Жизнь без старости (Скулачёв, Скулачев) - страница 176

Почти весь кислород, поглощаемый живыми организмами, превращается в воду. Это происходит в результате реакции молекулы О_>2 с 4e^>- и 4H+. Однако небольшая доля поглощенного О_>2, обычно не превышающая 12 %, дает вместо воды анион супероксида (одноэлектронное восстановление О_>2 до радикала О_>2·-) или Н_>2О_>2 (двухэлектронное восстановление О_>2 до аниона пероксида O_>2^>2-). Этот, казалось бы, незначительный в общем балансе дыхания процесс играет важнейшую роль в регуляции физиологических функций организма и даже его судьбе. Дело в том, что анион супероксида и Н_>2О_>2 могут превращаться в АФК, а именно в радикалы либо пергидроксила (НО_>2·), либо гидроксила (ОН·), а также в пероксинитрит (ONOO-), способный давать радикал ·ONOO, синглетный кислород (^>1O2) или все тот же ОН· (рис. П-4.1).

Рис. II-4.1 Образование активных форм кислорода.

В свою очередь, АФК атакуют самые различные компоненты клетки, включая ДНК, РНК, белки и липиды. Некоторые из АФК настолько агрессивны как окислители, что даже небольшой их доли в общем потреблении кислорода хватает для проявления вредоносного действия, последствия которого могут оказаться трагическими для митохондрии, клетки и даже для организма в целом. Ведь если 1 % от тех 400 л О_>2, которые поглощает в день взрослый человек среднего веса, пойдут на образование не воды, а АФК, то это будет означать продукцию 4 л супероксида в день. Нетрудно представить себе последствия, если учесть, что такой продукт дальнейшего превращения супероксида как радикал гидроксила может соперничать по токсичности с «хлоркой», применяемой при дезинфекции. Первоначально считалось, что образование АФК — неизбежная «расплата» за аэробный образ жизни, поскольку мелкие, незаряженные и довольно гидрофобные молекулы О_>2, свободно проникающие через мембраны и даже накапливающиеся в них, чисто химически (неферментативно) могут окислять редокс-группы коферментов и белков, способные к одноэлектронному восстановлению кислорода. К таким группам относят полувосстановленные (семихинонные) формы убихинона, пластохинона, менахинона, флавинов, а также [Fe-Sj-кластеры негемовых железопротеидов с редокс-потенциалами, близкими к таковому пары супероксид/кислород. Однако многочисленные публикации последних лет убедительно свидетельствуют о том, что если даже АФК и служат побочными продуктами метаболизма, то, тем не менее, их образование и уборка тщательно контролируются организмом. В результате концентрация АФК в организме может варьировать на порядки за счет работы специальных регулирующих систем.