Институт радиобиологии НАН Беларуси

В настоящее время признано, что окислительное повреждение различных макромолекул, составляющих структурную основу всех живых организмов (нуклеиновых кислот, белков, липидов) – это основное проявление т.н. окислительного стресса. Последний понимается как нарушение обмена веществ и энергии, накопление активных повреждающих агентов (свободных радикалов, прооксидантов и т.п.), инициирующих повреждение живых организмов на различных уровнях их организации (начиная, в первую очередь, с молекулярного) и ведущих, тем самым, к развитию различных патологических состояний. Окислительное повреждение ДНК и липидов к настоящему времени хорошо изучено, а следствия их повреждения хорошо поняты. В то же время окислительная модификация белков представляется не столь важной и значимой, и, по этой причине, гораздо менее изученной (особенно в аспекте анализа связи их окисления и функциональным состоянием организма, как-то: старение, гипероксия и гипоксия, повышение температуры, а также разного рода патологии). К настоящему времени уже достаточно четко и объемно сформировано представление об окислительной деструкции протеинов как о раннем и наиболее надежном индикаторе окислительного стресса. Поскольку белки присутствуют во всех тканях и органах, именно их модификация может выступать надежным индикатором патологических процессов как на местном (локальном), так и общеорганизменном уровне. Поскольку белки выполняют специфические функции (зачастую имеющие ясно видимое и легко фиксируемое проявление), оценка качественных и количественных аспектов окислительной модификации белков имеет ряд преимуществ. Показано, что при широком спектре патологий самой разнообразной этиологии именно окислительная модификация именно протеинов (а не липидов и нуклеиновых кислот) является одним из самых ранних и надежных маркеров их наличия и даже еще только возникновения. Кроме того, установлено, что окислительно модифицированные протеины могут находиться в живых организмах более-менее длительное время (часы, дни и даже годы (например, липофусцин)), в то время как первичные интермедиаты окислительного стресса (свободные радикалы, продукты ПОЛ) существуют в свободном состоянии гораздо менее продолжительно (обычно несколько минут, максимум несколько часов). Это обстоятельство также позволяет рассматривать феномен окислительной модификации протеинов в живых организмах в качестве относительно стабильных диагностических параметров их структурно-функционального состояния, что имеет большое значение в клинической практике. Вышеизложенное, таким образом, свидетельствует о важности места окислительной протеиновой модификации в генезе многих патологических состояний, связанных, в первую очередь, со свободно-радикальными повреждениями. В настоящее время несомненной представляется взаимосвязь между уровнем продуктов окисления белков и широким рядом функциональных состояний организмов. Так, старение, гипер- и гипоксия, повышение температуры, патологические состояния (в первую очередь, сердечно-сосудистые заболевания, ишемия/реперфузия, диабеты, нейродегенеративные состояния) четко связаны с увеличенным уровнем окислительно модифицированных белков. Однозначно утверждать, что именно модификация белков служит первопричиной отмеченных изменений сложно (точнее, что только модификация белков), но во многих случаях для этого все-таки существуют серьезные основания. Имеется достаточно примеров, когда снижение степени окисленности белков коррелировало с улучшением состояния организма. Поэтому считается, что уровень окисленных белков (и качественный характер такой окисленности) по меньшей мере может служить маркером названных изменений и, тем самым, быть полезным в деле разработки защитных мероприятий, иметь прогностическое значение при заболеваниях, использоваться для профилактики и оценки правильности и эффективности лечения.
Читать далее…