Востановление биоустойчивости при сепсисе - Шифрин Г.А.
ISBN 966-8607-03-1
Скачать (прямая ссылка): Скачать (прямая ссылка):
Первичная модификация клеточных мембран под действием АФК дает различные вторичные эффекты. Одним из таких эффектов, оказывающим большое влияние на функционирование клетки, является нарушение гомеостаза Ca2+. В нормальных условиях содержание Ca2+ внутри клетки намного (до 104 раз) ниже, чем во внеклеточном пространстве. Кроме того, субклеточные структуры имеют существенно различное содержание Ca2+.
Изменения проницаемости клеточных мембран а результате модифицирующего действия АФК приводит к изменению внутриклеточной концентрации Ca2+, в частности резко увеличивается его содержание в цитоплазме. Это вызывает активацию Са2+-зависимых протеаз и фосфолипазы А2. Неконтролируемый протеолиз вызывает острое повреждение клетки. Кроме того, протеолитическая модификация приводит к активации других протеолитических ферментов, например каллеина, трансформирующего ксантиндегидрогеназу в ксантиноксидазу. В результате такой трансформации стимулируется вторичное образование АФК.
Активация Ca2+ фосфолипазы А2 способствует освобождению арахидоновой кислоты из мембранных фосфолипидов. Это
339
5. Энергоресуститация при сепсисе
340
5 вызывает запуск «каскада арахидоновой кислоты», в котором происходит синтез простагландинов, тромбоксанов и лейкотри-енов. Последние способны вызывать адгезию лейкоцитов к эндотелию и их активацию. Активация лейкоцитов, как отмечалось выше, приводит к образованию "О2".
Продукты окислительной модификации белков на всех структурных уровнях зависят от природы АФК. Например, остатки тирозина иод действием гидроксильных радикалов трансформируются в о-дитирозин и L-диоксифенилаланин; NO и пероксинитрит превращает их в 3-нитротирозин. Для большинства белков интенсивное воздействие радикалов ОН приводит к их агрегации, но в присутствии "О2" предпочтительным процессом становится фрагментация белковых макромолекул. Среди белков, наиболее чувствительных к модифицирующему воздействию гидроксильных радикалов, следует в первую очередь указать сывороточный альбумин. Константа скорости реакции ОН с этим белком более 1O10M1c1.
Интенсивное модифицирующее действие на белки оказывает гипохлорит. Вероятно, первичными центрами такой модификации являются серу-содержащие (цистеин, метионин и цистин) и ароматические (триптофан, тирозин и гистидин) аминокислотные остатки, что затем приводит к структурным изменениям и фрагментации белков. Из основных белков плазмы крови особенно чувствительным к окислению в присутствии гипохлорита оказался церулоплазмин.
Нитрозилирование сульфгидрильных центров в белках является наиболее характерной особенностью модифицирующего действия оксида азота и пероксинитрита. Кроме того, эти АФК эффективно взаимодействуют с остатками тирозина и лизина белков. По сравнению с другими АФК, пероксид водорода оказывает на белки более слабое модифицирующее действие. Наиболее чувствительными к окислению Н2О2 являются SH-группы
5.1. Бионеустойчивость при сепсисе
белков. Однако повреждающее воздействие Н2О2 на биологи- 5 ческие структуры усиливается за счет способности этой формы АФК проходить через клеточные и субклеточные мембраны.
АФК могут оказывать модифицирующее действие через продукты их первичного взаимодействия с другими биомолекулами. Например, продуктами взаимодействия АФК с липидами являются: малоновый диальдегид (МДА), 4-гидрокси-2-нонеаль и E-2-октеналь, которые активно реагируют с -ТЧНг-группами остатков лизина в белках. МДА образует поперечные сшивки в молекулах коллагена сердечно-сосудистой системы, снижая их эластичность. Кроме того, он активно взаимодействует с сывороточным альбумином и белками эритроцитов в печени. Аналогичные действия на белки оказывает 4-гидрокси-2-нонеаль и E-2-октеналь.
Альдегиды образуются также при взаимодействии АФК со свободными d-аминокислотами. Если концентрация (!-аминокислот в плазме крови равна 4 — 5 мМ, то их внутриклеточное содержание достигает 20 мМ. Поэтому концентрация соответствующих альдегидов в местах генерации АФК (например, в центре воспаления) могут быть весьма значительными. Соответственно повышается и уровень модификации белков в таких центрах.
При истощении системы нейтрализация радикалов или ее неуправляемости продолжается образование NO в комплексе с кислородными радикалами и продуктами пероксидного окисления азота (ONOO). Эффекты радикалов пероксидных нитритов:
оповреждают ДНК через гиперактивность полисинтетазы (аденозиндифосфат-рибозы), что проявляется истощением НАД с последующей клеточной энергетической недостаточностью ферментов, которые восстанавливают ДНК;
оразрушают цитохром Р-450 — фермент, необходимый для метаболизма и синтеза важных эндогенных соединений. При
341
^5. Энергоресуститация при сепсисе
5 неконтролируемом воспалении подавляется способность к противостоянию инфекции.
Повреждающее действие АФК при сепсисе не является единственным молекулярным механизмом нарушения биологической устойчивости. Хорошо известно, что вырабатываемые лейкоцитами активные метаболиты кислорода и оксид азота относятся к наиболее активным индукторам апоптоза. Микробная нагрузка, отличающая АС, стимулирует апоптозы, которые ответственны за нарушение БЦО.
