, ответственные за образование и гибель активных форм кислорода (супероксиддисмутаза, ка-талаза) и участвующие в разложении и утилизации перекисей (глутатионпероксидаза, глутатионредук-таза). Регуляция окисления осуществляется также антиоксидантами (АО), присутствующими в биологическом материале, в частности, убихиноном, стероидными гормонами, витаминами Е и С, кар-нозином, глутатионом простагландинами т.д. В тканевой жидкости и в крови обнаружен церулоплазмин, трансферрин и ферритин, которые способны ингибировать СРО. Возможны и другие механизмы регуляции СРО, которые ещё не известны.
В последнее время в клинической практике для лечения и профилактики различных заболеваний начинают все шире использоваться АО: природные, например витамин Е, и синтетические препараты, созданные на основе фенолов, ароматических аминов, хинонов и т.д. Однако вопрос о целесообразности и четких показаний к их применению нельзя считать окончательно решенным. В экспериментах на животных показано, что однократное и многократное введение синтетических ингибиторов вначале вызывает увеличение АОА. По мере выведения препарата она снижается и в ряде случаев становится даже ниже нормы. Иными словами АО могут не только замедлить, но и, наоборот, ускорить СРО в организме.
Кроме того, многие известные медикаментозные средства, традиционно используемые при лечении или профилактике различных заболеваний, способны влиять на процессы СРО, что необходимо учитывать в повседневной врачебной практике. Например, новокаинамид, используемый при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, не уступает по АОА известному антиоксиданту мексидолу. И таких примеров можно привести множество.
Это свидетельствует о том, что, нельзя безмерно увлекаться и злоупотреблять АО. АО-терапия должна быть под контролем, а для этого требуются методы определения необходимости назначения АО и ее" эффективности, основанные на оценке состояния СРО в организме.
Миф четвертый: определение продуктов ПОЛ позволяет всесторонне оценить состояние СРО.
Исследованию состояния СРО и выявлению его значения в норме и при патологии в последнее время уделяется особое внимание. Судить о состоянии СРО удается по ряду признаков (табл. 4).
Та&ивд 4
Методы исследования свододно-радикального окисления
Наличие свободных радикалов можно непосредственно обнаружить с помощью физических методов исследования. К ним, например, относится электронный парамагнитный резонанс (ЭПР), открытый отечественным ученым Н.И. Завойским, и ядерный магнитный резонанс (ЯМР), основанные на измерении магнитного момента образца.
Определить содержание свободных радикалов в исследуемом материале можно также по интенсивности свечения- хемилюминесценции (ХЛ), возникающей при взаимодействии радикалов, когда излучается энергия в виде кванта фотона.
Получить представление о СРО удается и по косвенным признакам: измеряя концентрацию начальных, промежуточных и конечных продуктов, участвующих в реакциях окисления. Например, оценивая скорость потребления кислорода, изучая изменения состава липидов или накопление промежуточных соединений, образующихся при пере-кисном окислении липидов (диеновых и триеноа-ых коньюгатов, шиффовых оснований, малонового диальдегида), а также определяя концентрацию конечных продуктов окисления- предельных углеводов, в частности, этана и пентана.
Наконец, важным представляется исследование эффективности механизмов, регулирующих скорость окисления. В частности, изучение антиокис-лительных свойств органов и тканей, активности ферментов, которые утилизируют перекисные продукты (гаутатионпероксидаза, глутатионредуктаза и др.) либо влияют на содержание активных форм кислорода (супероксиддисмутаза, каталаза, перок-сидаза и т.д.).
Следует особо подчеркнуть, что нестабильность свободных радикалов, быстрый распад и включение в метаболизм продуктов СРО затрудняют их обнаружение в биологическом материале. Поэтому довольно часто возникает вопрос о соот-
ветствии содержания радикалов в пробе, подготовленной к исследованию, тому количеству, которое имелось в естественных условиях.
Методы исследования СРО должны по-возмож-ности отвечать следующим требованиям:
- обладать высокой чувствительностью и надежностью;
- быть удобными в эксплуатации, простыми и доступными, экономичными;
- должны отсутствовать длительные и трудоемкие процедуры приготовления объекта к анализу, которые могут вносить изменения в исследуемый материал.
Несмотря на широкий арсенал различных способов, позволяющих производить количественный и качественный анализ радикалов, большая их часть оказалась малопригодной в биологических исследованиях, ибо не полностью отвечала перечисленным требованиям. Так, например, даже использование такого признанного способа регистрации радикалов, как ЭПР, в биологических исследованиях имеет ряд ограничений.
Ткани перед исследованием должны быть подвергнуты замораживанию и высушиванию, что ведет к изменению естественных условий образования радикалов. Поэтому этот способ не нашел широкого применения в практической медицине.
Определение концентрации продуктов ПОЛ в тканях не всегда дают возможность судить о скорости СРО в организме. Это объясняется тем, что их количество зависит от соотношения интенсивности образования и распада продуктов окисления. При наличии эффективных механизмов утилизации, концентрация этих продуктов в тканях остается низкой. Она начинает возрастать только после истощения защитных сил, когда ускорение СРО становится доминирующим в клинической картине поражения. И, наоборот, если утилизация и выведение продуктов окисления нарушена, их содержание в биологическом материале может оставаться высокой, так же как количество золы в потухшей печи.
Кроме того, определение диеновых и триено-вых коньюгатов, шиффовых оснований, гидроперекисей требует выделения из биологического материала липидов. Исследования должны производиться в строго контролируемых, специально подобранных условиях, исключающих разрушение или образование продуктов окисления во время подготовки объекта.
Широкое распространение получил метод исследования малонового диальдегида, образующего окрашенный комплекс с тиобарбитуровой кислотой: определение так называемых ТБК- активных продуктов. Однако некоторые продукты, не имеющие отношения к ПОЛ, например сахара, молекулы средней массы, креатин и крёатинин, ряд лекарственных средств, в том числе антибиотики и т.д., содержание которых в крови и тканях может колебаться в широких пределах, также реагируют с ти-
Электронный парамагнитный резонанс Определение продуктов окисления и уровня антиоксидантов Хемилюмикесценция (возникает при взаимодействии радикалов)
Определяются я основном ста* сильные радикалы; ' изменяются в пробе после истощения защитных механизмов; Обнаруживаются нестабильные, коротко живущие радикалы. Исследование экономично не нуждается в особых лабораторных условиях и специальной подлавке материала. Отвечает требованиям экспресс-анализа. Прибор портативен, легко транспортируется
Необходима специальная подготовка исследуемого материала, во время которой возможно появление артефактов. Требуются особые лабораторные условия дня проведения анализа. Трудоемкость, большие затраты времени и средств иа исследование
обарбитуровой кислотой. В результате при использовании измерения ТБК- активных продуктов как единственного метода оценки ПОЛ в биологических объектах могут возникнуть различные искажения.
Определение АОА ткани трудоемко, требует специальных лабораторных условий, отнимает много времени. Для получения полной картины о состоянии процессов регуляции СРО необходимо одновременное комплексное, всестороннее изучение всех защитных механизмов, ферментативных и неферментативных, дублирующих друг друга, что практически невозможно.
Регистрация ХЛ как способ исследования СРО основанный на измерении свечения биологического образца, выгодно отличается тем, что при минимальном количестве пробы позволяет выявить даже наиболее реакционноспособные, короткоживу-щие радикалы, которые другими методами не регистрируются. К достоинствам этого способа относится высокая чувствительность (определяется 10" 10 М радикалов). Измерение ХЛ ведется в естественных условиях, нет необходимости специальной подготовки материала к исследованию, во время которого количество свободных радикалов и продуктов окисления может измениться. Это единственный метод исследования СРО, не нуждающийся в особых лабораторных условиях, отвечаю-
щий всем требованиям, предъявляемым к экспресс-способам анализа. Техника регистрации ХЛ проста, занимает не более 5-10 минут. К сожалению, рынок данной продукции в России находится в начальной стадии развития.
Заключение
Неоценимый вклад в развитие теории СРО и создание современных методов исследования данного процесса в живой и неживой материи внесли отечественные ученые. Установлено, что свободные радикалы необходимы для нормальной жизнедеятельности. Вместе с тем нарушение регуляции СРО, увеличение или уменьшение свободных радикалов в организме является основой молекулярного механизма повреждения биологических мембран, одной из причин развития различных заболеваний.
Особого внимания требует совершенствование методов исследования процессов СРО. Необходимы такие методы, которые вносят минимальные изменения в биологические объекты и позволяют в ранних стадиях заболевания обнаружить нарушение СРО. Измерение ХЛ является перспективным методом, позволяющим в естественных условиях получить информацию об окислительно-восстановительных реакциях, идущих с участием свободных радикалов.
Список рекомендуемой литературы:
1. Бурлакова Е.Б. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиданты/ Е.Б. Бурлакова, Н.Г. Храпов// Успехи химии. - 1985. - Т. 54, №9. - С. 1540-1558
2. Величковский Б.Т. Свободнорадикальное окисление как звено срочной и долговременной адаптации организма к факторам окружающей среды / Б.Т. Величковский // Вестник РАМН. - 2001. - № 6. - С. 45-52.
3. Владимиров Ю.А Перекисное окисление липидов в биологических мембранах / Ю.А Владимиров, A.M. Арачков. - М.: Наука, 1972. - С. 252.
4. Владимиров Ю.А Свечение, сопровождающее биохимические реакции / Ю.А Владимиров // Со-росовский образовательный журнал. - 1999. - № 6. - С. 25-32.
5. Владимиров Ю.А Свободные радикалы в биологических системах / Ю.А Владимиров // Соро-совский образовательный журнал. - 2000. -№ 12.-С. 13-19.
6. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы и антиоксиданты / Ю.А. Владимиров // Вестн. РАМН. -1998.-№7.-С. 43-51.
7. Владимиров Ю.А. Электронный парамагнитный резонанс и хемолюминесценция - прямые методы исследования свободных радикалов и реакций, в которых они участвуют / Ю.А Владимиров // Эфферентная терапия. - 1999. - № 4. - С. 18-27.
8. Влияние лекарственных средств на процессы свободнорадикального окисления / Е.К. Алехин, А.Ш. Богданова, В.В. Плечев, P.P. Фархутдинов. - Уфа, 2002. - 288 с.
9. Дубинина, Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса //Е.Е. Дубинина // Вопросы медицинской химии. - 2001. -Т. 47,№6.-С. 561-681.
10. Журавлев А.И. Теоретические и методические основы биохемилюминесценции.- М., 1986.- 3 Юс.
11. Свободные радикалы в живых системах / Ю.А Владимиров, О.А Азизова, А.И. Деев [и др.]. -М., 1991. - 249 с. - (Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. Т. 29).
12. Малышев И.Ю. Стресс, адаптация и оксид азота / И.Ю. Малышев, Е.Б. Манухина // Биохимия. -1998. - Т. 63, № 7. - С. 992 - 1006.
13. Маянский А.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / А.Н. Маянский, Д.Н. Маянский. - Новосибирск: Наука, 1989. - С. 344.
14. Мид Дж. Свободнорадикальные механизмы повреждения липидов и их значение для клеточных мембран / Дж. Мид // Свободные радикалы в биологии: пер, с англ. / под ред. У. Прайора. - М.: Мир, 1979.
- Т. 2. - С. 68-87.
15. Осипов А.Н. Активированные формы кислорода и их роль в организме /АН. Осипов, О .А Азизова, Ю.А Владимиров // Успехи биол. химии. - 1990. - Т. 31. - С. 180-208.
16. Фархутдинов P.P. Биоантиоксиданты и проблемы их применения в клинической практике / P.P. Фархутдинов, Ш.З. Загидуллин, Н.Ф. Абдрашитова // Здравоохранение Башкортостана. - 1996. - № 1 - С. 41-48.
17. Фархутдинов P.P. Хемилюминисцентные методы исследования свободнорадикального окисления в биологии и медицине / P.P. Фархутдинов, В.А Лиховских. - Уфа, 1995. - 92 с.
18. Хемилюминесцентный метод исследования антиоксидантов / Р.Ф. Васильева, В.В. Наумов, А.В. Трофимов, Г.Ф. Федорова // Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения. - М., 2004. - С. 39-50.
19. Храпова Н.Г. Жидкофазное окисление органических веществ и ингибиторы свободнорадикальных реакций / Н.Г. Храпова // Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения. - М., 2004. - С. 7-22.
