Институт Продления Жизни - Публикации

А.Н. Стацкевич

Правда об антиоксидантах

Oб авторе
--------------------------------------------------------------------------------

Начнем с того, что раз есть «анти», то должен быть и «про», т.е. нечто против чего этот самый «анти» борется. В нашем случае, «про» — это обычный кислород, точнее его, так называемые, «активные формы». С активными формами кислорода (в дальнейшем АФК) современные ученые связывают развитие у человека чуть ли не всего спектра патологий, включая самую «необъяснимую» патологию — старость, не говоря уже про рак. Именно поэтому внимание ученых всего мира приковано к другой крайности — так называемым антиоксидантам. Однако, само понятие «антиоксидант» в той роли, которую ему приписывают, изначально абсурдно. Это учёные-медики не принимают. И это несмотря на то, что:

В рамках традиционных представлений биохимии острая необходимость регулярного потребления человеком и животными АФК с воздухом (супероксидного радикала), водой (перекиси водорода) и пищей (продуктов реакции Мейяра) убедительного объяснения не находит!
Причины высокой терапевтической эффективности таких сильнейших оксидантов, как озон и перекись водорода (при почти что полном отсутствии побочных эффектов) ортодоксальной медицине до сих пор не ясны!
А когда что-то объяснить не получается, удобнее всего сделать вид, что ничего такого и нет. И направить все силы на борьбу с АФК — это доходнее. И самое главное: почти ни один ученый-медик не обращает внимания на уникальную особенность реакций с участием АФК — их чрезвычайно высокий энергетический выход.

Для облегчения понимания дальнейшего изложения, я прямо сейчас дам определение «антиоксидантов», которое будет в подробностях пояснено ниже. Итак, антиоксиданты — это вообще не «анти», никакие не «борцы» и не «защитники» никого и ни от чего. Антиоксиданты — это мишени для оксидантов, обеспечивающие наибольший энергетический выход. И все. Оксиданты и антиоксиданты находятся между собой в таких же отношениях, как «+» и «-» в электрической цепи!

Абсолютная необходимость АФК для жизнедеятельности и их благотворное терапевтическое действие на человека объясняются образованием в их реакциях электронно-возбужденных состояний (в дальнейшем — ЭВС), являющихся триггерами всех последующих биоэнергетических процессов. А колебательный режим таких реакций обуславливает ритмичное протекание биохимических процессов более высокого уровня. Впрочем, все по порядку.

В подавляющем большинстве публикаций, посвященным АФК, подчеркивается исключительно деструктивное действие их на мембраны, нуклеиновые кислоты и белки. Поскольку в исследованиях АФК, проводящихся биохимиками и физиологами, преобладает сугубо токсикологический и патофизиологический уклон, число публикаций, посвященных «антиоксидантам», растет быстрее, чем общее число статей по АФК! Если за 25 лет до 1990 года число отреферированных в Medline статей по антиоксидантам было менее 4500, то лишь за 1999 и 2000 годы оно превысило 6000! Спрос рождает предложение. И хотя ясности как не было, так и нет — зато много денег освоино.

В то же время, словно умышленно, вне поля зрения большинства исследователей остается громадный массив экспериментальных данных, свидетельствующих об абсолютной необходимости АФК для процессов жизнедеятельности. Так, например, установлено, что при пониженном содержании в атмосфере супероксидных радикалов животные и человек заболевают, а при длительном их отсутствии попросту гибнут. Установлено, что на производство АФК в норме идет 10-15%, а в особых обстоятельствах до 30% потребляемого организмом кислорода — ведь зачем-то организм выполняет эту функцию! Стало ясным, что определенный уровень АФК не только опосредует действие на клетки биорегуляторных молекул, но и сами АФК могут имитировать действие многих из них. Ни для кого не секрет, что все более широкое применение находит «окситерапия» — лечение широчайшего спектра заболеваний путем внутривенного или перорального введения таких чрезвычайно активных формами кислорода, таких как озон и перекись водорода, не говоря уже про искусственную аэроионизацию воздуха (люстры Чижевского).

Таким образом, многочисленные экспериментальные данные входят в тотальное противоречие со сложившейся в классической биохимии схемой, в рамках которой АФК видятся лишь как вредители. Т.е. все как всегда — практика пошла в одну сторону, а теория — прямо в противоположную. На самом же деле реакции с участием АФК играют фундаментальную роль в организации сложнейшей паутины био-физико-химических процессов, которые в совокупности и отвечают понятию «живой организм».

Разберемся для начала с кислородом. Кислород абсолютно необходим для всех организмов, а для жизни человека так в особенности — это знают все. Всего несколько минут без кислорода приводят к необратимому повреждению мозга. Мозг человека, вес которого составляет лишь 2% от общей массы тела, потребляет около 20% получаемого организмом кислорода. Традиционалистами считается, что почти весь О2 потребляется при окислительном фосфорилировании в митохондриях, но их содержание в нервной ткани даже меньше, чем в других энергозависимых тканях. Следовательно, должен существовать другой путь утилизации О2, и мозг должен потреблять его на этом пути активнее, чем другие ткани. Альтернативный окислительному фосфорилированию путь использования О2 для получения энергии — его одноэлектронное восстановление. Свойства молекулы О2 прекрасно позволяют получать энергию этим способом!

В ряду других важных для жизнедеятельности молекул кислород уникален — он содержит два неспаренных электрона на валентных орбиталях (обозначим его молекулу как M↑↑, где ↑ представляет собой электрон с определенным значением спина). Т.е. в своем основном состоянии О2триплетен (т.е. возможны три состояния с различными спинами). Такие частицы обладают значительно большим запасом энергии, чем молекулы в невозбужденном синглетном состоянии (M↑↓), т.е. когда все их электроны спарены. О2 может стать синглетным, только получив немалую порцию энергии. Таким образом, как триплетное, так и синглетное состояния кислорода — это возбужденные, богатые энергией состояния. Избыточная энергия О2 (180 ккал/моль) освобождается, когда он восстанавливается до 2-х молекул воды, получив с атомами водорода 4 электрона, полностью уравновешивающих электронные оболочки обоих атомов О.

Несмотря на большой избыток энергии, О2 «неохотно» реагирует с окисляемыми им веществами. Практически все доступные ему доноры электронов — синглетные молекулы, а прямая реакция триплет-синглет с образованием продуктов в синглетном состоянии невозможна. Если же О2, тем или иным способом, приобретает дополнительный электрон, то последующие он может получить уже легко. На пути одноэлектронного восстановления О2 как раз и образуются промежуточные соединения, названные АФК, благодаря их высокой химической активности. Получив первый электрон, О2 превращается в супероксид-анион радикал O2-↑. Добавление второго электрона (вместе с двумя протонами) превращает последний в перекись водорода, H2O2↑↓. Перекись, будучи не радикалом, а малоустойчивой молекулой, может легко получить третий электрон, превратившись в чрезвычайно активный гидроксил-радикал, HO↑, который легко отнимает у любой органической молекулы атом водорода, превращаясь в воду.

Свободные радикалы отличаются от обычных молекул не только высокой химической активностью, но и тем, что они порождают цепные реакции. «Отобрав» доступный электрон у оказавшейся рядом молекулы, радикал превращается в молекулу, а донор электрона — в радикал, который может продолжить цепь дальше. Действительно, когда в растворах органических соединений развиваются свободнорадикальные реакции, немногочисленные исходные свободные радикалы могут вызывать повреждение (а точнее изменение) громадного числа биомолекул. Видимо именно поэтому АФК традиционно рассматриваются в биохимической литературе как чрезвычайно опасные частицы.

Но по-прежнему остается чрезвычайно неудобный вопрос, звучащий как колокольный набат: как быть с тем, что все организмы оснащены разнообразными механизмами для целенаправленной генерации АФК?!

Давно известен фермент NADPH-оксидаза, активно продуцирующий «ужасный, токсичный» супероксид, вслед за которым возникает вся гамма АФК. Зачем? До недавнего времени его считали сугубо специфическим «инструментом» фагоцитирующих клеток иммунной системы, объясняя необходимость продукции АФК критическими обстоятельствами защиты от патогенных микроорганизмов и вирусов. Но сегодня ясно, что это фермент вездесущ! Он и подобные ему ферменты найдены в клетках всех трех слоев аорты, в фибробластах, синоцитах, хондроцитах, клетках растений, дрожжей, в клетках почки, нейронах и астроцитах коры мозга. Оказывается, O2-↑ продуцируют и другие повсеместно распространенные ферменты: NO-синтаза, цитохром Р-450, гамма-глутамил-транспептидаза (ГГТ), и список этот продолжает расти. Недавно обнаружилось, что все антитела способны продуцировать перекись водорода (Н2О2), т.е. они также являются генераторами АФК. По некоторым оценкам, даже в покое 10-15% всего потребляемого животными кислорода подвергается одноэлектронному восстановлению, а в условиях стресса, когда активность супероксид-генерирующих ферментов резко возрастает, интенсивность восстановления кислорода возрастает еще на 20%.

Выясняется, что АФК принимают непосредственное участие в формировании разнообразных физиологических ответов клеток на тот или иной молекулярный регулятор. Какой конкретно будет реакция клетки — вступит ли она в митотический цикл, пойдет ли в сторону дифференцировки или дедифференцировки, или же в ней активируются гены, запускающие процесс апоптоза, зависит и от конкретного регулятора молекулярной природы, действующего на специфические клеточные рецепторы, и от «контекста», в котором действует данный регулятор: предыстории клетки и фонового уровня АФК. А последний зависит как от соотношения скоростей, так и от способов продукции и устранения этих активных частиц.

На продукцию АФК клетками влияют те же самые факторы, что регулируют физиологическую активность клеток, в частности, гормоны и цитокины. АФК и сами могут имитировать действие многих гормонов и нейромедиаторов. Так, Н2О2 в низких концентрациях имитирует действие на жировые клетки инсулина, а инсулин стимулирует в них активность NADPH-оксидазы. Антагонисты действия инсулина — адреналин и его аналоги — ингибируют NADPH-оксидазу жировых клеток, а Н2О2, соответственно, подавляет действие глюкагона и адреналина. Чрезвычайно существенно то, что генерация клетками O2-↑ и других АФК предшествует всем остальным событиям во внутриклеточной информационной цепи.

Хотя в организме есть множество источников АФК, для нормальной жизнедеятельности человека и животных необходимо регулярное потребление их извне. Еще в незапамятные времена А.Л. Чижевский показал, что отрицательно заряженные ионы воздуха необходимы для нормальной жизнедеятельности. Ныне твердо установлено, что аэроионы Чижевского — это ни что иное, как гидратированные радикалы О2-↑. И хотя их концентрация в чистом воздухе ничтожна (сотни штук в см3), но при их отсутствии экспериментальные животные погибают в течение нескольких дней с симптомами удушья! В то же время обогащение воздуха супероксидом до 10.000 частиц/см3 нормализует и давление крови, и ее реологию, облегчает оксигенацию тканей, усиливает общую резистентность организма к повреждающим факторам. Другие АФК такие как, например, озон (О3) или Н2О2 использовались еще в первой трети XX века для лечения самых разнообразных хронических заболеваний — от рассеянного склероза до нейрологических патологий и рака! В настоящее время в медицине они вообще не применяются из-за их мнимой токсичности. Хотя настоящая причина совсем вдругом — в ничтожной стоимости такого лечения. Прогрессивными же докторами окситерапия (в виде внутривенных вливаний разбавленных растворов Н2О2 или озона) в последние годы применяется все чаще и чаще.

Итак, становится ясно, что АФК — это универсальные регуляторные агенты, факторы, благотворно влияющие на процессы жизнедеятельности от клеточного уровня до уровня целого организма. Но если АФК, в отличие от молекулярных регуляторов, не обладают химической специфичностью, как они могут обеспечить тонкую регуляцию клеточных функций?

И вновь мы возвращаемся к фотохимии, которую, как известно, в медучреждениях не проходят. Единственный способ, позволяющий оборвать радикальные цепные реакции, в которые вовлекаются все новые органические молекулы — рекомбинация двух свободных радикалов с образованием устойчивого молекулярного продукта. Но в системе, где концентрация радикалов очень низка, а органических молекул — высока, вероятность встречи двух радикалов ничтожна. Замечательно, что кислород, который порождает свободные радикалы, является чуть ли не единственным агентом, который может их устранить! Будучи бирадикалом, он обеспечивает размножение монорадикалов, повышая вероятность их встречи. Если радикал R↑ взаимодействует с O2↓↓, возникает пероксильный радикал ROO↓. Он может оторвать атом водорода у подходящего донора с превращением его в радикал, став при этом перекисью. Связь O-O в перекисях сравнительно слаба, и при определенных обстоятельствах она может разорваться, породив 2 новых радикала, RO↑ и HO↓. Это событие называется запаздывающим (относительно основной цепной реакции) разветвлением цепей. Новые радикалы могут рекомбинировать с другими, обрывая ведомые ими цепи.

И вот здесь следует подчеркнуть совершенно уникальную особенность реакций рекомбинации радикалов: освобождающиеся при таких взаимодействиях кванты энергии сопоставимы с энергией фотонов видимого и даже ультрафиолетового света. Еще в 1938 году А.Г. Гурвич показал, что в присутствии растворенного в воде кислорода в системе, где протекают цепные свободно-радикальные процессы с участием простых биомолекул, могут испускаться фотоны в УФ-области спектра, способные стимулировать в клеточных популяциях митозы (поэтому такое излучение и было названо «митогенетическим»). При исследовании инициированных АФК процессов аутоокисления в водных растворах глицина или глицина и восстанавливающих сахаров (глюкозы, фруктозы, рибозы) наблюдается сверхслабое излучение из них в сине-зеленой области спектра, что подтверждает представления Гурвича о разветвленно-цепном характере этих реакций.

А. Г. Гурвич первым обнаружил, что растения, дрожжи, микроорганизмы, а также некоторые органы и ткани животных служат источниками митогенетических лучей даже в «спокойном» состоянии, причем излучение это является строго кислород-зависимым. Из всех тканей животных таким излучением в опытах Гурвича обладали только кровь и нервная ткань! С использованием современной техники детектирования фотонов утверждение Гурвича о способности свежей неразбавленной крови человека быть источником излучения фотонов даже в спокойном состоянии полностью подтверждается, что говорит о непрерывной генерации в крови АФК и рекомбинациях радикалов. При искусственном возбуждении в крови иммунных реакций, интенсивность излучения цельной крови резко возрастает. Недавно было показано, что интенсивность излучения мозга крысы высока настолько, что может детектироваться высокочувствительной аппаратурой даже на целом животном!

Как уже отмечалось выше, большая часть О2 в организме человека и животных восстанавливается по одноэлектронному механизму. Но при этом текущие концентрации АФК в клетках и внеклеточном матриксе очень низки из-за высокой активности ферментативных и неферментативных механизмов их устранения, известных в совокупности как пресловутая «антиоксидантная защита». Некоторые элементы этой, якобы, «защиты» действуют с очень высокой скоростью. Так, скорость супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы превышает миллион актов/сек. СОД катализирует реакцию дисмутации (рекомбинации) двух супероксидных радикалов с образованием Н2О2 и кислорода, а каталаза разлагает Н2О2 до кислорода и воды. Традиционные ученые обращают внимание лишь на мнимое «детоксицирующее» действие этих ферментов и низкомолекулярных антиоксидантов — аскорбата, токоферола, глутатиона и др.

Но опять звучит в ушах набат: в чем смысл интенсивной генерации АФК, например NADPH-оксидазой, если ее продукты немедленно устраняются СОД и каталазой?

Этот фундаментальный вопрос озадачивает приверженцев «антиоксидантной» теории. Ответ – это необходимость рассматривать энергетику таких реакций, причем речь идет об энергетике в ее классическом физико-химическом понимании.

В биохимии энергетика таких реакций вообще не рассматривается, хотя энергетический выход одного акта димсутации супероксидов — около 1эВ, а разложения Н2О2 — 2эВ, что эквивалентно кванту желто-красного света. Вообще, при полном одноэлектронном восстановлении одной молекулы О2 освобождается 8 эВ (для сравнения — энергия УФ-фотона с λ=250 нм равна 5 эВ). При максимальной активности ферментов энергия освобождается с мегагерцовой частотой, что затрудняет ее быстрое рассеяние в виде теплоты. Бесполезное рассеяние этой ценной энергии маловероятно еще и потому, что ее генерация происходит в организованной клеточной и внеклеточной среде. Экспериментально установлено, что она может излучательно и безызлучательно переноситься на макромолекулы и надмолекулярные ансамбли, и использоваться в качестве энергии активации или для модуляции ферментативной активности.

Рекомбинация радикалов, происходящая как при цепных реакциях с запаздывающими разветвлениями, так и опосредованная ферментативными и неферментативными «антиоксидантами» не только поставляет энергию высокой плотности для запуска и поддержания более специализированных биохимических процессов — она может поддерживать их ритмичное протекание, т.к. в процессах с участием АФК происходит самоорганизация, проявляющаяся в ритмическом освобождении фотонов.

Возможность самоорганизации в окислительно-восстановительных модельных реакциях, выражающаяся в появлении осцилляций окислительно-восстановительного потенциала или окраски была давно показана на примере реакций Белоусова-Жаботинского. Известно развитие колебательного режима при катализе пероксидазой окисления кислородом NADH. Однако организованная медицина до сих пор не принимает во внимание роль ЭВС в возникновении этих осцилляций! Хотя отдельные гении вроде Фредерика Коха и Эммануэля Ревича поставили этот феномен на службу человеку еще в 20-х годах прошлого столетия! Известно, что в водных растворах карбонильных соединений (например, глюкозы, рибозы, метилглиоксаля) и аминокислот происходит восстановление кислорода, появляются свободные радикалы, и их реакции сопровождаются излучением фотонов (Кох, 1919 год). Относительно недавно, но уже современными исследователями, было показано, что в таких системах, в условиях близких к физиологическим, возникает колебательный режим излучения, что свидетельствует о самоорганизации процесса во времени и пространстве. Существенно, что такие процессы, известные как реакция Мейяра, непрерывно протекают в клетках и внеклеточном пространстве. Эти колебания не затухают длительное время и могут иметь сложную форму, т.е. представляют собой ярко выраженные нелинейные колебания.

Чрезвычайно интересно влияние на характер этих колебаний классических антиоксидантов, например, аскорбата (витамина С). Обнаруживается, что в условиях, когда выраженные колебания излучения в системе отсутствуют, аскорбат в ничтожной концентрации (1 мкМ) способствует их появлению и вплоть до концентрации 100 мкМ резко усиливает общую интенсивность излучения и амплитуду колебаний. Т.е. он ведет себя как типичный прооксидант! И только в концентрации 1 мМаскорбат выступает в роли антиоксиданта, существенно удлинняя лаг-фазу процесса. Но когда он частично расходуется, интенсивность излучения возрастает до максимальных величин. Такие явления характерны для цепных процессов с вырожденными разветвлениями.

Колебательные процессы с участием АФК протекают на уровне и целых клеток, и тканей. Так, в отдельных гранулоцитах, где АФК генерируются NADPH-оксидазами, вся совокупность этих ферментов «включается» строго на 20с, а в следующие 20с клетка выполняет другие функции. Интересно, что в клетках из септической крови эта ритмичность существенно нарушена. Обнаружено, что колебательные режимы излучения фотонов характерны не только для отдельных клеток, но и для суспензий нейтрофилов, и даже для цельной неразведенной крови, к которой добавлен люцигенин — индикатор генерации в ней супероксидного радикала. Существенно, что наблюдаемые колебания носят сложный, многоуровневый характер. Периоды колебаний лежат в диапазоне от десятков секунд до десятков минут.

Поразителен тот факт, что значение колебательного характера как регуляторных, так и исполнительных биохимических и физиологических процессов было открыто и широко использовалось Эммануэлем Ревичем еще в 20-е годы прошлого века, открывшего способы лечения «неизлечимых» заболеваний. Совершенно непростителен тот вопиющий факт, что значение колебательного характера как регуляторных, так и исполнительных биохимических и физиологических процессов в наши дни начинает осознаваться медленно и неохотно, и то не в медицине вообще, а единицами.

Совсем недавно было доказано, что внутриклеточная сигнализация, осуществляемая одним из самых важных регуляторов, кальцием, обусловлена не просто изменением его концентрации в цитоплазме. Информация заключена в частоте осцилляций его внутриклеточной концентрации!

Понятно, что подобные «открытия» требуют пересмотра представлений о механизмах биологической регуляции. Если до сих пор при изучении реакции клетки на регулятор принимали во внимание лишь дозу (т.е. амплитуду сигнала), то теперь становится ясным, что основная информация заключена в колебательном характере изменения параметров, в амплитудных, частотных и фазовых модуляциях колебательных процессов!

Из множества регуляторных субстанций АФК являются наиболее подходящими кандидатами на роль триггеров колебательных процессов потому, что они находятся в постоянном движении — они непрерывно рождаются и погибают, но при их гибели рождаются ЭВС — импульсы электромагнитной энергии.

Механизмы биологического действия АФК определяются структурой процессов, в которых они участвуют. Под «структурой процессов» следует понимать частотно-амплитудные характеристики и степень фазовой согласованности процессов генерации и релаксации ЭВС, сопровождающих реакции взаимодействия АФК друг с другом или с синглетными молекулами. Порождаемые электромагнитные импульсы могут активировать специфические молекулярные акцепторы, а структура процессов генерации ЭВС определяет ритмы биохимических, а на более высоком уровне и физиологических процессов. Именно этим объясняется «специфичность» действия АФК — этих крайне неспецифичных с химической точки зрения агентов. В зависимости от частоты их рождения и гибели меняется структура процессов генерации ЭВС, а, следовательно, меняется и спектр акцепторов этой энергии, поскольку разные акцепторы — низкомолекулярные регуляторы, белки, нуклеиновые кислоты могут воспринимать лишь резонансные частоты.

Существенную роль во всех этих процессах играет водная среда, в которой они протекают, поскольку благодаря своим уникальным физико-химическим и динамическим свойствам вода играет не только организующую роль, но и сама принимает участие в продукции и устранении АФК.

Вышесказанное позволяет с единых позиций объяснить множество разрозненных, «необъяснимых» явлений. Так, роль «антиоксидантов» оказывается совершенно иной, нежели отведенной ей в рамках традиционных представлений. Конечно, они могут предотвращать неспецифические химические реакции повреждения биомакромолекул при избыточной продукции АФК… Но их главная функция — организация и обеспечение разнообразия процессов с участием АФК. Чем больше инструментов в таком «оркестре», тем богаче его звучание! Именно поэтому большим успехом пользуется травотерапия, витаминная терапия и прочие формы натуропатии — ведь эти «пищевые добавки» содержат самые разнообразные антиоксиданты и коферменты, т.е. генераторы и акцепторы энергии ЭВС. Совместно они обеспечивают полноценный и гармоничный набор ритмов жизни. Ключевое слово — ритм!

Становится понятным, зачем для нормальной жизнедеятельности необходимо потребление дополнительных АФК с воздухом, водой и пищей, несмотря на активную генерацию АФК в самом организме. Дело в том, что полноценные процессы с участием АФК рано или поздно затухают, поскольку при их протекании постепенно накапливаются их ингибиторы — ловушки свободных радикалов. Можно провести аналогию с костром, который затухает даже при наличии дров, если продукты неполного сгорания начинают отбирать все больше энергии пламени. Поступающие в организм АФК выступают в роли «искр», которые вновь разжигают «пламя» — генерацию АФК уже самим организмом, что позволяет дожечь и продукты неполного сгорания. Особенно много таких продуктов накапливается в больном организме — потому и столь эффективны озоно- и перекисно-водородная терапии.

Важное дополнение: ритмы, возникающие при обмене в организме АФК, в значительной степени зависят от внешних ритмоводителей, к которым относятся, в частности, колебания внешних электромагнитных и магнитных полей, поскольку реакции с участием АФК — это, по сути, просто реакции переноса неспаренных электронов, протекающие в активной среде. Такого рода процессы, как следует из современных представлений физики нелинейных автоколебательных систем, весьма чувствительны к очень слабым по интенсивности, но резонансным воздействиям. В частности, процессы с участием АФК могут быть первичными акцепторами/детекторами резких изменений напряженности геомагнитного поля Земли (так называемых геомагнитных бурь), Солнечных бурь/вспышек, Лунных циклов/затмений и т.д. и т.п. Поразительно, но все это было известно и учитывалось при лечении Фредериком Кохом еще 90 лет тому назад. В той или иной степени они могут реагировать на низкоинтенсивные, но упорядоченные поля современных электронных приборов, в частности, компьютеров, телевизоров, сотовых и радио телефонов, ламп дневного света и т.д. Если ритмика процессов с участием АФК ослаблена и обеднена (что и наблюдается при болезни), подобные внешние воздействия при определенных их характеристиках повышают вероятность еще большего разобщения и хаотизации зависящих от генерации ЭВС биохимических и физиологических процессов, т.е. хронизации и отягощению заболеваний.

В этой связи можно привести чрезвычайно показательный эксперимент: с целью изучения возникновения и развития кариеса 2 группы мышей содержали на одинаковом рационе питания с переизбытком белого сахара. Разница была только в одном — одна группа мышей содержалась при естественном, природном освещении, а другая — под лампами дневного света. Кариес, естественно, развился в обеих группах, но во второй частота и тяжесть его проявления была в пять раз выше.

Безусловно, механизм процессов с участием АФК, подобно любому другому, может ломаться. В частности, одной из главных опасностей для его нормального функционирования может быть недостаток кислорода в среде, где он протекает. И именно тогда начинают развиваться те процессы, которые представляют реальную опасность — распространение цепных радикальных реакций, при которых повреждается множество биологически важных макромолекул. В результате возникают гигантские макромолекулярные химеры, к которым относятся атеросклеротические и амилоидные бляшки, старческие пятна (липофусцин), другие склеротические структуры и многие другие балластные, токсичные субстанции. Организм борется с ними, интенсифицируя продукцию АФК, но именно в АФК ученые-медики и видят причину патологии и стремятся их немедленно устранить. Последствия удручающие.

(По материалам В.Л. Войекова)

__________________________________________________________________

Дополнение: Основная схема энергообеспечения клетки

Пояснения к схеме — использованные сокращения:

СОД = Супероксиддисмутаза, фермент из 2-х субъединиц, содержащий по одному атому цинка и меди.

К = Каталаза, фермент с медью в качестве центрального атома, содержащийся в пероксисомах клеток, и расщепляющий перекись водорода до молекулярного кислорода и воды.

П = Глутатион-пероксидаза, сульфгидрил-содержащий фермент из 4-х субъединиц с селеном в качестве центральных атомов, содержащийся в цитозоле и матриксе митохондрий. Кофакторомпероксидазы является аскорбат.

Пояснения к схеме — этапы энергопроизводства:

1.Кислород воздуха подвергается одноэлектронному восстановлению системами «феназинметасульфат + НАД*Н» или «ксантин + ксантиноксидаза» с образованием супероксида О2-.

2.СОД катализирует образование из супероксидов перекиси водорода H2O2 и синглетного кислорода 1О2.

Факультативная информация:

1О2 образуется также при фотоокислении (например, при солнечных ожогах) в присутствии флавинов, гематопорфирина и хлорофилла.
Образование H2О2 способствует выработке организмом интерферона и естественных киллеров (ЕК), а также синтезу лигнина, придающего упругость клеточным мембранам. Производство ЕК снижается под воздействием диметилсульфокисда (DMSO), этанола, этиленгликоля.
3.В присутствии металлов переменной валентности (к которым относятся Fe, Cu, Zn, Mo, Mn и Co) из перекиси водорода образуются высокоактивные радикалы НО2* и ОН*. Реакция между перекисью водорода и гемоглобином также приводит к образованию радикала ОН*.

4.Та же самая СОД катализирует обратное превращение НО2* в перекись водорода Н2О2 и синглетный кислород 1О2.

5.Вмешательство П обеспечивает нейтрализацию ОН* и 1О2 до воды.

6.Вмешательство К (и отчасти П) обеспечивает разложение H2O2 до воды и молекулярного кислорода, после чего весь цикл может повториться.

Факультативная информация:

Дополнительными средствами целевой нейтрализации радикалов до воды являются (в скобках указан объект действия):

β-каротин (1O2)
токоферол (1O2)
подщелоченная вода (1O2)
липоевая кислота (1O2, OH*)
мочевая кислота (1O2, OH*).
Все радикалы с большей или меньшей эффективностью взаимодействуют со следующими веществами:

яичный белок
глюкоза
маннит
этанол
проращенные зерна злаков
билирубин
церрулоплазмин
трансферрин
стероидные гормоны
витамины А, С, Е, Р
Основные действующие вещества анолита (красным отмечены общие для анолита и католита):

H2O2
HO2*
O2-
O22-
O2*
O3*
(HClO, ClO-) → (ClO*, Cl*, OH*)
HClO2
ClO2-
ClO3-
ClO2
ClO4
Основные действующие вещества католита:

H2O2
HO2*
O2-
OH*
OH-
H3O2-
H*
H2
Очевидно, что по своей сути и анолит, и католит являются прооксидантами.

Таким образом, становится ясно, что система эффективного энергоснабжения организма является многокомпонентной, разветвленной и хорошо детерминированной. При этом выпадение хотя бы одного катализирующего элемента нарушает работу всей системы.

Так, например, бесполезно насыщать организм широко рекламируемым токоферолом (витамином Е), если из биохимической цепочки энергопроизводства «выпал» аскорбат. Равным образом совершенно бесполезно применять сверхдозы аскорбиновой кислоты, если в тканях имеется дефицит глутатиона и других SH-соединений. Список «если… то…» можете продолжить сами, глядя на вышеприведенную схему.

К слову сказать, давно замечено, что попытка форсированного введения в организм экзогенных антиоксидантов легко приводит к парадоксальному эффекту, противоположному ожидаемому. Так, например, ежедневный «профилактический» прием аскобинки (которая, по общераспространенному мнению является «антиоксидантом») в небольших дозах может привести и к перфорации желудка, и к деградации мягких тканей.

Вот, к какому выводу приходит даже глубоко традиционный в своих взглядах профессор Михаил Тимочко (с соавторами) в книге «Метаболические аспекты формирования перекисного гомеостаза в экстремальных условиях» (Львов, 1998):

«[в организме] поддерживается стационарная цепь образования перекиси водорода, которая определяет соответствующую концентрацию свободных радикалов и ведёт к образованию эндогенного кислорода».

«…будучи выраженными ингибиторами свободнорадикальных процессов в высоких концентрациях глютатион, аскорбиновая кислота, карнозин и пр. проявляют при низких концентрациях прооксидантный эффект».

«…в экстремальных условиях одновременно активируются и свободнорадикальные процессы, и повышается антиоксидантная активность, обеспечивая и образование эндогенного кислорода, и использование его и других недоокисленных метаболитов в энергетическом и пластическом обмене».

«Самым лабильным и быстродействующим является механизм усиления свободнорадикальных реакций, который является основным в формировании перестройки энергетического обмена на уровне организма и является пусковым звеном, которое определяет направление переходных процессов».

«…свободнорадикальные реакции выполняют важную регуляторную функцию, будучи самым первым и самым лабильным звеном в адаптационной перестройке организма во время экстремальных влияний, которые при адекватной стимуляции повышают резистентность организма».

«На сегодня накоплено достаточное количество данных, которые убедительно доказывают, что гипоксические состояния сопутствуют всем патологическим процессам. Они специфически определяют ишемию различных органов, которая развивается при травмах, шоках, кровопотерях, старении и других воспалительных и экстремальных состояниях».

«…сравнительный анализ литературных данных показывает, что вещества, которые осуществляют свой антигипоксический эффект преимущественно за счёт угнетающих влияний в центральной нервной системе (как это происходит на фоне сниженного основного обмена и температуры тела), приводят к снижению функциональной лабильности и потере адаптационных возможностей функционирующих систем, а также угнетают репарацию и восстановление структурно-метаболической активности организма в постгипоксические периоды».

«…в экспериментальной и клинической практике всё чаще встречаются факты, которые свидетельствуют о том, что при коррекции гипоксических состояний угнетение метаболизма и энергопродукции невыгодно — наоборот, существенный защитный эффект достигается только с помощью веществ, которые активируют окислительно-восстановительные процессы и поддерживают энергетический и пластический обмен. Этот принцип характерен для всех известных самых эффективных и высокоспецифических антигипоксантов, которые нашли широкое применение в медицинской практике».

«…одним из самых эффективных и широко используемых антигипоксантов является оксибутират натрия (ГОМК), который резко снижает чувствительность мозга к циркуляторной гипоксии, препятствует развитию свойственных гипоксических изменений при окислительных процессах и поддерживает их высокую метаболическую интенсивность в условиях глубокой нехватки кислорода».

«Более детальная расшифровка биохимических механизмов действия ГОМК показала, что в аэробных условиях ГОМК превращается в янтарный полуальдегид, который при острой гипоксии опять переходит в ГОМК, уменьшая дефицит окисленных форм НАД и, тем самым, активирует окислительно-восстановительные процессы и метаболические преобразования в цикле трикарбоновых кислот (цикле Кребса). Кроме этого, ГОМК посредством янтарного полуальдегида может превращаться в сукцинат, у которого есть преимущество в интенсивности окисления в дыхательной цепи при низких напряжениях кислорода в тканях».

--------------------------------------------------------------------------------
А.Н. Стацкевич, Правда об антиоксидантах // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.17412, 09.04.2012

Пожаловаться на это сообщение