Эндогенное дыхание с Евгением Вериго
Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь.
Марта, 26, 2019, 17:45:07 pm

Войти
SMF - Just Installed!
362 Сообщений в 265 Тем от 55 Пользователей
Последний пользователь: Omarnehayam
* Начало Помощь Поиск Календарь Войти Регистрация
Эндогенное дыхание с Евгением Вериго  |  V. Книги и статьи апологетов эндогенного дыхания  |  5.2. Книги и статьи профессора Тимочко М.Ф.  |  5.2.1. Метаболические аспекты формирования кислородного гомеостаза в экстремальных условиях (Модератор: Евгений Вериго)  |  Тема: - Глава IІІ. "Свободнорадикальные реакции в интенсификации компенсаторно..." « предыдущая тема следующая тема »
Страниц: [1] Вниз Печать
Автор Тема: - Глава IІІ. "Свободнорадикальные реакции в интенсификации компенсаторно..."  (Прочитано 757 раз)
Евгений Вериго
Moderator
Sr. Member
*****

Karma: +0/-0
Offline Offline

Сообщений: 265


Куйбышевский ВМФ - выпуск 1983 года


Просмотр профиля Email
« : Июня, 01, 2015, 21:16:19 pm »

Свободнорадикальные реакции в интенсификации
компенсаторно-адаптационных процессов

Евгений Вериго » Сегодня, 07:31

стр. 087 - 096

Свободные радикалы - это атомы или группы химически связанных атомов, которые имеют неспаренные электроны на внешний валентной орбитали, то есть свободные валентности, наличие которых и определяет их высокую химическую реакционную способность. Процессы, в которых участвуют эти свободные радикалы, являются обязательным атрибутом нормального аэробного метаболизма.

Молекулярный кислород в обычных условиях не вступает в прямые неферментативные химические реакции с органическими соединениями, которые входят в состав живых клеток и тканей. Реакции с участием О2 в живой клетке зачастую протекают в активных центрах оксидаз или оксигеназ. Во время этих реакций промежуточные продукты восстановления О2 не выделяются во внешнюю среду, а превращаются до конечных соединений в реакционном центре ферментов.

Вместе с тем, в биологических системах могут возникать и все промежуточные продукты восстановления молекулы О2: О2- , НО2-, ОН., Н2О2. Эти соединения обладают высокой реакционной способностью и получили название активных форм кислорода (АФК).

Образование АФК является следствием неполного, одноэлектронного (образование О2-), двухэлектронного (образование HO2- ) или трёхэлектронного (образование Н2О2) восстановления кислорода вместо полного четырёхэлектронного его восстановления, которое приводит к образованию воды (H2O).

Процесс полного восстановления О2 до Н2О более энергозависимый, чем процессы неполного восстановления, и осуществляется конечным ферментом дыхательной цепи митохондрий - цитохромоксидазой.

Кроме продуктов восстановления кислорода, к АФК относят также:
 - молекулы кислорода в синглетном состоянии (1О2),
 - окись азота (NО),
 - пероксинитрит (ОNОО.),
 - гипогалогениты (НОСl, НОВг, НОJ), а также
 - продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ) - перекисные (RО2-) и алкоксильные (RО.) радикалы.

Ниже представлены схемы восстановления молекулы О2 и её строение (рис. 1,2,3).


Рис. 1. Строение молекулы кислорода и продуктов её восстановления

стр. 88


Рис. 2. Этапы перехода 1дельтаО2 О2-.

стр. 89


Рис. 3. Схема последовательного восстановления молекулярного кислорода.

стр. 90

АФК - нестабильные соединения. Известно, что время жизни АФК в биологических системах очень коротко (рис. 4).

Рис. 4. Время жизни основных кислородных радикалов.

В соответствии со временем жизни каждого АФК изменяется и радиус диффузии каждого из них в живых организмах (рис. 5).

Рис. 5. Радиус действия основных кислородных радикалов.

стр. 91

Известно, что кислородные свободные радикалы принимают участие в:
 - метаболизме ксенобиотиков в организме;
 - при повреждениях, вызванных ишемией и реперфузией;
 - в онтогенезе и в клеточной пролиферации;
 - в регуляции тонуса сосудов;
 - при воспалении;
 - бактериальных и вирусных инфекциях;
 - в регуляции метаболических процессов как внутриклеточные мессенджеры;
 - в канцерогенезе;
 - атерогенезе;
 - старении и
 - т.д.

В человеческом организме выявлено много систем, которые продуцируют активные формы кислорода как в физиологических условиях, так и в патологических.

Это образование кислородных свободных радикалов:
 - в дыхательной цепи митохондрий;
 - в электронно-транспортной цепи микросом;
 - путём перехода оксигемоглобина в метгемоглобин;
 - во время метаболизма арахидоновой кислоты;
 - в реакции гипоксантин-ксантиноксидаза;
 - при биосинтезе и окислении катехоламинов;
 - под воздействием ионизирующего излучения, озона, NO, NO2;
 - при фотолизе и функциональной активности фагоцитирующих клеток крови (нейтрофилов, моноцитов, макрофагов).

Поскольку в организме всегда есть вода, возможны реакции спонтанной дисмутации активных форм кислорода между собой:

Реакции дисмутации могут происходить и с участием металлов переменной валентности (Fe, Cu, Zn, Mo, Mn, Co):


стр. 92


Рис. 6. Основные пути генерации, конверсии и утилизации АФК в организме человека.

Антиоксидантные ферменты также принимают участие в реакциях превращения кислородных свободных радикалов:
супероксиддисмутазы (E-Cu2+, E-Mn3+, E-Fe3+) -


В реакциях ПОЛ при радикал-радикальной аннигиляции происходит обрыв цепей с образованием молекулярных продуктов реакции:


Cледствием обрыва цепей в этих преобразованиях будет образование пероксида водорода и кислорода. По мере накопления перекись водорода в реакциях дисмутации содействует образованию de novo свободных радикалов,
 
стр. 93

которые снова могут вступать в вышеуказанные преобразования с образованием Н2О2 и выделением кислорода:


Таким образом поддерживается стационарная цепь образования пероксида водорода, который определяет соответствующую концентрацию свободных радикалов и ведёт к образованию эндогенного кислорода.

Всесторонние исследования этого вопроса сделаны Зайцевым В.В. и сотрудниками, которые добавляли экзогенную каталазу и супероксиддисмутазу в перитонеальные макрофаги, прикреплённые к стеклу к яйцеклеткам морского ежа вида St. intermedius и сперматозоидов in vitro.

Авторы с помощью полярографического метода исследования выявили уменьшение скорости утилизации кислорода. Кроме этого, исследователи наблюдали снижение скорости дыхания во время добавления к суспензии гепатоцитов и яйцеклеток морского ежа маннитола, что является специфическим перехватчиком гидроксильного радикала.

Все эти данные, бесспорно, свидетельствуют о том, что в организме в норме происходит образование кислородных свободных радикалов, которые с участием антиоксидантных ферментов обеспечивают образование эндогенного кислорода и поддержание кислородного гомеостаза при активном дыхании.

Подобный эффект описан в работах Л.С. Ягужинского, где показано, что супероксиддисмутаза, ионы Сu и каталаза ингибируют цианид-резистентное дыхание митохондрий печени, а добавление каталазы в камеру во время опыта приводит к выделению эндогенного кислорода.

В серии работ, осуществлённой под руководством В.К. Гусака, изучали оксигенирующее действие внутриартериальных инфузий пероксида водорода при различных видах ишемии. Авторы выявили, что непосредственная инфузия раствора Н2О2 приводит к повышению напряжения кислорода в тканях и интенсификации тканевого дыхания, при этом повышается активность каталазы, а концентрация малонового диальдегида (МДА) снижается.

Авторы приходят к выводу, что пероксид водорода не только проявляет оксигенирующее действие, но и прямо участвует в поддержании окислительно-восстановительных процессов, которые повышают активность утилизации недоокисленных метаболитов.

В этом плане интересны работы В.П. Галанцева и сотрудников, которые исследовали перекисные процессы у водных и полуводных животных, для которых задержка дыхания во время ныряния является физиологической нормой.

Так, уровень активности антиоксидантних ферментов -

стр. 94

каталазы и пероксидазы - у этих животных на порядок выше, чем у наземных животных. При недостатке кислорода, который возникает при задержке дыхания, резко активируется система перекисного окисления липидов, а дополнительное количество кислорода образуется при разложении пероксида водорода каталазой.

То есть у ныряющих животных функционирование системы ПОЛ направлено на поддержание в их тканях высокого уровня кислорода, необходимого в аэробном энергетическом обмене во время задержки дыхания.

На это обращает внимание и В.А. Барабой, который поддерживает идею Г. Селье о том, что активные формы кислорода выступают в роли "первичного медиатора" стресса. Активация ПОЛ, которая является следствием действия стрессора, в свою очередь, мобилизует реализующие стресс-системы, реактивно увеличивая антиоксидантный потенциал живой системы.

Во многих работах можно найти подтверждение тому, что лазерное и ультрафиолетовое облучение сопровождается не только генерацией активных форм кислорода, но и повышением антиоксидантной активности, которая приводит к утилизации продуктов ПОЛ.

Так, исследованиями В.Н. Коробова и соавторов выявлено возрастание активности супероксиддисмутазы и каталазы в гемолизатах крови животных, облучённых рентгеновскими лучами.

Вместе с этим, дыхательные гемопротеиды крови и мышц под влиянием стрессорных факторов способны выполнять функцию генераторов супероксиданионов, которые, обезвреживаясь антиоксидантной системой, обеспечивают образование резерва молекулярного кислорода в виде пероксида водорода.

Распад Н2О2 до воды и кислорода в результате реакции, что осуществляется каталазой, создаёт условия для оксигенации части восстановленного гемоглобина.

Показано, что кислород, образованный в замкнутых модельных системах в результате каталазной реакции с Н2О2 без его экзогенного доступа, используется для оксигенации гемоглобина.

Во время введения в свежеприготовленные гемолизаты слабых концентраций Н2О2 в открытых системах выявляется дополнительная оксигенация гемоглобина после двух минут латентного периода.

Очевидно, что гемоглобин, кроме известных ранее функций, катализирует оксидазную реакцию, при которой кислород восстанавливается до пероксида водорода:
Нb2+ + О2 + 2ē + 2Н+→ НЬ2+ +H2О2.
Таким образом, оксидазная активность гемоглобина обеспечивает образование дополнительного количества молекулярного кислорода.

Вышеприведённый анализ показывает, что свбоднорадикальные процессы являются теми посредниками, с помощью которых реализуются все виды активаций, которые широко применяются в медицинской практике.

Это элект-

стр. 95

рохимическая, ультразвуковая, магнитная, термическая активации, различные виды облучения и пр. Самой эффективной и самой распространённой среди них является электрохимическая активация.

Так, в медицине давно эмпирически применяют электроактивированный водный раствор гипохлорита натрия, который получают электролизом 0,89 % раствора хлорида натрия.

Гипохлорит натрия применяют для:
- очищения и ускорения заживания ран;
- угнетения воспалительных процессов;
- уничтожения болезнетворных микроорганизмов;
- стимуляции репаративных процессов;
- при хирургической инфекции;
- для лечения перитонита, сепсиса, отравлений, острого панкреатита и прочих заболеваний.

Известно, что гипохлорит натрия (NaClO) вызывает ПОЛ в составе липопротеинов, которые выполняют липид-транспортную функцию в крови, причём, при высоких концентрациях NaClO содержание МДА сначала резко возрастает, а потом постепенно уменьшается.

В сыворотке крови собак гипохлорит элиминирует продукты ПОЛ, не вызывая снижения антиоксидантной активности. Взаимодействие NaClO с каталазой вызывает ингибирование каталазной и появление пероксидазной активности.

Из литературы также известен препарат персульфат натрия (ПСН), который используют как антигипоксант при тканевой гипоксии. Он способствует нормализации процессов дыхания в тканях с выраженной гипоксией:
- после облучения летальными и сублетальными дозами клеток злокачественных опухолей;
- при сахарном диабете;
- ишемии;
- гепатитах, циррозах печени;
- язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки;
- гнойных, инфекционных и иных заболеваниях.

Для проверки этих обобщений нами была проведена серия модельных и экспериментальных исследований роли свободнорадикальных реакций в поддержании кислородного баланса функционирующих систем. Как показали полярографические исследования, под влиянием препаратов NaClO и ПСН напряжение кислорода (рО2) при инкубации гомогената печени крысы значительно повышается.

При введении этих растворов в начале инкубации рО2 через 25 минут было в 5 раз более высоким по сравнению с контролем, в который добавляли среду инкубации при тех же условиях (рис. 7).

Рис. 7. Особенности изменений напряжённости кислорода при инкубации гомогената печени крысы (t - 370)
1 - контроль (среда инкубации + гомогенат)
2 - влияние NaClO (0,5 мл 1070мг/л)
3 - влияние персульфата натрия (0,2 мл 1%).


Добавление такой же концентрации NaClO и ПСН после 5 минут инкубации увеличивает рО2 на 25-й минуте уже в 10 раз  рис. 8

Рис. 8. Изменение напряжённости кислорода при инкубации гомогената печени крысы под влиянием экзогенных добавок:
1 - контроль (среда инкубации + гомогенат)
2,3 - опыт (стрелками указаны добавки - 05, мл NaClO, 0,2 мл NaClO)

 
Тем не менее, введение NaClO и ПСН на 15-й минуте инкубации не приводит к возрастанию напряжения кислорода. Оно увеличивается только кратковременно на 10 - 15 мм. рт. ст., а потом возвращается к контрольному уровню рис.8
 
Продолжение следует
« Последнее редактирование: Июня, 04, 2017, 20:21:52 pm от Евгений Вериго » Записан

Страниц: [1] Вверх Печать 
Эндогенное дыхание с Евгением Вериго  |  V. Книги и статьи апологетов эндогенного дыхания  |  5.2. Книги и статьи профессора Тимочко М.Ф.  |  5.2.1. Метаболические аспекты формирования кислородного гомеостаза в экстремальных условиях (Модератор: Евгений Вериго)  |  Тема: - Глава IІІ. "Свободнорадикальные реакции в интенсификации компенсаторно..." « предыдущая тема следующая тема »
Перейти в:  

Powered by MySQL Powered by PHP Powered by SMF 1.1.21 | SMF © 2006-2008, Simple Machines Valid XHTML 1.0! Valid CSS!