Патологічні ефекти надлишкового нагромадження (або надмірної активності) вільних радикалів

Фізіологічна роль вільних радикалів у нормі

ВІТАМІНИ, ВІТАМІННІ ПРЕПАРАТИ Й АНТИОКСИДАНТНІ КОМПЛЕКСИ

Вітаміни і вітамінні препарати поряд із імуномодулюючими властивостями виявляють ряд загальновідомих життєзабезпечуючих якостей, приймаючи участь у метаболізмі і подиху клітин і у всіх інших функціях. Вираженою імунотропною активністю володіють препарати вітамінів Е, А, F, С, вітаміни групи В, Р та ін.

В останні роки важливе значення додають антиоксидантним властивостям вітамінів, особливо в сполученні з деякими мікроелементами, при лікуванні і профілактиці порушень в імунній системі, пов'язаних із впливом вільних радикалів (оксидантів).

Вільні радикали (оксиданти) — це молекули або їхні частини, що мають неспарений електрон на молекулярній (атомній) орбіті (тобто з вільною валентністю). Частіше всього вони утворюються в процесі багатоступінчастих окисних реакцій (проміжні продукти), а також у ході реакцій із зміною валентності елементів (НАДФ, Fе у гемоглобіні й ін.).

До вільних радикалів відносяться гідропероксид (HO₂), перекисні радикали (RO₂), супероксидний радикал (О₂), гідроксильний радикал (ОН), синглетний кисень (\О₂). Перекис водню не є вільним радикалом, але активно бере участь в утворенні гідроксильного радикала.

Вільнорадикальне окислення (ВРО) — це універсальний фізіологічний процес. Вільні радикали грають важливу роль у фізіологічних процесах організму.

1 Участь а) в окисленні і відновленні коферментів, б) у транспорті кисню, в) у процесах тканинного подиху, г) у процесах енергетичного обміну, д) у біосинтезі прогестерону, простагландіну Е1, кортикостероїдів, е) у побудові і еамовідновленні літних мембранних структур

2 Прискорення трансмембранного транспорту глюкози.

3 Детоксикація кеенобютиків (чужорідних речовин),

4 Знищення (фагоцитоз) бактерій і вірусів.

Надмірне ж утворення вільних радикалів може привести до різного роду патологічних наслідків.

1. Ушкодження життєво важливих ферментних структур клітини: сукцинатдегідрогенази, ксантіноксидази (ушкоджена ксантиноксигеназа сама стає активним постачальником супероксиданіона), глутатіона, цитохромоксидази, ліпоєвої кислоти, коензіму А з втратою їхньої біологічної активності.

2. Ініціація перекиеного окислення поліненасичених жирних кислот.

3. Ушкодження ліпідного компонента біологічних мембран.

4. Прямий вплив на внутрішньоклітинні структури (гноблення клітинного імунітету, мутації, пухлини).

5. Гноблення гуморального імунітету.

6. Ушкодження структур сполучної тканини.

7. Самоприскорююча ініціація утворення більш сильних вільних радикалів.

Підраховано, що 1—3% вдихуваного кисню використовується на утворення супероксиданіона.

При цьому кожна клітина організму людини щодня продукує 10 млрд часток супероксиданіона (О₂*), а протягом року в організм і людини утворюється понад 2 кг супероксиду.

Підраховано також, що ДНК кожної клітини піддається 100 000 оксидативних ударів у день і одержує більш 20 ушкоджень.

Відбудовні ж системи в нормі виправляють тільки 99% ушкоджень, у той час як 1% ушкоджень зберігається і такі ДНК вступають у вільнорадикальні розгалужені ланцюгові реакції.

Причини надлишку вільних радикалів в організмі дуже різноманітні і можуть бути розділені на внутрішні і зовнішні.

Внутрішні причини надлишку вільних радикалів в організмі (перехід біологічного окислення на неферментативний шлях)

1. Гіповітаміноз.

2. Гіпоксія.

3. Ендогенна інтоксикація.

4. Вплив бактерій і вірусів.

5. Психоемоційні стреси.

6. Часті фізичні перевантаження.

7. Порушення озонового шару атмосфери.

8. Вплив проникаючого іонізуючого і сонячного випромінювання.

Зовнішні причини надлишку вільних радикалів в організмі (надходження вільних радикалів із зовнішнього середовища)

1. Радіонукліди.

2. Промислові відходи.

3. Токсини непромислового походження.

4. Неякісні харчові продукти.

5. Тютюновий дим.

6. Зловживання алкоголем.

7. Тривале лікування хіміопрепаратами, антибіотиками, кортикостероїдами, нестероідними протизапальними, болезаспокійливими, контрацептивними й іншими лікарськими засобами.

В організмі людини існують спеціальні речовини — антиоксиданти (антиокислювачі), здатні гальмувати або усувати вільнорадикальне окислення органічних речовин. Більшість антиоксидантів мають рухливий атом водню (АО-С—Н). Це дозволяє замінити кисень в активному вільному радикалі й утворити малоактивний радикал (радикальну форму антиоксиданту).

Головними компонентами системи антиоксидантного захисту організму є:

1) біологічні антиоксиданти (вітаміни й інші речовини, що володіють антиоксидантними властивостями);

2) антиоксидантні ферментні системи, активність яких багато в чому залежить від вмісту в активній групі ферменту цинку, міді, селену й інших мікроелементів.

Вітаміни-антиоксиданти. Серед біологічних антиоксидантів найбільш вираженими антиоксидантними властивостями володіють токоферли (вітамін Е); каротиноїди (включаючи вітамін А) і аскорбінова кислота (вітамін С). Ці ж вітаміни мають виражений імуностимулюючий ефект.

З токоферолів найбільш біологічно активним є альфа-токоферол (вітамін Е). Він стабілізує мембранні структури, у яких відбуваються процеси СРО, гнітить утворення ліпоперикисів, розриває ланцюжок вільнорадикального окислення шляхом нейтралізації вільних радикалів у момент їхнього виникнення. Молекули вітаміну локалізуються у внутрішніх мембранах мітохондрій. Вітамін Е захищає мітохондрії, лізосоми від пошкоджуючої дії перекисів, підтримує функціональну цілісність зовнішньої цитоплазматичної мембрани клітини і є основним фактором резистентності еритроцитів до гемолітичних отрут, найважливішою захисною речовиною при дії різних факторів, патологічних станах, для яких характерні порушення вільнорадикального окислення. Активує синтез білка, у тому числі, імуноглобулінів. Підвищує рівень ендогенного інтерферону.

Ретінол (вітамін А) і каротиноїди. Вітамін А необхідний для утворення сірковміщаючих біомолекул, зв'язування і знешкодження ендогенних речовин і ксенобіотиків. Як антиоксидант, він гальмує перетворення сульфгідрильних груп у дісульфідні. Бере участь у синтезі глікопротеїнів, впливає на метаболізм мембранних фосфоліпідів. Антиоксидантна дія вітаміну А при цьому пояснюється участю в обміні тіолових по'єднань, нормалізацією функціонально-структурних властивостей мембран. Вітамін А перешкоджає канцерогенній діїї бензпірену й інших речовин, що пов'язано зі здатністю гальмувати мікросомальне окислення цих по'єднань. З антиоксидантним гальмуванням перетворення ксенобіотиків пов'язані протимутагенні властивості вітаміну А. У той же час надлишок окислених проміжних продуктів бета-каротину і вітаміну А може чинити прооксидантний ефект.

Вітамін А нормалізує диференцировку клітин, змінюючи експресію генів головного комплексу гістосумісності, гальмує проліферацію клітин і підвищує синтез ДНК. Використовується для профілактики виникнення пухлин, пригнічення їхнього росту і метастазування (цей ефект найбільш виражений у штучних аналогів — вітамерів А). Він є антиінфекційним препаратом, підвищує усталеність до захворювань слизових оболонок верхніх дихальних шляхів, шлунка і кишок, до інфікування шкіри. Вітамін А підтримує розподіл імунокомпетентних клітин, нормальний синтез імуноглобулінів, у тому числі секреторного імуноглобуліну А та інших факторів специфічного та неспецифічного захисту організму від інфекцій (ІНФ, лізоцим), активує ферменти лізосом, у тому числі й у фагоцитах, що необхідно для переварювання захоплених мікроорганізмів.

Аскорбінова кислота (вітамін С). Одним з основних властивостей вітаміну С є здатність до зворотних окисно-відбудовних перетворень. Як важливий компонент біологічної антиоксидантної системи вітамін С взаємозалежний із глутатіоном і токоферолом. Він активно бере участь у мікросомальному окисленні ендогенних і чужорідних речовин, стимулює активність цитохромного циклу, процеси гідроксилірування. Від постачання аскорбіновою кислотою залежить активність цитохрому Р-450, фагоцитарна активність нейтрофілів і макрофагів, їхній антимікробні властивості. Значну захисну роль як антиоксидант вітамін С грає при токсичній дії різних поєднань. Він активує синтез антитіл (особливо імуноглобулінів А та М), СЗ-компонента комплементу, інтерферону, сприяє фагоцитозу, посилює процес міграції і хемотаксису поліморфноядерних лейкоцитів, відновлює їхню функцію, подавлену під час вірусних захворювань. Модулює утворення простагландинів, інгибує вільнорадикальні реакції. Сприяє синтезу кортикостероїдів, інактивації гістаміну і знижує рівень IgЕ. У підсумку, аскорбінова кислота здатна активізувати неспецифічний захист організму від інфекцій і інгібувати запальні й алергічні процеси. У нормі концентрація аскорбінової кислоти в нейтрофілах у 150 разів вища, ніж у плазмі крові.

Ферменти-антиоксиданти. До них відносяться:

1. Супероксиддісмутаза (СОД): а) Сu-залежна внутрішньоклітинна; б) Zn-залежна позаклітинна; в) Мn-залежна мітохондріальна;

2. Каталаза і пероксидази — Fе-залежні;

3. Церулоплазмін — Сu-залежний;

4. Глутатіонпероксидаза (Г-SН) — Sе-залежна.

У такий спосіб до складу ферментних систем, що володіють антиоксидантними властивостями, входять мікроелементи — мідь, цинк, магній, залізо, селен, що у великій мірі забезпечують антиоксидантний потенціал організму, сприяючи синтезу зазначених ферментів.

Особливо велику увагу в останні роки приділяють селену і цинку.

Селен. Найбільша кількість селену міститься в білках із високим вмістом цистіну: утворюються трисульфіти, які, подібно сульфгідрильним групам мембранних білків, регулюють стабільність і проникність мембран. Антиоксидантний ефект селену обумовлений його дією, як складової частини глутатіонпероксидази. При дефіциті селену і зниженні активності глутатіонпероксидази підвищується гемоліз еритроцитів унаслідок дії перекису водню та ліпоперекисів. На активність глутатіонпероксидази впливає рівень утримування вітамінів С та А, що сприяють засвоєнню селену, його транспорту й утілізації. Селен також бере участь у фотохімічних реакціях, зв'язаних із функцією зору, має антибластомну дія. Вітамін Е охороняє селен від окислення і сприяє його збереженню. Додавання селену при Е- дефіцитному раціоні гальмує нагромадження ліпоперекисів, ліквідує або попереджає симптоми Е-вітаминної недостатності. Обновлений глутатін і глутатінпероксидаза перетворюють ліоперикиси в менш токсичні оксікислоти і цим перешкоджають ушкодженню біоструктур. Поповнення фонду глутатіона відбувається за рахунок амінокислот, що містять сірку.

Що стосується цинку, то крім антиоксидантних властивостей в останні роки отримані докази його важливої ролі в підтримці нормальної функції імунної системи. Установлено, що дефіцит цинку в організмі сприяє наступним процесам:

1. Зменшенню кількості тімоцитів у тимусі;

2. Зниженню рівня тімуліна (одного з гормонів тимусу, що активується в присутності цинку) у сироватці крові;

3. Зменшенню гіперчутливості уповільненого типу;

4. Зменшенню кількості периферичних Т-лімфоцитів;

5. Зменшенню проліферації Т-лімфоцитів під впливом ФГА;

6. Зниженню цитотоксичної активності Т-лімфоцитів;

7. Зниженню функції Т-лімфоцитів-хелперів;

8. Зниженню активності ЕК-клітин;

9. Зниженню функції макрофагів (фагоцитоз, внутрішньоклітинний кілінг);

10. Зниженню функції нейтрофілів (кисневий вибух, хемотаксис);

11. Зменшенню продукції антитіл.

При нормалізації утримування цинку в організмі спостерігаються наступні ефекти:

1. Збільшення кількості тімуліну;

2. Відновлення порушених імунних функцій;

3. Збільшення кількості СД4+ лімфоцитів у хворих на СНІД;

4. Зменшення частоти опортуністичних інфекцій у хворих на СНІД;

5. Поліпшення стану хворих ревматоїдним артритом;

6. Клінічна ефективність при ГРВІ;

7. Посилення продукції ІНФ-альфа, ІНФ-гама, ІЛ-1, ІЛ-6, ФНП-альфа;

8. Посилення експресії рецептора до ІЛ-2.

У різних антиоксидантних систем є певна специфіка впливу на той або інший вільний радикал (схема 14).

Установлено, що вітаміни А, С, Е й глутатіон мають взаємний захист, посилюючи (або восстановлюючи) свої антиоксидантні властивості (схема 15).

1. Вітамін А захищає SН-групи глутатіону.

2. Глутатіон відновлює радикальну форму вітаміну С.

3. Вітамін С відновлює радикальні форми вітамінів А та Е.

4. Вітамін Е відновлює радикальну форму вітаміну А.

Існує взаємозв'язок між обміном цинку і вітаміну А. Так, усмоктування цинку порушується при гіповітамінозі А, при дефіциті одного антиоксиданту виникає дефіцит іншого. Одночасний дефіцит обох факторів приводить до зриву гомеостатичної регуляції організму. Тому включення в антиоксидаї.тний комплекс одночасно цинку і вітаміну А є надзвичайно доцільним.

З'єднання в антиоксидантному комплексі міді і цинку також необхідно, тому що одночасна присутність у препараті іонів міді і цинку супроводжується синергізмом їхньої дії.

Сполучення в одному препараті міді і вітаміну С в фізіологічних дозах також є необхідним, тому що уживання аскорбінової кислоти у високих дозах знижує вміст церулоплазміну в сироватці крові.

Необхідність в антиоксидантах різко зростає при станах і захворюваннях, що обумовлюють виснаження певних ланок антиоксидантної системи або їхнє порушення (зрив):

1. Хворобах органів кровообігу: атеросклерозі, гіперліпідемії з ожирінням і без нього, артеріальної гіпертензії, ішемічної хвороби серця, міокардіодистрофії, кардіоміопатіях;

2. Ревматичних захворюваннях: ревматизмі, дифузійних хворобах сполучної тканини, системному червоному вівчаку, ревматоїдному артриті, подагрі, остеоартрозі, хвороби Бєхтєрєва;

3. Захворюваннях органів подиху: пневмонії, бронхіті, бронхіальній астмі, бронхоектатичної хвороби, силікозі, пневмосклерозі;

4. Захворюваннях органів травлення: гастриті, виразковій хворобі, хронічному панкреатиті, захворюваннях печінки (гепатит, цироз), жовчних шляхів, хронічному ентериті, коліті, дисбактеріозі, лямбліозі, і ельмінтозах;

5. Переважанні вуглеводів і дефіциті білків у харчовому раціоні, наявності в продуктах нітритів, нітратів, отрутохімікатів, пестицидів, поєднань свинцю, ртуті і кадмію;

6. Надмірному енергетичне цінному (калорійному) харчуванні, вживанні насичених жирів, продуктів, багатих холестерином;

7. Інфекційно-токсичних процесах;

8. Гіпоксії;

9. Тривалому прийомі лікарських засобів;

10. Фізіотерапевтичних процедурах, лазеротерапії;

11. Хронічному стресі (психоемоційних перевантаженнях, роботі в екстремальних, несприятливих кліматичних умовах);

12. Гіподінамії і, навпаки, інтенсивному фізичному навантаженню;

13. Передчасному старінні;

14. Іонізуючому опроміненні, променевій хворобі, інкорпорації радіонуклідів;

15. Надмірному інфрачервоному, ультрафіолетовому опроміненні;

16. Несприятливої промислової екологічної ситуації: впливі різних хімічних токсичних речовин, важких металів, оксидів азоту, озону, вуглеводнів, кварцового пилу й ін.;

17. Палінні, хронічному алкоголізмі.

Добре відомо, що стан організму залежить від надходження в нього різних речовин із навколишнього середовища. Це розуміли вже в Древній Греції, говорячи, що "ми являємо собою те, що ми їмо".

В організм із їжею поступають жиророзчинні антиоксиданти-вітаміни А, Е, К та водорозчинні — аскорбінова кислота, флавоноїди, які вміщують амінокислоти. Тому збалансоване раціональне харчування є запорукою нормального функціонування фізіологічної антиоксидантної системи і профілактики хвороб, у розвитку яких велике значення має антиоксидантна недостатність і пов'язаний з нею імунний дисбаланс. Харчування може бути неповноцінним з різних причин: через певні харчові переваги, недоїдання, недостатнє вживання овочів, фруктів, зелені взимку і навесні, неправильної кулінарної обробки харчових продуктів. Тому виникає необхідність призначення антиоксидантів-вітамінів і мікроелементів у вигляді добавок.

Реальна добова потреба у вітамінах, мікроелементах може коливатися в залежності від маси тіла пацієнтів, умов навколишнього середовища, способу життя, характеру харчування, віку, статі, соматичного стану (здоров'я, преморбідний стан, хвороба, реконвалесценція та т.п.). задовольнити добову потребу організму людини в мікроелементах значно важче, ніж у вітамінах (особливо це стосується селену). Тому додаткова підтримка антиоксидантної системи за допомогою антиоксидантних речовин надзвичайно актуальна. Традиційним є використання вітамінів (бета-каротину, А, Е, С, В₆, РР, К), мікроелементів і мінералів (селену, міді, цинку, заліза, магнію, сірки, марганцю), препаратів — унітіолу, метионіну, кортикостероїдів, естрогенів, ліпоєвої кислоти, оксибутирату натрію, есенциале. Однак оптимальним є призначення вітамінів і мікроелементів у складі антиоксидантних комплексів. За даними звіту Foods and Drugs Administration (FDА, 1996) — спеціального органу в Америці, що контролює якість харчових продуктів і лікарських засобів, — антиоксидантні препарати приймають 72,4% мешканців США віком понад ЗО років. 40% із них приймають антиоксидантні препарати як добавку до їжі протягом декількох років.

Вище вже згадувалося, що найбільш сильними природними антиоксидантами і імуностимуляторами є вітаміни — С, А, Е, мікроелементи цинк, мідь, селен.

Між вітамінами, а також між ними і мікроелементами існує тісна фізіологічна взаємозалежність. Ефективність кожного з цих антиоксидантів зростає при їхньому спильному вживанні завдяки взаємному синергізму. З'єднання в однім препараті значно посилює не тільки антиоксидантний, але й імуномодулюючий ефект кожного з інгредієнтів. Перераховані антиоксиданти-вітаміни і мікроелементи складають основу антиоксидантних препаратів.

Одним із показників збалансованості антиоксидантного препарату є відповідність складу його інгредієнтів фізіологічної добової потреби дорослої людини. При цьому чим більше спостерігається випадків збігу з фізіологічною добовою потребою складових препарату, тим безпечніше й ефективніше його тривалий (більш З—4 місяців) профілактичний прийом.

В даний час на фармацевтичному ринку України є велика кількість препаратів, що володіють антиоксидантними властивостями. З їхнього числа насамперед варто назвати антиоксидантні комплекси Три-Ві і Три-Ві плюс (США), що по вмісту та взаємному співвідношенню інгредієнтів щодо фізіологічної добової потреби дорослої людини є оптимальними. Обидва цих комплекси містять в одній таблетці 60 мг вітаміну С, 30 МО вітаміну Е, 5000 МО бета-каротину. Комплекс Три-Ві плюс додатково містить 40 мг цинку у вигляді оксиду цинку, 40 мкг селену (селенуту натрію) і 2 мг міді (оксиду міді). Синергічна дія компонентів обумовлює високу ефективність препаратів як із профілактичною, так і з лікувальною метою (табл. 25).

Антиоксидантні комплекси Три-Ві, Три-Ві плюс орієнтовані на RDА (Recommended Dietary Allowances), тобто вміст в них вітамінів С, Е й бета-каротину відповідає американським нормативам добової потреби. Комплекси збалансовані за своїм складом, а одночасне використання декількох антиоксидантів значно перевищує захисний ефект цих речовин, узятих окремо. Це пов'язано з взаємним захистом антиоксидантів від швидкого використання і є характерним для речовин із різним механізмом дії.

Таким чином, якісний і кількісний склад антиоксидантних комплексів Три-Ві і Три-Ві плюс добре обгрунтований. Токсичність їхніх складових елементів дуже низька. Так, при багаторічному прийомі вітаміну Е в дозі 200—300 мг майже не спостерігається побічних ефектів. Низька токсичність характерна і для вітаміну А: хронічні токсичні реакції відзначаються при дозах понад 100000 МО в добу. Вживання міді до 10 мг у добу безпечно для дорослих, тому прийом 3 таблеток Три-Ві плюс у день без обліку вмісту міді в харчових продуктах не приводить до токсичних проявів. Доза селену (40 мкг) також фізіологічна: чоловікам потрібно щодня до 70 мкг, жінкам — 55 мкг цього мікроелементу.

Що стосується цинку, то Три-Ві плюс містить 40 мл цього мікроелементу — більш, ніж якийсь інший препарат антиоксидантної групи. Це робить обгрунтованим його застосування в комплексному лікуванні цілого ряду захворювань, що супроводжуються порушенням клітинного і гуморального імунітету.

Таблиця 25. Показання і спосіб призначення антиоксидантних вітамінів і мікроелементів

_____________________________________________________________________________

Препарат Показання Спосіб

призначення _____________________________________________________________________________

Три-Ві плюс	3 профілактичною метою	По 1 таблетці в добу під час їжі
Три-Ві	Те ж саме	По 1 таблетці (розжувати) в добу під час їжі
Три-Ві плюс	При захворюваннях	По 2—3 таблетки в добу протягом 1-2 місяців
Три-Ві
Три-Ві плюс	При несприятливій екологіч­ній і радіаційній ситуа­ції	По 1 таблетці в добу перед іжею або під час їжі, 3 місяці з наступною місячною перервою перед повторним курсом
Три-Ві	Для профілактики ускладнень, лікування пухлин, у період реконвалесценції після важких захворювань, операцій і т.п.	Чергувати: місяць Три-Ві, місяць Три-Ві плюс

Не варто призначати Три-Ві і Три-Ві плюс хворим із підвищеним внутрішньочерепним тиском, важкими порушеннями функції печінки і нирок, у гострий період інфаркту міокарда, першому триместрі вaгітності. Необхідно дотримувати обережності при декомпенсації функції серцево-судинної системи (внаслідок пороків серця, кардіосклерозу). При підвищеній схильності до згортання крові, тромбозам, при тромбофлебітах не варто призначати більш 1 таблетки в добу.

З числа інших антиоксидантних вітамінно-мінеральних комплексів можна рекомендувати цитогард-антиоксидант (США), мілтріум (США) і ін.

На закінчення перерахуємо загальні показання до призначення антиоксидантної терапії:

1. Проживання в районах із несприятливою екологічною (радіаційною) обстановкою;

2. Порушення імунітету;

3. Профілактика грипу, простудних і інфекційних захворювань;

4. Профілактика атеросклерозу, ішемічної хвороби серця, коллагенезів, паркінсонізму;

5. Профілактика онкологічних захворювань у пацієнтів із груп підвищеного ризику;

6. Профілактика рецидивів після онкологічних операцій;

7. Масивна і тривала медикаментозна або променева терапія (препарати супроводу);

8. Уповільнення процесів старіння;

9. Дефіцит вітамінів у їжі;

10. Захворювання нервової системи;

11. Порушення зору і захворювання очей (катаракта й ін.);

12. Прискорення репаративних процесів.

Дата добавления: 2014-12-17