Свободно-радикальное окисление. Системы антиоксидантной защиты

Едва ли не решающее значение в разрушении организма придаётся повреждающему действию свободных радикалов. Активные формы кислорода вызывают повреждения мембран, коллагена, ДНК, хpоматина, стpуктуpных белков, а также участвуют в эпигенетической регуляции экспрессии ядерных и митохондриальных генов, приводя к метилированию ДНК, влияют на внутpиклеточный уровень кальция, запускают каскад, ведущий к апоптозу и т.д. За 70 лет жизни человека организм производит около одной тонны радикалов кислорода, хотя только 2-5% вдыхаемого с воздухом кислорода превращается в его токсические радикалы. В митохондриях метаболизируется более 90% потребляемого аэробными клетками кислорода и образуется около 75% общего потока супероксидных радикалов в клетке.

В клетке крысы может возникать до 104 вызванных активными формами кислорода повреждений ДНК в день. Свободно-радикальное окисление используется в частности и для защиты организма. В организме существуют крупные мигрирующие клетки – макрофаги, которые поглощают чужеродные элементы (вирусы, бактерии, грибы, раковые клетки, жировые капельки и т.п.) и окисляют их этим способом. Но на нужды организма расходуется всего 2% свободных радикалов. Остальные 98% повреждают его. Наиболее хорошо изучено повреждающее действие их в отношении липидов. Окислительное повреждение нуклеиновых кислот приводит к одно и двух нитевым разрывам молекул, перекрёстным связям с другими молекулами. Воздействие оксидантов на белки ведёт к образованию окисленных производных аминокислот, перекрёстных связей между белками, фрагментации их на пептиды, реакции с альдегидами. В длительно сохраняющихся белках (коллагене, кристалине) оксиданты в присутствии сахаров формируют производное пентазидин, продукт перекрёстных связей между аргинином, лизином и сахарами. Этот биомаркёр старения, называемый также AGE, обнаружен у самых разных млекопитающих, включая человека. Свободнорадикальные реакции прямо или косвенно могут лежать в основе и других нейродегенеративных заболеваний, непосредственно ассоциирующихся со старением: болезни Паркинсона, бокового амиотрофического склероза и др.