Перекисне окислення ліпідів (стр. 4 из 5)
Глутатіон (γ-глутамінілцистеїлгліцин) відіграє ключову роль в захисті клітин і внутрішньоклітинного середовища від реакційно здатних интермедіатів кисню, що утворюються при дії іонізуючої радиації і окислювальному стресі іншої природи. Тому зниження внутрішньоклітинного вмісту глутатіон, обумовлене генетичною недостатність ферментів його синтезу або введенням антагоністів, суттєво знижує стійкість клітин і організмів до променевого ураження та інтоксикації.
Одним з прикладів дефіциту глутатіону і як наслідку гепатотоксичної дії може бути передозування жарознижувального та знеболюючого препарату парацетамолу (ацетамінофенол):
При збільшенні дози парацетамолу збільшується кількість гепатотоксичного метаболіту N-ацетілбензохіноніміну, при цьому виникає нестача глутатіону, щоб зв’язати весь N-ацетілбензохінонімін, тому останній вступає у взаємодію з нуклеофільними групами білків гепатоцитів, що призводить до некрозу печінки [11].
Система аскорбінової кислоти (АК). При окисленні АК зазнає дегідрування з утворенням дегідроаскорбінової кислоти (ДАК). Перехід здійснюється через проміжну стадію нестійкого інтермедіату – семідегідроаскорбату (аскорбілу). При наступному необоротному окисленні утворюється дикетогулонова кислота. АК метаболічно високоактивна, тоді як аскорбіл-радикал – перший продукт її окислення – відносно інертний і може брати участь в окислювально-відновних реакціях [12]:
Таким чином, система АК – буферна. Фізиологічне зміщення рівноваги всередині неї в бік відновлених продуктів характеризує її роль як АО-системи наявність певної резервної потужності. Однак в екстремальних ситуаціях, за умов надлишку кисню і прооксидантів резервні можливості системи вичерпуються, вона починає функціонувати в пануючому прооксидантному напрямку.
1.4 Перекисне окислення і променеве ураження
1.4.1 Вільні радикали і пероксиди – продукти взаємодії радіації з речовиною
Кванти і частинки високої енергії при зустрічі з атомами і молекулами речовини поступово віддають ім. свою надлишкову енергію, яка витрачається на підйом одного з електронів на більш високий енергетичний рівень. Підсумок цієї первинної взаємодії іонізуючої радіації з речовиною - ефекти іонізації (електрон, що набув надлишкову енергію, залишає межі атома, у результаті чого виникає пара протилежно заряджених іонів) і збудження (якщо енергії, набута електроном, недостатньо для вибивання його з атома, збуджений електрон на короткий час – 10-7- 10-12 с – переходить на більш високий енергетичний рівень, а потім стрибком вертається на основний рівень, віддаючи надлишкову енергію у вигляді кванта випромінювання). Обидва процеси - іонізації й збудження - розігруються насамперед у рідких фазах організму, водних і ліпідних, які поглинають більш 80% енергії іонізуючої радіації.
У результаті первинного процесу фізичної взаємодії радіації з речовиною за мільйонні частки секунди утворюється іони й збуджені стани води, а також ліпідів. На наступній, фізико-хімічній стадії процесу, також досить короткочасній, розгортаються первинні реакції радіолізу води (мал. 12):
Мал. 12 - Схема первинних реакцій радіолізу води
Таким чином, при нейтральному рН середовища і за умов відсутності кисню в найбільшій кількості утворюються гідратовані електрони й гідроксильні радикали. Останні - потужні окислювачі й реагують із широким колом органічних молекул; завдяки своїй високій активності (час життя - 10-7 с) гідроксильні радикали, утворившись у надлишку поблизу біологічно активних молекул, здатні викликати їхнє ушкодження.
У присутності молекулярного кисню продукти радіолізу води здатні утворювати радикали гідропероксиду Н
й супероксидні аніон-радикали 
егідр + О2 + Н+ → Н
;(15)егідр + О2 →
;(16)Н• + О2 → Н
→ + Н+.(17)До числа найбільш характерних реакцій окисні радикалів з органічними молекулами відносяться реакції утворення гідропероксидів. Вільні окисні радикали ·ОН, Н
, а також егідр, 
енергетично здатні окислити органічні речовини навіть за тими зв'язками, які вважаються стійкими у звичайних окисно-відновних реакціях.Утворення вільних радикалів при впливі іонізуючої радіації відбувається на другій (фізико-хімічній) стадії їх дії також у ліпідних структурах. Це вільні окисні радикали ненасичених жирних кислот, здатні дифундувати на більші відстані й ініціювати процеси ПО в опроміненій клітині.
Третя, хімічна стадія процесу променевого ураження біологічних систем являє собою сукупність вільнорадикальних ланцюгових реакцій, породжених активними продуктами радіолізу води й ліпідів, насамперед радикалами ·ОН,
й пероксидом водню. Взаємодія цих продуктів з молекулярним киснем у присутності іонів металів збільшує сумарний окисний потенціал і стимулює розвиток процесу ПОЛ. Ці реакції розгортаються як у ліпідних, так і у водних фазах організму, спочатку латентно, а потім, у міру вичерпання антиоксидантних ресурсів клітин, кількість активних продуктів радіолізу зростає й супроводжується ураженням життєво важливих клітинних структур.1.4.2 Радіотоксини
Після завершення дії іонізуючої радіації на живу систему в ній зберігаються прямі пошкодження унікальних структур клітинного ядра і маса активних продуктів радіолізу у ліпідних і водних фазах організму, схильних до аутокаталітичного накоплення і вторинного опосередкованого ураження біологічних мембран. На певній стадії радіаційної післядії саме ці продукти радіоліза, що живуть значно довше, ніж первинні радикали води, є матеріальними носіями, посередниками в реалізації радіобіологічного ефекту, тому вони одержали назву «радіотоксини». Їхній вплив на неопромінені організми, клітини, клітинні структури якісно аналогічний дії радіації.
Таким чином, безпосереднім біологічним ефектом радіаційного впливу є виникнення в опроміненому об’ємі тканин, в його водних і ліпідних фазах маси окисних радикалів, ініціюючих вільнорадикальні реакції ПОЛ, а також активацію стрес-реалізуючих систем, що призводить до ураження унікальних клітинних структур.
Висновки
У підсумку розгляду комплексу проблем, пов'язаних з розвитком ПОЛ у живих системах, слід констатувати наступні положення.
- У всіх без винятку живих системах існують об'єктивні передумови розвитку неферментативних реакцій вільнорадикального окислення, що полягають у присутності в їхній структурі (насамперед біомембранах) органічних сполук, що легко окислюються та акумулюють у своїх молекулах запас потенційної енергії. Серед органічних молекул найбільш уразливі для реакції ПО полієнові молекули жирних кислот - лінолевої, ліноленової і особливо арахідонової, що входять до складу фосфоліпідів біологічних мембран і ліпопротеїнів крові.
- Присутність вільного кисню в біосфері, його використання в життєдіяльності рослинних і особливо тваринних організмів, присутність у біологічних рідинах робить неминучим постійний контакт кисню з ліпідами мембран.
- Йони металів зі змінною валентністю (Fe2+, Cu2+, Co2+, Мо2+, Мn2+ і тп.) можуть виступати в ролі факторів розгалуження ланцюгів вільнорадикального окислення й, отже, загального посилення ПОЛ.
- Сукупність перерахованих прооксидантних факторів обумовлює універсальний характер та поширення процесу ПОЛ у всіх живих системах. Більше того, двоїста роль проміжних продуктів ПОЛ, їх здатність виступати також у якості каталізаторів аутоокислення створюють реальну небезпеку розгортання вільнорадикальних ланцюгових реакцій і, як наслідок, повної деструкції мембранних структур, кліток і організмів при доступі кисню. Лише наявність факторів протилежної дії - антиоксидантних систем – утримує процес ПОЛ на стаціонарному рівні, який не перешкоджає нормальній життєдіяльності.
- Будь-яка значна напруга функціонування живої системи, обумовлена впливом незвичайних по силі, тривалості і якості зовнішніх агентів, супроводжується посиленням окисного метаболізму, збільшенням продукції активних форм кисню й активацією процесу ПОЛ, здатної подолати бар'єр антиоксидантного захисту. Таким чином, зовнішні стрес-впливи поряд із внутрішніми передумовами виступають у якості компонентів причинного комплексу, що детермінує розвиток у живих системах хвилі (спалаху) активації ПОЛ. Одним з таким стрес-агентів є іонізуюча радіація, дія якої на організм призводить до порушення унікальної структури біологічних мембран.