Жизнь на земле зародилась в атмосфере, где было всего 2% кислорода и более 90% углекислого газа. Возникновение и размножение сине-зеленых водорослей привело к уменьшению концентрации в атмосфере СО2. Сине-зеленые водоросли получал и энергию за счет бескислородного окисления. Они потребляли необходимый им СО: и «выбрасывали» ненужный О2. Не будем забывать, что окислительно-восстановительные реакции - это реакции обмена между молекулами ионов водорода и электронов. Они могут протекать как с помощью кислорода, так и без его участия. Нарождающиеся в процессе эволюции новые живые организмы вынуждены были приспосабливаться к повышающимся концентрациям О2 в атмосфере. Это приспособление шло по пути включения кислорода в обмен веществ в качестве окислителя. Кислород оказался как нельзя более удачным окислителем. Его использование привело к «взрыву эволюции» и образованию большого количества новых живых организмов. Но использование кислорода в качестве окислителя породило и новые проблемы.
Большую часть энергии в настоящее время организм получает за счет кислородного окисления пищевых веществ (углеводов, белков, жиров). Окисление пищевых веществ происходит в митохондриях клеток. Заключается это окисление в переносе электронов от окисляемых молекул на кислород воздуха. Кислород таким образом восстанавливается до волы. Для Полного восстановления молекулы О2 до 2H2О необходимо присоединение к О2 4 электронов, т.к. каждый атом кислорода присоединяет 2 электрона. Но ферменты переносят электроны на молекулы кислорода по одному. Поэтому в процессе биологического окисления образуются и полувосстановленные формы кислорода - О2+, которые обладают очень большой реакционной способностью за счет лишнего неспаренного электрона на своей орбите. О2+ это один из самых активных «свободных радикалов» (супероксидный радикал). Кроме того, в процессе кислородного обмена образуются такие соединения, как высокоактивный атомарный кислород, окислы, гидроксилы и перекиси. Все эти вещества относятся к свободным радикалам и обладают высокой реакционной способностью. Свободные радикалы повреждают все, с чем соприкасаются. Особенно чувствительны к ним клеточные мембраны. Если мы вспомним, что практически все части клетки имеют мембранное строение (клетка сама по себе есть не что иное, как большое скопление биологических мембран), то становится ясно, что практически все части клетки страдают от воздействия свободных радикалов свободные радикалы вызывают повреждение ДНК (нарушают генетический код), митохондрии (нарушение энергетического обеспечения клетки), наружной клеточной мембраны (разрушение рецепторного аппарата клетки и снижение чувствительности клетки к гормоном и медиаторам).
Свободно-радикальное окисление не только само по себе вызывает старение организма. Оно усугубляет течение других возрастных заболеваний, еще более ускоряя процессы старения. Так, например, свободные радикалы значительно ускоряют развитие атеросклероза (как возрастного, так и наследственного). Холестерин вообще не может проникнуть в атеросклеротическую бляшку без предварительного свободно-радикального окисления. Поэтому между активностью свободно-радикального окисления и прогрессированием атеросклероза существует прямая зависимость.
Кислородсодержащие свободные радикалы опасны не столько сами по себе, сколько из-за своей способности реагировать с жирными кислотами, особенно ненасыщенными.
Примечание: Ненасыщенные жирные кислоты находятся в растительном масле. Насыщенные -в животных жирах.
В результате образуются продукты «перекисного окисления липидов», или сокращенно «ПОЛ». Эти продукты перекисного окисления липидов обладают еще более сильным повреждающим действием, чем кислородсодержащие свободные радикалы. Некоторые из них токсичнее в тысячи раз. Поэтому, чем больше организм содержит жира, тем быстрее он стареет. Обычно опасность излишней жировой ткани объясняют тем, что она «дает излишнюю нагрузку на сердце», т.е. требует дополнительного кровоснабжения, связывает большое количество гормонов (в первую очередь инсулина и половых гормонов), требует большего, чем обычная ткань, количества кислорода и т.д. Все эти причины имеют место, но не они являются самой главной опасностью для организма. Главная опасность - это спонтанный липолиз. Жировая ткань, как подкожная, так и внутренняя, с постоянной скоростью распадается на жирные кислоты и глицерин, которые выходят в кровь. Из крови жирные кислоты и глицерин вновь поступают в подкожную ткань и ткань внутренних органов, где образуют нейтральный жир. Количественное содержание свободных жирных кислот (СЖК) в крови прямо-пропорционально количеству нейтрального жира в организме, ведь распад жировой ткани - это constanta. Чем больше жира, тем больше СЖК и тем активнее протекает в организме свободно-радикальное окисление.
В процессе эволюции организм выработал мощную защиту от свободных радикалов. В первую очередь это ферменты дисмутаза и пероксидаза. Антиоксидантные действия обладают и стероидные гормоны. В первую очередь это половые гормоны и гормоны коры надпочечников. Антиоксидантным действием обладает и адреналин. Есть очень интересная методика продления жизни с помощью введения в организм малых доз адреналина, но это уже совершенно отдельная тема для разговора.
Свободные радикалы нельзя, конечно же, рассматривать как соединения, абсолютно вредные для организма. Наш организм очень мудр и, я бы даже сказал, «хитёр». В процессе эволюции он научился «использовать» часть свободных радикалов для своих целей. Так, например, в организме существуют крупные мигрирующие клетки - макрофаги. Прародителями макрофагов были обыкновенные амебы. В процессе эволюции многоклеточные существа «слились» с одноклеточными и образовали очень своеобразный симбиоз. Путешествуя по организму, макрофаги захватывают все чужеродное, что попадается им на пути: вирусы, бактерии, грибы, раковые клетки, жировые капельки и т.д. Поглотив чужеродный элемент, макрофаги вырабатывают супероксидный радикал, с помощью которого этот чужеродный элемент окисляется (разрушается). При свободно-радикальном окислении ненасыщенной арахидоновой кислоты образуются такие необходимые организму регуляторы, как простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и т.д. Справедливости ради следует отметить, что на нужды организма расходуется всего лишь 2% свободных радикалов. Остальные 98% оказывают повреждающее воздействие на клеточные структуры. В эволюционном плане организм еще не успел приспособиться к такому большому количеству кислорода и такому большому количеству свободных радикалов. Поэтому, чем сильнее антирадикальная (антиоксидантная) защита, тем медленнее стареет организм.
Основы учения о свободно-радикальном окислении жиров и их воздействии на клеточные мембраны были разработаны советским академиком Эммануэлем Н.М.
Если основная причина старения организма это возрастное исчерпание генетического кода, то свободно-радикальное окисление проблема №2. Оно стоит на втором месте среди большого количества причин, укорачивающих нашу жизнь.
|
|
|
Книга: "Продление жизни стало реальным", Буланов Ю., 2006 г.
Исходный раздел: ярлык: 3. Свободно-радикальное окисление
Найти книгу в продаже
|
Обсудить на форуме
|
