Материалы по патофизиологии / МЕТАБОЛИЗМ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА В ОРГАНИЗМЕ И ЕЁ ПАТОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА НЕГО

Патологическая физиология Д/З №4

Шуралёва Наталия

СВ – 21

1. МЕТАБОЛИЗМ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА В ОРГАНИЗМЕ И ЕЁ ПАТОГЕННОЕ ВЛИЯНИЕ НА НЕГО.

Перекись - сильнейший химический окислитель, и благодаря этому свойству она способна к окислительной детоксикации. Она окисляет липиды, откладывающиеся на стенках артерий, предотвращая атеросклероз. Перекись - это оружие Т-киллеров: полиморфонуклеарные лейкоциты окружают бактерию и уничтожают её с помощью "окислительного удара". Гранулоциты также выделяют перекись водорода в качестве первого и главного средства уничтожения чужеродных агентов.

Перекись водорода участвует наряду с антиоксидантами (коэнзим Q10, витамином С и др.) в организме во всех процессах - метаболизме белков, углеводов, жиров, витаминов, минеральных солей, иммунной защите, производстве тепла, простагландинов, способствует транспортировке сахара из плазмы крови в клетки организма.

Время полураспада перекиси водорода в крови находится в интервале от 1/10 доли секунды до 2 секунд в зависимости от условий.

В балансе тканевого дыхания процессы, которые заканчиваются образованием воды, составляют 93-95%, а заканчивающиеся образованием перекиси водорода — только 5-7%. Образующаяся H₂O₂ может разлагаться каталазой или использоваться в реакциях, катализируемых пероксидазой.

Ферменты, участвующие в метаболизме H₂O₂, в значительном количестве содержатся в таких клеточных (печени, почек) органеллах, как пероксисомы. В них H₂O₂ образует простые самоокисляющиеся флавопротеиды — ферменты уратоксидаза, оксидаза D-аминокислот, оксидаза a-оксикислот, а каталаза (в клетках печени она составляет около 40% общего количества пероксисомного белка) разрушает ее. Перекись водорода образуется в реакциях с участием флавожелезопротеидов, медьсодержащих оксидаз, ферментов, содержащих молибден (ксантиндегидрогеназа, ксантиноксидаза, альдегидоксидаза). К дегидрогеназам, которые с помощью флавопротеидов переносят водород на молекулярный кислород с образованием H₂O₂, относятся моноамино-, диамино-, глицин-, гликольоксидазы. Действие ферментов группы монооксигеназ (гидроксилаз), в частности флавопротеидных, включает последовательные стадии, в которых восстановитель переводит флавин в дигидроформу, восстанавливающую O₂ до H₂O₂, затем фермент-флавин-пероксидный комплекс гидроксилирует субстрат. К группе монооксигеназ (гидроксилаз) относят ферменты, которые названы цитохромами Р-450. Оксигенированию (в мембранах эндоплазматической сети клеток печени) подвергаются различные продукты метаболизма, чужеродные соединения. Промежуточным продуктом этих реакций является супероксидный радикал O₂^-. Он образуется в процессе реакций, катализируемых диоксигеназами (чаще катализируют разрыв двойной связи в ароматическом кольце). Образование O₂^-. и H₂O₂ происходит при самопроизвольном окислении гемоглобина, ферредоксинов, восстановленных цитохромом b5 гидрохинонов, тетрагидроптеридинов, адреналина.

А. Ленинджер (1985) отмечает, что в митохондриях в цепи переноса электронов возможно неполное восстановление кислорода: в случае присоединения только двух электронов образуется перекись водорода (H₂O₂), одного — супероксидный радикал (O₂^-.).

В течении нормального аэробного метаболизма 1-2% всех электронов, движущихся по митохондриальной дыхательной цепи, превращаются в супероксид или трансформируются в перекись водорода (А. Boveris et al., 1972).

Приведенные данные свидетельствуют, что образование активных форм кислорода в клетках является нормальным физиологическим явлением, отрицают случайность этого события (так называемой утечки кислорода).

Накопление перекисей в значительных количествах (как это наблюдается при действии радиации, ультрафиолетового излучения, гипербарической оксигенации, интоксикациях, в том числе алкоголем) может сопровождаться целым рядом негативных изменений:

• нарушением жидкокристаллической структуры липопротеидов мембран;

• снижением прочности биологических мембран: разрушением мембран, набуханием и разрушением митохондрий;

• структурно-функциональными нарушениями ферментных систем дыхания;

• окислением сульфгидрильных групп глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, глицеральдегидфосфатдегидрогеназы, сукцинатдегидрогеназы и др.;

• ослаблением биосинтеза макроэргических соединений (АТФ);

• дезорганизацией транспортных механизмов переноса ионов (Na+, K+, Ca2+ и др.), различных метаболитов между цитозолем, митохондриями и рибосомами;

• торможением процессов биосинтеза белков, нуклеиновых кислот, других соединений;

• повреждением (разрывом) лизосом с выходом гидролитических ферментов;

• разрушением мембран эритроцитов, ослаблением процессов дыхания, развитием гемолиза;

• накоплением (в результате нарушения окислительно-восстановительных процессов) продуктов промежуточного обмена, в том числе молочной кислоты, окси-, кетокислот, и развитием ацидоза;

• инактивацией глутатиона, липоевой кислоты и др.

4