Загальний механізм патології (реферат)

Реферат на тему:

Загальний механізм патології

З давніх часів патологічна фізіологія вивчає загальні механізми
патології. Одним із головних загальних методів в біофізичних і
біохімічних дослідженнях є вивчення стану системи вільнорадикального
окиснення в організмі людини й тварин.

На організм людини діє комплекс негативних факторів, що відрізняються за
характером, інтенсивністю та за механізмом шкідливого впливу [1].
Найбільш ранні й неспецифічні порушення захисно-пристосувальних реакцій
організму при дії факторів середовища супроводжуються змінами
вільнорадикального окиснювання (ВРО). Успішне рішення цієї проблеми
дозволить розробити нові, ефективні методи ранньої діагностики, допоможе
вести цілеспрямований, науково обґрунтований пошук оптимальних шляхів
удосконалювання способів профілактики захворювань і підвищення
резистентності організму.

Відповідно до сучасних уявлень, багато фізіологічних і метаболічних
процесів, що протікають в організмі, тісно пов’язані з вільнорадикальним
окиснюванням [1, 2].

Теорію ланцюгових і вільнорадикальних процесів створив академік М.М.
Семенов в 1934 р. [3, 4]. Щодо жирів, при дослідженні їхнього
окиснювання in vitro у техніці та харчовій промисловості цю теорію
детально розробив М.М. Емануель. У біології відносно ролі радикальних
процесів у живому організмі різними авторами в різний час були
сформульовані наступні положення [3]:

Вільнорадикальне неферментативне окиснювання безупинно протікає в нормі
у всіх тканинах живих організмів, тобто певний рівень ВРО є одним з
показників гомеостазу (А.І. Журавльов, 1968).

Розвиток ланцюгового й вільнорадикального окислювання в тканинах може
бути патогенетичною основою деяких патологічних станів (Б.Н. Тарусов,
1962).

ВРО – це процес безпосереднього переносу кисню на субстрат з утворенням
перекисів, кетонів, альдегідів, при цьому характерною рисою реакції є її
ланцюговий характер, вона сама індукується [5]. ВРО є універсальним
механізмом, за допомогою якого контролюються найважливіші гомеостатичні
фізико-хімічні параметри клітини: в’язкість, вибіркова проникність і
цілісність клітинних мембран [6]. За участю вільних радикалів (ВР)
протікає обмін речовин, відбувається детоксикація чужорідних сполук, що
надходять і утворюються в організмі. Радикали й продукти ВРО впливають
на імунітет, структуру й функцію біологічних мембран, акумуляцію й
біотрансформацію енергії.

Не викликає сумніву, що присутність ВР в організмі має певне
фізіологічне значення [7]. Протікання багатьох біологічних процесів,
фізіологічних актів неможливе без вільних радикалів [8]. Утворення О2?
та інших активних кисневих форм забезпечує цитотоксичну дію фагоцитів, є
механізмом регуляції процесу розподілу клітин, забезпечує попередження
злоякісної трансформації клітин, модуляцію «програмованої» загибелі
клітин (апоптоз), ротацію білкового й ліпідного компонента біомембран,
синтезу ряду біологічно активних речовин (простагландинів,
простациклінів, катехоламінів, стероїдів, тромбоксанів, лейкотриєнів
тощо) [7, 9]. Відомо, що рівень О2? і Н2О2 контролює в еукаріотів
експресію антиоксидантних генів. Разом з тим, навіть такий, як здається,
«шкідливий» процес – перекисне окиснення ліпідів (ПОЛ) – має велике
значення для відновлення мембран, ротації їх білкового й ліпідного
компонентів, регуляції фізико-хімічних властивостей мембран клітин і
субклітинних структур.

Відомо, що ВР відіграють важливу роль у підтримці транспорту електронів
у дихальному ланцюзі, індукції утворення пор у мітохондріальній
мембрані, які регулюють сполучене дихання з окисним фосфорелюванням і
лежить в основі окисних процесів у мітохондріях. Окисні процеси за
участю активованих кисневих метаболітів – невід’ємна частина існування
вищих форм живих організмів. Вони виконують функцію між- і
внутрішньоклітинних месенджерів, модуляторів та індукторів у біохімічній
регуляції й реалізації метаболічних процесів, є найпершою і найбільш
мобільною ланкою в адаптаційній перебудові організму при екстремальних
впливах [8].

Установлено, що при екстремальних впливах в організмі активуються
окиснювально-відновні процеси, які ведуть до утворення ліпо- і
гідроперекисів, подальше розкладання яких сприяє утворенню ендогенного
кисню, необхідного для життєдіяльності. Подвійність властивостей
активізованих кисневих метаболітів припускає, що у фізіологічних умовах
існує деяка рівновага між продукуванням ВР і їхньою нейтралізацією, а
також різні механізми його підтримки.

Швидкість ВРО в органах і тканинах підтримується на певному рівні. При
стресі та різних захворюваннях порушення ВРО є ранньою, універсальною
неспецифічною ланкою патогенезу багатьох захворювань [1, 2]. Варто
особливо підкреслити, що зміна ВРО звичайно передує появі клінічних
симптомів ушкодження. ВРО також порушує структурно-функціональну
організацію біомембран і є одним із провідних універсальних механізмів
ушкодження клітини [5, 10]. Тому оцінку стану цього процесу
рекомендовано включити як один з методів моніторингу здоров’я, у тому
числі й при проведенні лікувально-профілактичних заходів [2].

Утворення вільного радикала, або ініціювання, пов’язане з витратами
великої кількості енергії (не менше 80-120 ккал/моль). Власне процес ВРО
не залежить від зовнішньої енергії, протікає самопливно й не вимагає
екзогенної енергії й каталізаторів (ферментів) [3]. Істотною особливістю
ВРО є здатність до розвитку ланцюгової реакції автоокиснення. Найбільш
активно ВРО розвивається в жирах [11]. Повністю перешкодити ВРО важко,
хоча його можна загальмувати – інгібувати. Вільний радикал активно
реагує із сусідніми молекулами, атакує їх з утворенням нового радикала.
При цьому радикал не зникає, неспарений електрон виявляється в іншої
молекули, що сама стає радикалом у ході розвитку ланцюга. Не всі вільні
радикали в тканинах мають деструктивну дію, не всі вони здатні брати
участь у ВРО. Виділяють кілька груп вільних радикалів, що розрізняються
своєю біологічною роллю [3, 12, 13]:

ВР, що беруть участь в обміні речовин, необхідні для здійснення
нормального обміну, не можуть брати участь у ВРО.

ВР біоантиокиснювачів – відносно стабільні малоактивні радикали, які
довго живуть, не здатні до продовження ланцюга. Вони здійснюють захисну
функцію в біологічних системах.

Активні ВР, які мало живуть, здатні до продовження ланцюга в реакції
автоокиснення. Це вільнорадикальні стани молекул ненасичених гліцеридів
і жирних кислот протоплазми клітин, плазми крові й лімфи. Відрізняються
токсичністю, викликають катаболічні процеси, які призводять до
гальмування швидкості росту, прискорюють процес старіння.

Існує й інша класифікація, відповідно до якої всі радикали, які
утворюються в організмі ссавців, можна розділити на три групи [2]:

Первинні радикали (радикали убіхінону, супероксиду й оксиду азоту)
виконують життєво важливі функції переносу електронів у дихальному
ланцюзі, захисті від мікроорганізмів і регуляції кров’яного тиску.

Вторинні радикали (гідроксильний і ліпідний радикали) справляють
цитотоксичну дію й у більшості випадків дають поштовх для розвитку
патологічного процесу запуску ланцюгових реакцій ПОЛ, багато хвороб
розвиваються в результаті дії саме цих радикалів.

Третинні радикали утворюються при взаємодії вторинних радикалів з
молекулами антиоксидантів й інших антиокисних сполук, їхня роль може
бути різною [14].

Подвійність властивостей активізованих кисневих метаболітів припускає,
що у фізіологічних умовах існує рівновага між продукуванням ВР і їхньою
нейтралізацією, а також різні механізми її підтримки. ВРО має специфічні
інгібітори – антиокиснювачі [15]. Антиокисну дію мають ті сполуки,
радикали яких не здатні продовжити ланцюг. Таким чином, відбувається
обрив реакції утворення вільних радикалів. Тканини живого організму
містять велику кількість антиокиснювачів (токоферол, аскорбінова
кислота, адреналін тощо). Вони відіграють важливу роль у захисті
багатьох біологічних структур від окиснювання вільними радикалами [11,
16]. Стаціонарний рівень ВРО й ПОЛ в організмі підтримується завдяки
активності ферментних і неферментних антиоксидантних систем (АОС).

АОС включає антиоксиданти, локалізовані як у гідрофобному мембранному
(токоферол), так і гідрофільному внутрішньоклітинному й неклітинному
середовищі (тіолові сполуки, селенові похідні, система глютатіону), а
також три головні групи ферментів – антирадикальний фермент
супероксиддисмутаза, антиперекисний фермент каталаза й головний
сироватковий антиоксидант – фермент церулоплазмин [17].

Початкові стадії процесу ВРО контролюються супероксиддисмутазою [18],
яка дезактивує супероксидний радикал і, відповідно, зменшує загальний
токсичний ефект активних форм кисню. Пероксид водню, що утворюється при
дисмутації супероксидного аніона, розкладається каталазою.
Гідропероксиди ліпідів відновлюються селензалежною глутатіонпероксидазою
і глутатіонтрансферазою. Жирнокислотні радикали й радикали кисню можуть
інактивовуватися антиоксидантами.

Зрив антиоксидантного захисту внаслідок будь-якого зовнішнього впливу
(багато негативних факторів виробничого й навколишнього середовища)
викликає посилення ВРО [3, 19, 20]. Це супроводжується зміною
конформації ліпідів, що призводить до порушення структурних і
функціональних властивостей біомембран, підвищенню їхньої лабільності й
проникності, розбалансуванню ферментних систем мембран, порушенню
електротранспортних ланцюгів мітохондрій. Крім того, продукти ВРО
ушкоджують білки, тіолові сполуки, нуклеотидфосфати, змінюють ступінь
гліколізу білків, ушкоджують ядерну ДНК із утворенням її одноланцюгових
розривів.

За оцінкою активності процесів ПОЛ і ВРО та ступеня зсуву рівноваги між
прооксидантами й антиоксидантами можна розглядати об’єктивні й дуже
чутливі показники загального стану організму, активності й
функціонування систем підтримки гомеостазу [5, 17]. Ці дані можуть
містити інформацію про ступінь і глибину виразності дії диструктивного
фактора на організм.

ВРО на всіх етапах протікання утворює численні продукти, які є
результатом взаємодії ВР між собою й біологічними макромолекулами. Всі
продукти ВРО прийнято підрозділяти на дві групи: нестабільні й стабільні
[12]. До першої групи відносять всі продукти радикальної природи. До
другої групи прийнято відносити продукти нерадикальної природи, серед
яких виділяють наступні: первинні продукти ВРО – це вільні окисні
радикали: супероксид, гідропероксид і гідроксил, гідроперекиси, ліпідні
перекиси, епоксиди, дієнові кон’югати; до вторинних продуктів ВРО
відносять альдегіди, зокрема малоновий діальдегід, газоподібні продукти
окисної деградації жирних кислот (етан, пентан), що утворюються при
розриві подвійних зв’язків у вуглецевому ланцюзі; кінцевими продуктами
ВРО є флуоресціюючі продукти окисної сополімеризації ліпідів і білків –
шифові основи [16], газоподібні продукти (пентан, гептан і інші),
нітрати й нітрити.

До числа продуктів ВРО можуть бути віднесені також кванти
електромагнітного випромінювання в ближній ультрафіолетовій і видимій
областях спектра, які генеруються біологічними системами (клітинами,
рідинами) при рекомбінації, диспропорціонуванні пероксидних радикалів
[19, 21].

За рівнем даних продуктів можна судити про інтенсивність ВРО в різних
біологічних системах і тканинах організму, тобто про ступінь їхнього
ушкодження під дією несприятливих факторів середовища [19, 12, 22]. При
оцінці активності ВРО необхідно мати на увазі, що клітина, організм
мають у своєму розпорядженні безліч захисних механізмів, що більш-менш
ефективно протидіють ВРО. Тому показником ступеня посинення ВРО може
служити не тільки збільшення кількості продуктів ВРО, але й швидкість
витрати, ступінь втрати антиоксидантних ресурсів.

Так, у реакціях ВРО беруть участь: ліпіди (ненасичені жирні кислоти)
біомембран і біологічних рідин та молекулярний кисень; продукти, що
утворюються в процесі ВРО (первинні, вторинні, кінцеві) ; каталізатори
(стимулятори) ВРО – активні форми кисню (вільні радикали, пероксиди);
вільні іони металів зі змінною валентністю; різноманітні антиоксидантні
механізми, що забезпечують структурово-просторові й біохімічні
ускладнення на шляху протікання перекисного окиснювання ліпідів і обрив
ланцюгів ВРО [16, 19]. Визначення кожного з компонентів даної системи,
його кількісної динаміки подає певну інформацію про процес ВРО. Однак
перший компонент (ліпіди) присутні в системі в надлишку, його визначення
не дуже ефективне. Вільний кисень також, як правило, не є лімітуючим
чинником (він витрачається не тільки в процесі ВРО, але, насамперед, у
процесі нормальних ферментативних реакцій мітохондріального й
мікросомального окиснювання). Іони металів також не витрачаються в
процесі ВРО, тому їхнє визначення не має великого значення в плані
оцінки ступеня активації ВРО.

Головні показники інтенсивності й динаміки ВРО в живих системах – це
продукти ВРО, що виступають як каталізатори даного процесу; друге
джерело інформації – стан антиоксидантних систем – кількість
антиоксидантів різних типів, активність антиоксидантних ферментних
систем.

На сьогоднішній день застосовується багато методів дослідження стану
системи вільнорадикального окиснювання. Всі вони мають нерівнозначну
цінність і можуть дати інформацію про різні етапи протікання
вільнорадикального окиснювання.

Для прямого виявлення вільнорадикальных реакцій і безпосереднього
вивчення зміни концентрації ВР у ході досліджуваного процесу
застосовують прямі методи: метод хемілюмінесценції й метод електронного
парамагнітного резонансу.

Для оцінки інтенсивності ВРО використовують метод хемілюмінесценції (ХЛ)
[23], який позитивно відрізняється своєю чутливістю.

Принцип методу: виконується вимірювання інтенсивності надслабкого
світіння біологічного матеріалу в області спектра 400-600 нм, що виникає
внаслідок хемілюмінесцентних реакцій. У біологічних системах квант
світла випромінюється при реакції рекомбінації пероксидних радикалів.

Надслабке світіння може бути зафіксоване в живій системі без
використання будь-яких домішок – спонтанна ХЛ, або за допомогою
флюорохромів – хімічних добавок, що підсилюють слабке спонтанне
світіння. Найбільш часто з даною метою використаються люмінол
(люмінолзалежна ХЛ), люцигенін, іони двовалентного заліза [15, 24, 25].
Посилення світіння біологічних систем може бути досягнуте за допомогою
перманганату калію й перекису водню [26].

Для вивчення ферментативної антиоксидантної системи захисту організму
використовують хемілюмінесцентні методи визначення вмісту
супероксиддисмутази й каталази [23, 27, 28] у мембранах еритроцитів.
Систему неферментативного антиоксидантного захисту організму оцінюють за
вмістом у крові ендогенних (гістидину, метіоніну, цистеїну, сечової
кислоти) і екзогенних (вітамінів С і Е) антиоксидантів.

Хемілюмінесцентний метод має чутливість приблизно в 100 разів вище
чутливості електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) [19, 22, 23].
Саме тому в більшості досліджень первинні продукти ПОЛ й ВРО визначають
за допомогою хемілюмінесцентного аналізу різноманітних біологічних
середовищ: сироватки (плазми) крові, гомогенатів паренхіматозних органів
(печінки, селезінки, нирок і т.п.), сечі, слини, конденсату альвеолярної
вологи [24, 25, 29].

Метод ЕПР використовується для ідентифікації первинних продуктів ВРО
[23, 30, 31], вільних радикалів. За допомогою методу ЕПР зручно вивчати
NO-комплекси гемоглобіну (відносять до нестабільних продуктів ВРО),
оскільки вони мають характерні сигнали [14]. Принцип ЕПР полягає в
резонансному поглинанні енергії електромагнітного поля парамагнітною
речовиною, що перебуває в постійному магнітному полі. Інтенсивність
сигналу ЕПР пропорційна загальній кількості неспарених електронів і
відображає кількісну сторону метаболічної активності досліджуваних
об’єктів [23]. Однак прямий метод кількісного визначення радикалів за
допомогою ЕПР технічно складний і при його використанні ідентифікують
радикали не тільки активних форм кисню, але й ліпідів, амінокислот
білків, нуклеїнових кислот тощо.

Успішно застосовується також метод спінових пасток. Cпінові пастки – це
молекули, які при взаємодії з нестабільними радикалами утворюють
стабільні нітроксильні радикали, так звані спінові адукти, сигнали ЕПР
яких потім вимірюють з метою якісного й кількісного аналізу відповідних
радикалів [15, 22].

Недоліками прямих методів є те, що вони не завжди можуть дати кількісну
оцінку вільнорадикальних процесів.

o oe ?

?

-

|

~

чайно використовують спектрофотометричні методи їхнього визначення [16,
23], засновані на тому, що в процесі ПОЛ ненасичених жирних кислот
утворюються радикали, що мають локалізовану між п’ятьма вуглецевими
атомами п’ятиелектронну систему. Гідропероксиди, що утворюються, мають
інтенсивне поглинання світла в ультрафіолетовому діапазоні внаслідок ?*-
?*- переходів [16].

Одним з розповсюджених у дослідженнях біомаркерів ВРО й ПОЛ є малоновий
діальдегід (МДА) і ряд карбонільних сполук [30, 31], рівень яких
визначають у сироватці крові, еритроцитах, гомогенатах паренхіматозних
органів. МДА оцінюють у біосубстратах за реакцією з тіобарбітуровою
кислотою (ТБК) і визначають спектрофотометрично за максимумом поглинання
азометинового комплексу при довжині хвилі 532 нм [32, 16]. Такий метод
визначення простий і знайшов найбільш широке застосування в
дослідженнях. Однак він мало специфічний, тому що ТБК реагує не тільки з
МДА, але й з іншими альдегідами, амінокислотами, білірубіном, тобто
фактично визначають сумарно всі ТБК-активні продукти [23, 30, 31].

За допомогою спекрофотометричного методу також визначають активність
каталази крові [27]. При цьому активність даного антиперекисного
ферменту визначається за швидкістю утилізації перекису водню з
досліджуваного середовища в колірній реакції з молібдатом амонію. Про
ступінь активності каталази судять за надлишком перекису водню,
концентрація якого може бути кількісно визначена завдяки його здатності
утворювати стійку сполуку із солями молібдену, яка має характерне
забарвлення. Такий метод визначення досить простий і чутливий, тому
найбільш часто застосовується в практиці для визначення активності
каталази.

Метод визначення активності супероксиддисмутази ґрунтується на здатності
даного ферменту гальмувати реакцію автоокиснення адреналіну в лужному
середовищі. Кінетику даної ферментативної реакції досліджують з
допомогою спектрофотометра при довжині хвилі 340 нм [23]. Існує також
метод спектрофотометричного визначення активності супероксиддисмутази
крові, що базується на здатності цього ферменту інгібувати відновлення
нітроблакитного тетразолію [33].

Вітамін Є визначають спектрофотометричним методом по Бієрі у присутності
хлорного заліза [16, 32].

Активність пероксидази крові, глутатіонпероксидази й глутатіонредуктази
еритроцитів, церулоплазміну сироватки крові, глутатіону, вміст у крові
нітрату й нітриту також встановлюють за допомогою методу
спектрофотометрії [12, 23, 33].

Базисними аналітичними апаратами для клініко-біохімічних лабораторій є
спектрофотометри, тому спектрофотометричні методи визначення учасників
процесу ВРО найбільш часто застосовувані на практиці, при цьому вони
прості у виконанні й досить чутливі.

Шифові основи як продукти взаємодії карбонільних сполук і аміногруп
білків, амінокислот і нуклеїнових кислот екстрагують сумішшю Фолча
(хлороформ-метанол) з наступним спектрофлуориметричним визначенням
їхнього вмісту в хлороформному екстракті при довжині хвилі 360 нм
максимумі випущення у відрізку 420-440 нм [12, 16, 30].

Для визначення перекисних сполук (перекису, гідроперекису) ліпідів
використають метод йодометричного титрування [16, 30]. В основі цього
методу лежить принцип визначення вільного йоду або трийодину, які
утворюються внаслідок відновлення пероксидних груп йодидом-іоном.
Практично цей метод реалізується в умовах титрування ліпідних екстрактів
й інших біопроб.

Вільні амінокислоти крові визначають методом іонообмінної хроматографії.
Для визначення активності глютатіонпероксидази застосовують метод,
заснований на колориметричному визначенні швидкості окиснювання
глютатіону в присутності гідроперекису третинного бутилу [23, 28].

Аскорбінову кислоту визначають методом візуального титрування з
використанням 2,6-індофенолфеноляту Na.

Сьогодні дослідниками проводиться активний пошук більш точних і
достовірних методів визначення концентрації й активності учасників
вільнорадикальних процесів.

Далі наведені результати досліджень стану вільнорадикального окиснювання
різними методами у працівників деяких галузей промисловості. При цьому
для діагностики порушень кінетики ВРО й оцінки ефективності проведеного
лікування прийнято визначати в плазмі й еритроцитах крові вміст
первинних (дієнові кон’югати), вторинних (малоновий діальдегід),
кінцевих (шифові основи) продуктів ПОЛ, концентрацію основного
природного антиоксиданту – альфа-токоферолу з розрахунком показника
коефіцієнта МДА/альфа-токоферол. У деяких випадках досліджують
активність ферментів антиокисного захисту: супероксиддисмутази,
церулоплазміну, глутатіонредуктази, глутатіонпероксидази, каталази [34,
34, 36]. Також для оцінки протікання ПОЛ визначають проникність
еритроцитарних мембран, або осмотичну стійкість еритроцитів.

При оцінці стану ВРО в еритроцитах, плазмі крові й сечі працівників
нафтопереробної промисловості, що піддаються в процесі професійної
діяльності комбінованій інгаляційній дії хімічних забруднювачів,
спостерігалися істотні порушення процесів ВРО. Інтенсивність процесів
ВРО оцінювали за вмістом продуктів ПОЛ-дієнових кон’югатів, малонового
діальдегіду, основ Шифа. Концентрацію дієнових кон’югатів оцінювали за
характерним для них поглинанням в ультрафіолетовій області при довжині
хвилі 233 нм. Кількість основ Шифа визначали за інтенсивністю
флюоресценції (?=440 нм). Вміст МДА визначали за реакцією з
тіобарбітуровою кислотою. Інтенсивність хемілюмінесценції, індукованої
Fe-2, у плазмі крові й сечі оцінювали шляхом реєстрації надслабкого
світіння на установці ХЛ-003. Зрушення в протіканні процесів ВРО
полягали в нагромадженні в крові й сечі дієнових кон’югатів, МДА, основ
Шифа, посиленням інтенсивності світіння крові й змінами ХЛ сечі [6, 29].
Відзначені зміни перебували в прямій залежності від тривалості контакту
з комплексом хімічних забруднювачів повітря робочої зони.

Стан ВРО гомеостазу був досліджений також у працівників скляного заводу,
які піддавалися впливу свинцю, і непрацюючих осіб із хронічною свинцевою
інтоксикацією. У робітників, які контактували зі свинцем, спостерігали
ініціацію ВРО, хоча це не призводило до порушення його ланцюжків і
активації ПОЛ. Це було пов’язано з підвищенням інтегральної
антиоксидантної забезпеченості організму за даними індукованої ХЛ і
підтверджувалося функціональною напругою антиперекисної ланки АОС,
зокрема, підвищенням активності каталази в еритроцитах. У хворих на
хронічну свинцеву інтоксикацію активація ВРО супроводжувалася порушенням
його ланок, про що свідчило посилення процесів ПОЛ в плазмі крові,
зниження резистентності її ліпідів до переокиснювання й підвищення
утворення малонового діальдегіду на підставі зниження антиоксидантної
забезпеченості за рахунок пригнічення супероксиддисмутази в еритроцитах
крові й церулоплазміну в сироватці [30].

Проводились дослідження активності ПОЛ й ферментів антиоксидантного
захисту у гірників глибоких вугільних шахт [37]. Вміст продуктів ПОЛ
(дієнові кон’югати, малонового діальдегіду) у плазмі крові й активність
ферментів антиоксидантного захисту – супероксиддисмутази в еритроцитах і
каталази в сироватці крові – визначали спектрофотометричним методом за
характерним максимумом поглинання в ультрафіолетовому спектрі. Було
встановлено значне підвищення первинних (дієнові кон’югати) і кінцевих
(МДА) продуктів ПОЛ, більш виражене (дієнові кон’югати) у працівників,
що виконують важкі роботи в найбільш несприятливих умовах підземних
виробок. У гірників спостерігали також підвищення активності
антирадикального (супероксиддисмутаза) і антиперекисного (каталаза)
захисту організму. Ці зміни можуть відігравати вирішальну роль у
виникненні патологічних змін внутрішніх органів.

За допомогою люмінолзалежної ХЛ плазми крові й слини був оцінений стан
ВРО в організмі працівників заводу з виробництва хлорвмісних пестицидів
при контакті з діоксинами [25]. Було доведено, що діоксини викликають
стан генералізованого оксидантного стресу (стан, при якому в різних
тканинах відбувається виражене посилення інтенсивності вільнорадикальних
процесів, опосередкованих активними формами кисню) в організмі
контактуючих з ним людей.

За допомогою ХЛ-аналізу був досліджений вплив епоксидних смол на
протікання імунологічних і вільнорадикальних процесів в організмі
працівників, що контактують із даними речовинами [34, 34]. Виявлено
кілька кінетичних параметрів ХЛ сироватки крові, які відповідають
активації або гальмуванню процесів ВРО, підвищенню або зниженню
антиоксидантного захисту (АОЗ) крові. Показано, що ХЛ-аналіз і показники
АОЗ крові можна розглядати як ранні діагностичні й прогностичні критерії
несприятливого впливу епоксидних смол на організм робітників.

У гірників алмазодобувної промисловості [38] для вивчення стану ВРО
використалися наступні методи. Для вивчення ферментативної системи
антиоксидантного захисту організму використовувалися хемілюмінесцентні
методи визначення вмісту супероксиддисмутази й каталази в мембранах
еритроцитів. Систему неферментативного антиоксидантного захисту
організму оцінювали за вмістом в крові ендогенних (гістидіну, метіоніну,
цистеїну, сечової кислоти) і екзогенних (вітамінів С і Є)
антиоксидантів. Вільні амінокислоти сироватки крові визначали методом
іонообмінної хроматографії. Аскорбінову кислоту визначали методом
візуального титрування з використанням індофенолфеноляту Na. Вітамін Є
визначали спектрофотометричним методом по Biery у присутності хлорного
заліза. Інтенсивність вільнорадикальних процесів оцінювалася за вмістом
в крові малонового діальдегіду, що виявлявся колорометричним методом з
використанням тіобарбітурової кислоти. Зміни антиоксидантного статусу
проявлялися підвищенням рівня ПОЛ, внаслідок активації процесів ВРО, про
що свідчило нагромадження МДА в плазмі крові. Наслідком довгострокової
адаптаційної реакції організму цих робітників до високого рівня ВРО й
несприятливих кліматичних факторів було підвищення вмісту
супероксиддисмутази й каталази в мембранах еритроцитів, а також зміна
показників білкового обміну.

Сьогодні порушенню окиснювально-відновного гомеостазу, пов’язаного з
порушенням механізмів антиоксидантного захисту, надають істотного
значення при дослідженні розвитку вібраційної хвороби [39]. У
робітників, що працюють із віброінструментами, оцінювали рівень вітаміну
Є в плазмі крові методом Biery. Доведено, що при стресових впливах, до
яких належить й вібрація, спостережуване підвищення рівня
вільнорадикального окиснювання ліпідів є одним з основних патогенетичних
ланок стресових реакцій. При збільшенні тривалості роботи в умовах
вібрації можливості антиоксидантного захисту не забезпечують
стабілізацію реакцій ПОЛ, інтенсивність впливу якого пропорційна
кількості ушкоджених клітин. З патофізіологічних позицій вібраційну
хворобу можна розглядати як варіант мембрано-патологічного процесу. Він
характеризується ушкодженням клітинних мембран і внутрішньоклітинних
органел, нагромадженням первинних і вторинних продуктів ПОЛ, зниженням
активності антиоксидантної системи.

При обстеженні працівників підприємств з виробництва газосвітлових
установок і підприємств утилізації люмінесцентних ламп [40] виявлено
порушення в організмі, пов’язані зі зміною процесів перекисного
окиснювання ліпідів і активністю ферментів антиоксидантної системи
(супероксиддисмутази, глутатіонредуктази, каталази). Спеціальні
біохімічні дослідження включали визначення рівня вмісту ртуті в сечі,
активності ферментів антиоксидантної системи в крові:
супероксиддисмутази, глутатіонпероксидази й каталази, рівня перекисного
окиснювання ліпідів по малоновому діальдегіду. У працівників
спостерігалися порушення, пов’язані зі змінами перекисного окиснювання
ліпідів і активністю ферментів антиоксидантної системи. Ці зміни носили
фазовий характер і відбивали рівень неспецифічної резистентності до
впливу ртуті. Виснаження адаптаційних можливостей організму відбувається
при стажі роботи із ртуттю більше 6 років.

Всі згадані методи дослідження здатні дати об’єктивну й, як правило,
кількісну інформацію про інтенсивність процесу ВРО й окремих його
етапів. Однак значення й цінність інформації, одержуваної за допомогою
кожного з перерахованих методів, різні. Так, для вивчення ранніх,
швидкоплинних реакцій живої системи найбільш адекватні ХЛ-методи
дослідження. Біохімічними методами визначення кількості гідропероксидів
і інших первинних продуктів ВРО можна одержати аналогічну інформацію.
Однак таке визначення займає чимало часу й такі методики
використовуються для дослідження динаміки ВРО в більш пізній термін
після екстремального впливу. Спостерігається збіжність данних,
одержуваних за допомогою хемілюмінесцентних і біохімічних методів [19,
41]. Визначення вторинних продуктів ВРО, насамперед МДА, у практиці
досліджень використовується найбільш часто. Хоча при цьому варто
враховувати, що визначення МДА за допомогою тіобарбітурової кислоти
неспецифічне, крім того, визначення МДА характеризує інтенсивність
вторинних продуктів реакцій ВРО, що розвиваються не відразу, а через
певний час після впливу окисного стимулу. Визначення кінцевих продуктів
ВРО – шифових основ – характеризує ще більш довгострокові зміни. Істотне
збільшення цього продукту найчастіше є наслідком тривалої активації ВРО,
тривалого (хронічного) стресу.

На нашу думку, для оцінки функціонального стану системи ВРО ліпідів і
визначення її ролі в механізмі дії шкідливих факторів навколишнього й
виробничого середовища найбільш прийнятним є комплексний підхід, що
передбачає використання ХЛ-аналізу в сукупності з визначенням стабільних
продуктів ПОЛ – малонового діальдегіду й шифових основ, а також
визначення стану ферментативного й неферментативного ланцюжків АОС.
Використання даного методичного підходу в дослідженнях є найбільш
виправданим і доцільним. Він дозволяє одержати інформацію, що
характеризує, як мінімум, три характерних параметра в системі ВРО: вміст
у досліджуваному біологічному субстраті високотоксичних первинних
продуктів ПОЛ – гідроперекисів ліпідів, проміжних продуктів окиснювання
й вторинних продуктів – МДА. Крім того, хемілюмінограми дають можливість
кількісно оцінити такі важливі процеси, як інтенсивність протікання ПОЛ,
швидкість окиснювання ліпідів, а також інтегральну забезпеченість
біосубстрату антиоксидантами, наявність гормональної гомеостатичної
реакції, спрямованої на гальмування процесу перекисного окиснювання
ліпідів.

Посилення ВРО й виснаження АОС є неспецифічним молекулярним механізмом
патогенезу багатьох професійних і екологічно залежних хвороб, частота
виникнення яких підвищується під дією негативних факторів навколишнього
й виробничого середовища. Саме тому вивчення цих процесів з метою
інтегральної оцінки стану організму людини при шкідливій дії хімічних і
фізичних факторів усе ширше впроваджується в практику гігієнічних,
біохімічних та біофізичних досліджень.

ЛІТЕРАТУРА:

Шакиров Д.Ф., Фархутдинов Р.Р., Зулькарнаев Т.Р. Оценка состояния
здоровья работающих с помощью хемилюминесцентных методов исследования //
Гигиена и санитария. – 1999. – № 3. – С. 36-39.

Особливості протікання вільнорадикальних процесів при диспластичних
формах вад розвитку нирок у дітей Запорізького промислового регіону /
В.О. Дмітряков, І.Ф, Бєленічев, М.М. Гуйтур, О.П. Бережний // Вісник
Запорізького державого університету. – 1999. – № 1.

Журавлев А.И., Журавлева А.И. Сверхслабое свечение сыворотки крови и его
значение в комплексной диагностике. – М.: Медицина, 1975. – 128 с.

Орманов Н.Ж. Роль свободных радикалов в патогенезе хронической
интоксикации соединениями фосфора // Гигиена труда и профессиональные
заболевания. – 1988. – № 9. – С. 15-18.

Кожевников Ю.Н. О перекисном окислении липидов в норме и патологии
(обзор) // Вопросы медицинской химии. – 1985. – № 1. – С. 2-7.

Шакиров Д.Ф. Состояние свободнорадикального окисления у рабочих
нефтеперерабатывающей промышленности // Медицина труда и промышленная
экология. – 2001. – № 1. – С. 10-13.

Зинчук В.В., Борисюк М.В. Роль кислородосвязывающих свойств крови в
поддержании прооксидантно-антиоксидантного равновесия организма //
Успехи физиологических наук. – 1999. – Т. 30, № 3. – С. 38-48.

Тимочко М.Ф., Кобилінська Л.І. Вільнорадикальні реакції та їх
метаболічна роль // Медична хімія. – 1999. – Т. 1, № 1. – С. 19-25.

Чоботько Г.М. Стан ліпідного обміну та вільнорадикальних процесів у
працівників 30-кілометрової зони відчуження // Лікарська справа. – 1998.
– № 1. – С. 32-34.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *