Роль супероксиддисмутазы при отравлении кислородом. Образование антиокислительных ферментов

Переокисленный анион первоначально характеризовали как относительно стабильный радикал, образующийся под воздействием ионизирующей радиации на оксигенированную воду [McCord, Fridovich, 1978]. Цитируемые авторы в 1968 г. обнаружили, что в результате обычного ферментного окисления может образоваться переокисленный анион, а изолированная супероксиддисмутаза является ферментом, каталитически уничтожающим этот свободный радикал.

Эти открытия обусловили проведение целой серии исследований, которые окончательно установили причастность переокисленных свободных радикалов к развитию кислородного отравления и роль супероксиддисмутазы в качестве основного защитного фактора [McCord, Fridovich, 1978]. Супероксиддисмутазы обнаружены во всех аэробных организмах в отличие от анаэробных.

Как установили Hassan, Fridovich в 1977 г., усиленный синтез супероксиддисмутазы происходил при увеличенной экспозиции кислорода на факультативные организмы, при повышенном образовании внутри клетки переокисленных радикалов в ответ на действие ядовитого гербицида, при метаболических изменениях, усиливающих зависимость организма от аэробного обмена. Внутриклеточная концентрация супероксиддисмутазы коррелирует с резистентностью клетки к кислородной интоксикации [Hassan, Fridovich, 1977], а клетки-мутанты с недостаточным содержанием супероксиддисмутазы, как показано в 1973 г. McCord и сотрудниками, необычайно чувствительны к кислородному отравлению.

Результаты этих и других исследований показывают, что супероксиддисмутаза имеет особенно важное значение для выживания организма в аэробных условиях [McCord, Fridovich, 1978].

Образование антиокислительных ферментов

В настоящее время механизмы ферментативной защиты от кислородного отравления исследованы более полно в легких, чем в других органах. Многочисленные факторы, повышающие толерантность легких к действию кислорода, связаны с увеличением содержания в легочной ткани антиокислительных ферментов.

Влияние безопасной гипероксической экспозиции. В результате предварительной адаптации к безопасным уровням гипер-оксии время выживания крыс, подвергнутых воздействию кислорода под абсолютным давлением 1 кгс/см2, как установили Clark и Lambertsen в 1971 г., может возрасти с 3—4 сут до нескольких недель. Crapo, Tierney в 1974 г. выявили, что как темп нарастания толерантности организма к действию кислорода во время адаптации, так и скорость ее снижения после адаптационного периода коррелируют с параллельными изменениями в активности легочной супероксиддисмутазы.

Известно также, что во время адаптации к гипероксии происходят изменения в митохондриях альвеолярных клеток II типа, а в альвеолярных клетках I типа или эндотелиальных клетках изменения ультраструктуры не отмечаются. Несмотря на пролиферацию и гипертрофию альвеолярных клеток II типа у крыс, адаптированных к гипероксии в течение 5 сут под давлением кислорода 0,85 кгс/см2, изменение их общей массы все же, по-видимому, недостаточно, чтобы объяснить связанное с этим увеличение в легких содержания супероксиддисмутазы, каталазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеиазы.

Такое различие в некоторой степени объясняется тем, что в альвеолярных клетках II типа, взятых у крыс, адаптированных к гипероксии, происходит значительное увеличение активности митохондриальной супероксиддисмутазы на единицу массы [Forman et al., 1979]. Однако при этом активность цитосомной супероксиддисмутазы, каталазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы изменяется незначительно.

Источник: http://meduniver.com