I. Внеаудиторная самостоятельная работа студентов. 1. Цель самоподготовки.После самостоятельного изучения материала студент должен знать: пути поступления и образования в организме прооксидантных факторов

1. Цель самоподготовки.После самостоятельного изучения материала студент должен знать: пути поступления и образования в организме прооксидантных факторов, принципы функционирования и уровни организации антиоксидантной системы, взаимодействие ферментных и неферментных компонентов антиоксидантной защиты, причины развития окислительного стресса, биохимические исследования, позволяющие диагностировать уровень окислительного стресса.

2. Рекомендуемая литература:

А) обязательная: Медицинская лабораторная диагностика (программы и алгоритмы).

1. Клиническая биохимия /Под редакцией В.А. Ткачука. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – 512с.
2. Биохимия: Учебник /Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – 784с.
3. Справочник / под редакцией А.И. Карпищенко, С.-Петербург, Интермедика, 2001, 544 с.

Б) дополнительная:

1. Бышевский А.Ш., Галян С.Л., Терсенов О.А. Биохимические сдвиги и их оценка в диагностике патологических состояний. – М.: «Медицинская книга», 2002. – 320с.
2. Маршалл В.Дж. Клиническая биохимия / пер. с англ. – М.-СПб.: «Издательство БИНОМ» - «Невский диалект», 1999. –368 с.
3. Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Мясоедов В.В., Завгородний И.В. Клиническая биохимия (Учебное пособие для студентов медицинских вузов). – Москва. «Триада-Х». – 2002. – 504 с.

3. Задание для самоподготовки:

А) знать основные нозологические формы, относящиеся к «мембранной патологии».

Б) изучить метаболические основы образования и нейтрализации свободных радикалов и реактивных молекул при критических состояниях и некоторых хронических патологических состояниях.

В) Биохимические методы оценки уровня окислительного стресса и эффективности антиоксидантной терапии.

Г) изучить материалы лекционного курса, основной и дополнительной литературы, уделив особое внимание следующим основным вопросам темы:

· знать строение и происхождение первичных и вторичных радикалов, реактивных молекул, иметь представление об их физиологических и патологических эффектах;

· иметь четкое понятие об организации антиоксидантной системы в организме;

· представлять принципы нейтрализации реактивных молекул ферментными и неферментными компонентами антиоксидантной системы;

· представлять патобиохимические процессы, приводящие к формированию «мембранных патологий»;

· знать способы диагностики окислительного стресса, применяемые в клинике.

4. Содержание практического занятия:

Развитие болезни всегда сопряжено с нарушением функций и/или структуры клеток тех или иных органов и тканей организма. На сегодняшний день имеются достаточно подробные описания того, что происходит при «поломе» в клетке, но далеко не всегда имеется возможность ответить на вопрос, по какой причине это произошло. Вместе с тем, очевидно, что любая клеточная система, хотя и функционирует по собственным законам, при патологии может выходить из-под контроля регулирующих систем организма и усугублять общую картину «полома», формируя таким образом «порочный круг»: повреждение клетки - нарушение регуляторных процессов на уровне организма как целого - повреждение клетки (в случае, если повреждающие силы выражены в большей степени, чем включающиеся параллельно с повреждением клеток противоположно им направленные приспособительные реакции). При этом нарушение функций одних клеток может быть первопричиной развития болезни, тогда как состояние других клеток ставится нарушенным вследствие развития основного патологического процесса.

При болезни клетка, в частности ее плазматическая мембрана, реагирует молекулярными изменениями, носящими как патологический, так и адаптивный характер. В настоящее время можно с убедительностью говорить о том, что произошло гигантское накопление фактических материалов о структурных изменениях клетки при патологии.

Окислительный стресс (ОС), один из наиболее распространенных видов стресса как у про- , так и у эукариот, является реакцией на многие экстремальные факторы, возникает в ответ на воздействие активных форм кислорода, обладающих высокой реакционной способностью, на структурные элементы клеток, характеризуется срывом системы антиоксидантной защиты, интенсификацией процессов свободнорадикального окисления и сопровождается накоплением в органах и тканях токсичных продуктов окислительной модификации биомолекул (белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот). Продукты окислительной модификации биомолекул в большинстве случаев также обладают цито- и мембранотоксичностью, приводят к углублению повреждений в клеточных структурах и, как следствие, нарушению метаболических процессов и целостности клетки.

Вклад различных реакций свободнорадикального окисления в развитие определенных патологических процессов может существенно отличаться: в одних случаях наиболее важное значение имеют реакции перекисного окисления липидов (например, при атеросклерозе), в других – окислительное повреждение белков (нейродегенеративные заболевания), в третьих – модификация нуклеиновых кислот (опухоли).

Природные активные молекулы и радикалы в организме человека делятся на первичные свободные радикалы (•ОО- , NO•), реактивные молекулы (синглетный кислород, гипохлорит анион, пероксинитрит, гидропероксиды биомолекул) и вторичные свободные радикалы (гидроксильный радикал, алкилы, алкоксилы, пероксилы). Выделяют также третичные радикалы антиоксидантов. Чужеродные радикалы могут образовываться при воздействии на организм ультрафиолетового облучения, радиации, ксенобиотиков и др.

Поддержание физиологических концентраций активных форм кислорода и контролируемое течение свободнорадикальных процессов обеспечивается в организме благодаря наличию мощной системы антиоксидантной и антирадикальной защиты. Систему антиоксидантной защиты организма можно разделить на специфическую и неспецифическую. Действие факторов специфической антиоксидантной защиты направлено непосредственно на снижение уровня оксидантов в тканях. За счет неспецифической антиоксидантной защиты создаются условия, при которых снижается возможность их дополнительной генерации.

Многоуровневый характер защиты клеток от повреждающего действия активных форм кислорода обеспечивается за счет: высокой степени упорядоченности и структурированности ферментативных систем в мембранах клеток, утилизирующих кислород как универсальный акцептор электрона; относительно низких значений рО₂ в тканях; наличия биоантиоксидантов.

Некоторые авторы выделяют трехступенчатый уровень организации системы антиоксидантной протекции: антикислородный, антирадикальный, антиперекисный.

В многофункциональной структуре антиоксидантной защиты организма аэробных существ отдельно выделяют антиоксидантную систему, в свою очередь, включающую множество различных компонентов. Несмотря на наличие различных вариантов классификации соединений, входящих в ее состав, в целом можно выделить ферментное и неферментное звено антиоксидантной системы. Кроме того, предложено разделять факторы антиоксидантной системы по их локализации и месту действия преимущественно на клеточные и внеклеточные.

Ферментное звено антиоксидантной системы можно представить в виде 3-х линий ферментов антирадикальной защиты (ФАРЗ):

супероксиддисмутаза – 1-я линия ФАРЗ,

каталаза и селеновая глутатионпероксидаза - 2-я линия ФАРЗ,

глутатионпероксидаза, глутатионтрансфераза, пероксидаза, цитохромоксидаза, некоторые медьсодержащие оксидазы - 3-я линия ФАРЗ.

Кроме того, можно выделить ферменты прямого антиоксидантного действия (перечисленные выше) и косвенного (НАД- и ФАД- зависимые дегидрогеназы). Функционирование всех ферментов взаимосвязано и взаимозависимо – продукты реакции катализируемой ферментом из одной линии антирадикальной защиты, являясь субстратами для ферментов последующих линий, одновременно могут выступать в роли их аллостерических эффекторов, как положительных, так и отрицательных. Так, перекрестная регуляция продуктами реакций характерна между такими ферментами антиоксидантной системы, как супероксиддисмутаза и каталаза. Для каталазы •ОО^- является отрицательным эффектором, а Н₂О₂ - положительным, для супероксиддисмутазы – наоборот.

Заболевания, различные по этиологии, патогенезу и клинической картине, имеют общие проявления, связанные с избыточной продукцией и накоплением в тканях и биологических жидкостях организма различных токсичных веществ, в том числе и радикальной природы, что становится причиной формирования синдрома эндогенной интоксикации и окислительного стресса. В условиях выраженного окислительного стресса и значительной эндогенной интоксикации возникает напряжение и в определенных условиях дисфункция защитных систем и механизмов. Это, прежде всего, относится к системе иммунной и антиоксидантной защиты организма, резервы которой определяют степень выраженности и последствия различных патологических процессов.