Vapaat radikaalit ja antioksidantit

Vapaiden radikaalien ja antioksidanttien löytäminen oli lääketieteelle yhtä merkittävä virstanpylväs kuin mikro-organismien ja antibioottien löytäminen, sillä lääkärit saivat paitsi selityksen monille patologisille prosesseille, mukaan lukien ikääntymiselle, myös tehokkaita menetelmiä niiden torjumiseksi.

Viime vuosikymmen on ollut biologisten kohteiden vapaiden radikaalien tutkimuksen edistysaskeleita. Näiden prosessien on osoitettu olevan välttämätön aineenvaihduntalinkki kehon normaalille toiminnalle. Ne osallistuvat oksidatiivisiin fosforylaatioreaktioihin, prostaglandiinien ja nukleiinihappojen biosynteesiin, lipoottisen aktiivisuuden säätelyyn ja solujen jakautumisprosesseihin. Kehossa vapaat radikaalit muodostuvat useimmiten tyydyttymättömien rasvahappojen hapettumisen aikana, ja tämä prosessi liittyy läheisesti lipidiperoksidaatioon (LPO).

Mitä ovat vapaat radikaalit?

Vapaa radikaali on molekyyli tai atomi, jonka ulkoradalla on pariton elektroni, mikä tekee siitä aggressiivisen ja kykenevän paitsi reagoimaan solukalvon molekyylien kanssa myös muuttamaan ne vapaiksi radikaaleiksi (itseään ylläpitävä lumivyöryreaktio).

Hiiltä sisältävä radikaali reagoi molekyylihapen kanssa muodostaen peroksidivapaan radikaalin COO-molekyylin.

Peroksidiradikaali irrottaa vetyä tyydyttymättömien rasvahappojen sivuketjuista muodostaen lipidihydroperoksidin ja toisen hiiltä sisältävän radikaalin.

Lipidihydroperoksidit lisäävät sytotoksisten aldehydien pitoisuutta, ja hiiltä sisältävä radikaali tukee peroksidiradikaalien jne. muodostumisreaktiota (ketjussa).

Vapaita radikaaleja muodostuu useilla eri mekanismeilla. Yksi niistä on ionisoivan säteilyn vaikutus. Joissakin tilanteissa molekyylin hapen pelkistymisprosessissa lisätään yksi elektroni kahden sijaan, ja muodostuu erittäin reaktiivinen superoksidianioni (O2). Superoksidin muodostuminen on yksi puolustusmekanismeista bakteeri-infektiota vastaan: ilman happea vapaat radikaalit neutrofiilit ja makrofagit eivät voi tuhota bakteereja.

Antioksidanttien läsnäolo sekä solussa että solunulkoisessa tilassa osoittaa, että vapaiden radikaalien muodostuminen ei ole episodinen ilmiö, joka johtuu ionisoivasta säteilystä tai toksiinien vaikutuksista, vaan jatkuva ilmiö, joka liittyy hapetusreaktioihin normaaleissa olosuhteissa. Tärkeimpiä antioksidantteja ovat superoksididismutaasi (SOD) -ryhmän entsyymit, joiden tehtävänä on muuntaa peroksidianioni katalyyttisesti vetyperoksidiksi ja molekyylihapeksi. Koska superoksididismutaaseja on kaikkialla läsnä, on perusteltua olettaa, että superoksidianioni on yksi kaikkien hapetusprosessien tärkeimmistä sivutuotteista. Katalaasit ja peroksidaasit muuttavat dismutaation aikana muodostuneen vetyperoksidin vedeksi.

Vapaiden radikaalien tärkein ominaisuus on niiden poikkeuksellinen kemiallinen aktiivisuus. Ikään kuin tuntien alempiarvoisuutensa, ne yrittävät saada takaisin kadonneen elektronin ottamalla sen aggressiivisesti muilta molekyyleiltä. "Loukkaantuneista" molekyyleistä tulee puolestaan radikaaleja ja ne alkavat ryöstää itseään ottamalla elektroneja naapureiltaan. Kaikki molekyylin muutokset - olipa kyseessä elektronin menetys tai lisääminen, uusien atomien tai atomiryhmien ilmaantuminen - vaikuttavat sen ominaisuuksiin. Siksi missä tahansa aineessa tapahtuvat vapaiden radikaalien reaktiot muuttavat aineen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Tunnetuin esimerkki vapaiden radikaalien aiheuttamasta prosessista on öljyn pilaantuminen (härskiintyminen). Härskiintyneellä öljyllä on erikoinen maku ja haju, joka selittyy uusien aineiden ilmaantumisella siihen vapaiden radikaalien reaktioiden aikana. Tärkeintä on, että elävien kudosten proteiinit, rasvat ja DNA voivat osallistua vapaiden radikaalien reaktioihin. Tämä johtaa erilaisten patologisten prosessien kehittymiseen, jotka vahingoittavat kudoksia, ikääntymiseen ja pahanlaatuisten kasvainten kehittymiseen.

Kaikista vapaista radikaaleista aggressiivisimpia ovat vapaat happiradikaalit. Ne voivat aiheuttaa elävässä kudoksessa vapaiden radikaalien reaktioiden vyöryn, jonka seuraukset voivat olla katastrofaaliset. Vapaat happiradikaalit ja niiden aktiiviset muodot (esimerkiksi lipidiperoksidit) voivat muodostua ihossa ja missä tahansa muussa kudoksessa UV-säteilyn, joidenkin vedessä ja ilmassa olevien myrkyllisten aineiden vaikutuksesta. Mutta tärkeintä on, että aktiivisia happimuotoja muodostuu minkä tahansa tulehduksen ja infektioprosessin aikana ihossa tai missä tahansa muussa elimessä, koska ne ovat immuunijärjestelmän tärkein ase, jolla se tuhoaa patogeenisiä mikro-organismeja.

Vapailta radikaaleilta on mahdotonta piiloutua (aivan kuten bakteereilta on mahdotonta piiloutua, mutta niiltä on mahdollista suojautua). On olemassa aineita, joille on ominaista se, että niiden vapaat radikaalit ovat vähemmän aggressiivisia kuin muiden aineiden radikaalit. Luovutettuaan elektroninsa hyökkääjälle antioksidantti ei pyri kompensoimaan menetystä muiden molekyylien kustannuksella, tai pikemminkin tekee niin vain harvoissa tapauksissa. Siksi, kun vapaa radikaali reagoi antioksidantin kanssa, siitä tulee täysimittainen molekyyli, ja antioksidantista tulee heikko ja inaktiivinen radikaali. Tällaiset radikaalit eivät ole enää vaarallisia eivätkä aiheuta kemiallista kaaosta.

Mitä ovat antioksidantit?

"Antioksidantit" on yhteisnimitys, eikä se, kuten termit kuten "antineoplastiset aineet" ja "immunomodulaattorit", tarkoita kuulumista mihinkään tiettyyn kemialliseen aineryhmään. Niiden spesifisyys on läheisin yhteys vapaiden radikaalien aiheuttamaan lipidien hapettumiseen yleensä ja erityisesti vapaiden radikaalien aiheuttamaan patologiaan. Tämä ominaisuus yhdistää erilaisia antioksidantteja, joilla jokaisella on omat erityispiirteensä.

Lipidien vapaiden radikaalien hapettumisen prosessit ovat yleisbiologisia ja monien kirjoittajien mielestä ne ovat yleismaailmallinen soluvauriomekanismi kalvotasolla, kun ne aktivoituvat jyrkästi. Tässä tapauksessa biologisten kalvojen lipidifaasissa lipidiperoksidaatioprosessit lisäävät kalvon kaksoiskerroksen viskositeettia ja järjestystä, muuttavat kalvojen faasiominaisuuksia ja vähentävät niiden sähköistä resistanssia, ja helpottavat myös fosfolipidien vaihtoa kahden monokerroksen välillä (ns. fosfolipidi-flip-flop). Peroksidaatioprosessien vaikutuksesta myös kalvoproteiinien liikkuvuus estyy. Solutasolla lipidiperoksidaatioon liittyy mitokondrioiden turpoaminen, oksidatiivisen fosforylaation irtoaminen (ja edistyneissä prosesseissa - kalvorakenteiden liukeneminen), mikä koko organismin tasolla ilmenee ns. vapaiden radikaalien patologioiden kehittymisenä.

Vapaat radikaalit ja soluvauriot

Nykyään on käynyt ilmeiseksi, että vapaiden radikaalien muodostuminen on yksi yleismaailmallisista patogeneettisistä mekanismeista erilaisissa soluvaurioissa, mukaan lukien seuraavat:

• solujen reperfuusio iskemian jälkeen;
• jotkut lääkkeiden aiheuttamat hemolyyttisen anemian muodot;
• myrkytys joillakin rikkakasvien torjunta-aineilla;
• hiilitetrakloridin hallinta;
• ionisoiva säteily;
• joitakin solujen ikääntymisen mekanismeja (esimerkiksi lipidituotteiden kertyminen soluun - ceroidit ja lipofuskiinit);
• happimyrkyllisyys;
• aterogeneesi, joka johtuu valtimon seinämän soluissa olevien matalatiheyksisten lipoproteiinien hapettumisesta.

Vapaat radikaalit osallistuvat prosesseihin:

• ikääntyminen;
• karsinogeneesi;
• solujen kemialliset ja lääkkeelliset vauriot;
• tulehdus;
• radioaktiivinen vahinko;
• aterogeneesi;
• happi- ja otsonimyrkyllisyys.

Vapaiden radikaalien vaikutukset

Yksi vapaiden radikaalien päävaikutuksista on tyydyttymättömien rasvahappojen hapettuminen solukalvoissa. Vapaat radikaalit vahingoittavat myös proteiineja (erityisesti tioliryhmiä sisältäviä proteiineja) ja DNA:ta. Soluseinän lipidien hapettumisen morfologinen seuraus on polaaristen permeabiliteettikanavien muodostuminen, mikä lisää kalvon passiivista läpäisevyyttä Ca2+-ioneille, joiden ylimäärä kerrostuu mitokondrioihin. Hapettumisreaktioita yleensä tukahduttavat hydrofobiset antioksidantit, kuten E-vitamiini ja glutationiperoksidaasi. E-vitamiinin kaltaisia antioksidantteja, jotka katkaisevat hapetusketjuja, löytyy tuoreista vihanneksista ja hedelmistä.

Vapaat radikaalit reagoivat myös solujen ioni- ja vesipitoisten molekyylien kanssa. Ioniympäristössä esimerkiksi pelkistyneen glutationin, askorbiinihapon ja kysteiinin kaltaiset molekyylit säilyttävät antioksidanttipotentiaalinsa. Antioksidanttien suojaavat ominaisuudet tulevat ilmeisiksi, kun niiden varantojen loppuessa eristetyssä solussa havaitaan solukalvon lipidien hapettumisen vuoksi tyypillisiä morfologisia ja toiminnallisia muutoksia.

Vapaiden radikaalien aiheuttamien vaurioiden tyypit määräytyvät paitsi tuotettujen radikaalien aggressiivisuuden, myös kohteen rakenteellisten ja biokemiallisten ominaisuuksien perusteella. Esimerkiksi solunulkoisessa tilassa vapaat radikaalit tuhoavat sidekudoksen pääaineen glykosaminoglykaaneja, mikä voi olla yksi nivelten tuhoutumisen mekanismeista (esimerkiksi nivelreumassa). Vapaat radikaalit muuttavat sytoplasmakalvojen läpäisevyyttä (ja siten myös estefunktiota) lisääntyneen läpäisevyyden omaavien kanavien muodostumisen vuoksi, mikä johtaa solun vesi-ionihomeostaasin häiriintymiseen. Nivelreumapotilaille uskotaan annettavan vitamiineja ja hivenaineita, erityisesti vitamiinin ja hivenaineiden puutoksen korjaamiseksi oligogaalisella E:llä. Tämä johtuu siitä, että peroksidaatioprosessien on osoitettu aktivoituvan huomattavasti ja antioksidanttiaktiivisuuden heikkenevän, joten on erittäin tärkeää sisällyttää kompleksiseen hoitoon bioantioksidantteja, joilla on korkea antiradikaalivaikutus, joihin kuuluvat antioksidanttivitamiinit (E, C ja A) ja hivenaineet seleeni (Se). On myös osoitettu, että synteettisen E-vitamiiniannoksen käyttö imeytyy huonommin kuin luonnollinen. Esimerkiksi E-vitamiinin annokset jopa 800 ja 400 IU/vrk johtavat sydän- ja verisuonisairauksien vähenemiseen (53 %). Vastaus antioksidanttien tehokkuuteen saadaan kuitenkin laajoissa kontrolloiduissa tutkimuksissa (8 000–40 000 potilasta), jotka tehtiin vuonna 1997.

Suojaavat voimat, jotka pitävät LPO-nopeuden tietyllä tasolla, sisältävät peroksidaatiota estäviä entsyymijärjestelmiä ja luonnollisia antioksidantteja. Vapaiden radikaalien hapettumisen nopeudella on kolme säätelytasoa. Ensimmäinen vaihe on antihappi, joka ylläpitää solun hapen osapainetta melko alhaisena. Tämä sisältää pääasiassa hengitysentsyymit, jotka kilpailevat hapesta. Huolimatta O3:n imeytymisen ja siitä vapautuvan CO2:n suuresta vaihtelusta kehossa, pO2 ja pCO2 valtimoveressä pysyvät normaalisti melko vakioina. Toinen suojausvaihe on antiradikaali. Se koostuu kehossa olevista erilaisista aineista (E-vitamiini, askorbiinihappo, jotkut steroidihormonit jne.), jotka keskeyttävät LPO-prosesseja vuorovaikuttamalla vapaiden radikaalien kanssa. Kolmas vaihe on antiperoksidi, joka tuhoaa jo muodostuneita peroksideja sopivien entsyymien avulla tai ei-entsymaattisesti. Yhtenäistä luokittelua ja yhtenäisiä näkemyksiä vapaiden radikaalien reaktioiden nopeutta säätelevistä mekanismeista ja lipidiperoksidaation lopputuotteiden hyväksikäyttöä varmistavien suojavoimien toiminnasta ei kuitenkaan ole vielä olemassa.

Uskotaan, että LPO-reaktioiden säätelyn muutokset voivat intensiteetistä ja kestosta riippuen: ensinnäkin olla palautuvia ja myöhemmin palata normaaliin, toiseksi johtaa siirtymiseen toiselle autoregulaatiotasolle ja kolmanneksi jotkut vaikutukset hajottavat tämän itsesäätelymekanismin ja johtavat siten säätelytoimintojen toteuttamisen mahdottomuuteen. Siksi LPO-reaktioiden säätelyroolin ymmärtäminen äärimmäisille tekijöille, erityisesti kylmälle, altistumisen olosuhteissa on välttämätön tutkimusvaihe, jonka tavoitteena on kehittää tieteellisesti perusteltuja menetelmiä sopeutumisprosessien hallintaan ja yleisimpien sairauksien monimutkaiseen hoitoon, ehkäisyyn ja kuntoutukseen.

Yksi yleisimmin käytetyistä ja tehokkaimmista on antioksidanttikompleksi, joka sisältää tokoferolia, askorbaattia ja metioniinia. Kunkin käytetyn antioksidantin vaikutusmekanismia analysoitaessa havaittiin seuraavaa. Mikrosomit ovat yksi eksogeenisesti syötetyn tokoferolin tärkeimmistä kertymispaikoista maksasoluissa. Askorbiinihappo, joka hapettuu dehydroaskorbiinihapoksi, voi toimia mahdollisena protonin luovuttajana. Lisäksi on osoitettu askorbiinihapon kyky olla suoraan vuorovaikutuksessa singlettihapen, hydroksyyliradikaalin ja superoksidianioniradikaalin kanssa sekä hajottaa vetyperoksidia. On myös näyttöä siitä, että mikrosomien tokoferolia voidaan regeneroida tiolien ja erityisesti pelkistyneen glutationin avulla.

Kehossa on siis useita toisiinsa liittyviä antioksidanttijärjestelmiä, joiden päätehtävänä on ylläpitää entsymaattisia ja ei-entsymaattisia oksidatiivisia reaktioita vakaalla tasolla. Peroksidireaktioiden jokaisessa kehitysvaiheessa on erikoistunut järjestelmä, joka suorittaa näitä toimintoja. Jotkut näistä järjestelmistä ovat ehdottoman spesifisiä, toiset, kuten glutationiperoksidaasi ja tokoferoli, vaikuttavat laaja-alaisemmin ja ovat vähemmän substraattispesifisiä. Entsymaattisten ja ei-entsymaattisten antioksidanttijärjestelmien vuorovaikutuksen additiivisuus keskenään varmistaa kehon vastustuskyvyn äärimmäisille tekijöille, joilla on prooksidanttisia ominaisuuksia, eli kyvyn luoda kehossa olosuhteita, jotka altistavat aktivoituneiden happimuotojen tuotannolle ja lipidiperoksidaatioreaktioiden aktivoitumiselle. Ei ole epäilystäkään siitä, että lipidiperoksidaatioreaktioiden aktivoitumista havaitaan useiden ympäristötekijöiden vaikutuksesta kehoon ja erilaisissa patologisissa prosesseissa. V. Yu. Kulikovin ym. (1988) mukaan LPO-reaktioiden aktivaatiomekanismeista riippuen kaikki kehoon vaikuttavat tekijät voidaan jakaa tietyllä todennäköisyydellä seuraaviin ryhmiin.

Fysikaalis-kemialliset tekijät, jotka edistävät kudosprekursorien ja LPO-reaktioiden suorien aktivaattoreiden lisääntymistä:

• paineistettua happea;
• otsoni;
• typpioksidi;
• ionisoiva säteily jne.

Biologisen luonteen tekijät:

• fagosytoosiprosessit;
• solujen ja solukalvojen tuhoutuminen;
• järjestelmät aktivoituneiden happimuotojen tuottamiseksi.

Tekijät, jotka määräävät kehon entsymaattisten ja ei-entsymaattisten antioksidanttijärjestelmien aktiivisuuden:

• entsymaattisten antioksidanttijärjestelmien induktioon liittyvien prosessien aktiivisuus;
• geneettiset tekijät, jotka liittyvät yhden tai toisen lipidiperoksidaatioreaktioita säätelevän entsyymin masennukseen (glutationiperoksidaasin, katalaasin jne. puutos);
• ravitsemukselliset tekijät (tokoferolin, seleenin, muiden mikroelementtien jne. puute elintarvikkeissa);
• solukalvojen rakenne;
• entsymaattisten ja ei-entsymaattisten antioksidanttien välisen suhteen luonne.

LPO-reaktioiden aktivoitumista voimistavat riskitekijät:

• kehon happijärjestelmän aktivointi;
• stressitila (kylmä, korkea lämpötila, hypoksia, emotionaalinen ja kivulias vaikutus);
• hyperlipidemia.

Siten LPO-reaktioiden aktivoituminen kehossa liittyy läheisesti hapen kuljetus- ja käyttöjärjestelmien toimintaan. Adaptogeenit ansaitsevat erityistä huomiota, mukaan lukien laajalti käytetty eleutherococcus. Tämän kasvin juuresta valmistettu valmisteella on yleisiä vahvistavia, adaptogeenisiä, stressiä ehkäiseviä, ateroskleroosia estäviä, diabetesta ehkäiseviä ja muita ominaisuuksia, ja se vähentää yleistä sairastuvuutta, mukaan lukien influenssaa. Tutkittaessa antioksidanttien biokemiallisia vaikutusmekanismeja ihmisillä, eläimillä ja kasveilla, niiden patologisten tilojen kirjo, joiden hoitoon antioksidantteja käytetään, on laajentunut merkittävästi. Antioksidantteja käytetään menestyksekkäästi adaptogeeneinä säteilyvaurioilta suojautumiseen, haavojen ja palovammojen hoitoon, tuberkuloosiin, sydän- ja verisuonisairauksiin, neuropsykiatrisiin häiriöihin, kasvaimiin, diabetekseen jne. Luonnollisesti kiinnostus antioksidanttien tällaisen universaalin vaikutuksen taustalla olevia mekanismeja kohtaan on lisääntynyt.

Tällä hetkellä on kokeellisesti osoitettu, että antioksidanttien tehokkuus määräytyy niiden aktiivisuuden perusteella lipidiperoksidaation estossa peroksidin ja muiden LPO:ta käynnistävien radikaalien vuorovaikutuksen seurauksena sekä antioksidanttien vaikutuksesta kalvorakenteeseen, mikä helpottaa hapen pääsyä lipideihin. LPO voi myös muuttua antioksidanttivaikutuksen välittämän järjestelmän kautta neurohormonaalisten mekanismien kautta. On osoitettu, että antioksidantit vaikuttavat välittäjäaineiden ja hormonien vapautumiseen, reseptorien herkkyyteen ja niiden sitoutumiseen. Hormonien ja välittäjäaineiden pitoisuuden muutos puolestaan muuttaa LPO:n intensiteettiä kohdesoluissa, mikä johtaa lipidien katabolian nopeuden muutokseen ja sen seurauksena niiden koostumuksen muutokseen. LPO-nopeuden ja kalvofosfolipidien spektrin muutoksen välinen suhde on säätelevä. Samanlainen säätelyjärjestelmä on löydetty eläinten, kasvien ja mikrobien solukalvoista. Kuten tiedetään, kalvolipidien koostumus ja juoksevuus vaikuttavat kalvoproteiinien, entsyymien ja reseptorien aktiivisuuteen. Tämän säätelyjärjestelmän kautta antioksidantit vaikuttavat organismin patologisessa tilassa muuttuneen kalvon korjaantumiseen, normalisoivat sen koostumuksen, rakenteen ja toiminnallisen aktiivisuuden. Makromolekyylejä syntetisoivien entsyymien aktiivisuuden ja tumaväliaineen koostumuksen muutokset antioksidanttien vaikutuksesta johtuvan kalvolipidien koostumuksen muutoksen myötä voidaan selittää niiden vaikutuksella DNA:n, RNA:n ja proteiinin synteesiin. Samanaikaisesti kirjallisuudessa ilmestyi tietoa antioksidanttien suorasta vuorovaikutuksesta makromolekyylien kanssa.

Nämä tiedot, samoin kuin äskettäin löydetyt tiedot antioksidanttien tehokkuudesta pikomolaarisissa pitoisuuksissa, korostavat reseptorireittien roolia niiden vaikutuksessa solujen aineenvaihduntaan. V. E. Kaganin (1981) työssä biokalvojen rakenteellisen ja toiminnallisen modifikaation mekanismeista osoitettiin, että LPO-reaktioiden nopeuden riippuvuus biokalvoissa riippuu paitsi niiden rasvahappokoostumuksesta (tyydyttymättömyysaste), myös kalvojen lipidifaasin rakenteellisesta organisaatiosta (lipidien molekyyliliikkuvuus, proteiini-lipidi- ja lipidi-lipidi-vuorovaikutusten voimakkuus). Havaittiin, että LPO-tuotteiden kertymisen seurauksena kalvossa tapahtuu lipidien uudelleenjakautumista: nestemäisten lipidien määrä biokerroksessa vähenee, kalvoproteiinien immobilisoimien lipidien määrä vähenee ja järjestäytyneiden lipidien määrä biokerroksessa (klusterit) kasvaa. V.

Antioksidanttijärjestelmän luonnetta, koostumusta ja homeostaasin mekanismia tutkittaessa osoitettiin, että vapaiden radikaalien ja peroksidiyhdisteiden haitallisen vaikutuksen ilmenemistä estää monimutkainen monikomponenttinen antioksidanttijärjestelmä (AOS), joka sitoo ja modifioi radikaaleja estäen peroksidien muodostumisen tai tuhoutumisen. Se sisältää: hydrofiilisiä ja hydrofobisia orgaanisia aineita, joilla on pelkistäviä ominaisuuksia; entsyymejä, jotka ylläpitävät näiden aineiden homeostaasia; antiperoksidientsyymejä. Luonnollisiin antioksidantteihin kuuluvat lipidiaineet (steroidihormonit, E-, A- ja K-vitamiinit, flavonoidit ja polyfenolit, P-vitamiini, ubikinoni) ja vesiliukoiset aineet (pienimolekyyliset tiolit, askorbiinihappo). Nämä aineet joko sitovat vapaita radikaaleja tai tuhoavat peroksidiyhdisteitä.

Yksi osa kudosantioksidanteista on hydrofiilinen, toinen osa hydrofobinen, mikä mahdollistaa toiminnallisesti tärkeiden molekyylien samanaikaisen suojaamisen hapettavilta aineilta sekä vesi- että lipidifaasissa.

Bioantioksidanttien kokonaismäärä luo kudoksiin "puskuriantioksidanttijärjestelmän", jolla on tietty kapasiteetti, ja prooksidantti- ja antioksidanttijärjestelmien suhde määrittää organismin niin sanotun "antioksidanttitilan". On kaikki syyt uskoa, että tioleilla on erityinen paikka kudosantioksidanttien joukossa. Tämän vahvistavat seuraavat tosiasiat: sulfhydryyliryhmien korkea reaktiivisuus, jonka vuoksi jotkut tiolit hapettuvat erittäin nopeasti, SH-ryhmien oksidatiivisen modifikaation nopeuden riippuvuus niiden radikaaliympäristöstä molekyylissä. Tämä seikka antaa meille mahdollisuuden erottaa useista tioliyhdisteistä erityisen ryhmän helposti hapettuvia aineita, jotka suorittavat antioksidanttien erityisiä tehtäviä: sulfhydryyliryhmien hapettumisreaktion palautuvuus disulfidiryhmiksi, mikä mahdollistaa periaatteessa tioliantioksidanttien homeostaasin energeettisen ylläpitämisen solussa aktivoimatta niiden biosynteesiä; tiolien kyky osoittaa sekä antiradikaalisia että antiperoksidivaikutuksia. Tiolien hydrofiiliset ominaisuudet määräävät niiden korkean pitoisuuden solun vesifaasissa ja mahdollisuuden suojata biologisesti tärkeitä entsyymi-, nukleiinihappo-, hemoglobiini- jne. molekyylejä oksidatiivisilta vaurioilta. Samalla tioliyhdisteiden ei-polaaristen ryhmien läsnäolo varmistaa niiden antioksidanttiaktiivisuuden mahdollisuuden solun lipidifaasissa. Siten lipidiluonteisten aineiden ohella tioliyhdisteet osallistuvat laajasti solurakenteiden suojaamiseen hapettavien tekijöiden vaikutukselta.

Myös askorbiinihappo hapettuu kehon kudoksissa. Kuten tiolit, se on osa AOS:ia ja osallistuu vapaiden radikaalien sitoutumiseen ja peroksidien hajoamiseen. Askorbiinihappo, jonka molekyyli sisältää sekä polaarisia että ei-polaarisia ryhmiä, on läheisessä toiminnallisessa vuorovaikutuksessa SH-glutationin ja lipidiantioksidanttien kanssa, tehostaen jälkimmäisten vaikutusta ja estäen lipidiperoksidaatiota. Ilmeisesti tioliantioksidanteilla on johtava rooli biologisten kalvojen tärkeimpien rakenneosien, kuten fosfolipidien tai lipidikerrokseen upotettujen proteiinien, suojaamisessa.

Vesiliukoiset antioksidantit – tioliyhdisteet ja askorbiinihappo – puolestaan osoittavat suojaavaa vaikutustaan pääasiassa vesipitoisessa ympäristössä – solun sytoplasmassa tai veriplasmassa. On pidettävä mielessä, että verenkiertoelimistö on sisäinen ympäristö, jolla on ratkaiseva rooli kehon puolustusjärjestelmän epäspesifisissä ja spesifisissä reaktioissa, vaikuttaen sen vastustuskykyyn ja reaktiivisuuteen.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Vapaat radikaalit patologiassa

Lipidiperoksidaation intensiteetin muutosten syy-seuraussuhteiden kysymystä sairauden kehityksen dynamiikassa käsitellään edelleen kirjallisuudessa. Joidenkin kirjoittajien mukaan juuri tämän prosessin stationaarisuuden rikkominen on mainittujen sairauksien pääasiallinen syy, kun taas toiset uskovat, että lipidiperoksidaation intensiteetin muutos on seurausta näistä täysin erilaisten mekanismien käynnistämistä patologisista prosesseista.

Viime vuosina tehdyt tutkimukset ovat osoittaneet, että vapaiden radikaalien hapettumisen voimakkuuden muutokset liittyvät eri synnyn sairauksiin, mikä vahvistaa teesin vapaiden radikaalien soluvaurioiden yleisestä biologisesta luonteesta. Vapaiden radikaalien vaurioiden patogeneettisestä osallistumisesta molekyyleihin, soluihin, elimiin ja koko kehoon sekä onnistuneesta hoidosta antioksidanttisia ominaisuuksia omaavilla farmakologisilla lääkkeillä on kertynyt riittävästi näyttöä.