Роль окислительного стресса в развитии гинекологических заболеваний

Окислительный стресс – это нарушение в организме баланса между прооксидантами и компонентами системы антиоксидантной защиты, которое приводит к изменению обмена веществ, энергетического баланса в организме: клетки повреждаются, начинаются патологические изменения в тканях и органах человека. Под воздействием прооксидантов происходит окисление нуклеиновых кислот, перекисное окисление липидов, клеточных мембранных оболочек и белковых структур. Согласно современным представлениям, основную повреждающую роль осуществляет карбонильный стресс. Перечисленные изменения способствуют развитию многих заболеваний, например, со стороны сердечно-сосудистой системы, могут влиять на нормальное функционирование головного мозга, а также приводить к различным осложнениям со стороны беременности, провоцировать и усугублять течение различных гинекологических заболеваний. Несмотря на результаты исследований, где указывается роль различных маркеров окислительного стресса в определении данного патологического состояния, на сегодняшний день не определены специфические показатели, которые могли бы быть использованы в рутинной практике. Основную роль в антиоксидантной защите играют антиоксидантные ферменты. Однако на сегодняшний день нет однозначного мнения по поводу устранения последствий окислительного стресса. Продолжаются многочисленные исследования, направленные на выяснение методов, которые могли бы уменьшить вероятность развития данного патологического процесса.

Патогенез развития окислительного стресса

Термин «окислительный стресс» (ОС) в биологии и медицине был введен в 1985 г. Само понятие включает в себя аэробный метаболизм в качестве устойчивого окислительно-восстановительного баланса и связанные с ним нарушения, которые обозначаются как стресс [1]. То есть окислительный стресс – это нарушение в организме баланса между прооксидантами и компонентами системы антиоксидантной защиты [2].

ОС приводит к нарушению обмена веществ, энергетического баланса в организме: клетки повреждаются, начинаются патологические изменения в тканях и органах человека. Под воздействием прооксидантов происходит окисление нуклеиновых кислот, перекисное окисление липидов (ПОЛ), клеточных мембранных оболочек и белковых структур.

Основную роль в антиоксидантной защите играют антиоксидантные ферменты. Область исследований ОС охватывает химию, биохимию, клеточную биологию, физиологию и патофизиологию, вплоть до медицины [1, 3].

ОС играет важную роль в патогенезе большого количества социально значимых заболеваний, таких как атеросклероз, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца, канцерогенез. Основным «инструментом» ОС являются активные формы кислорода (АФК), атакующие и разрушающие биологически важные молекулы (липиды, белки, нуклеиновые кислоты) [4].

Известно, что в норме около 95% всего потребляемого кислорода восстанавливается в митохондриях до воды, и только оставшиеся 5% превращаются в АФК [5, 6]. Свободнорадикальное окисление необходимо для нормального функционирования клеток и организма в целом, поскольку они участвуют в регуляции активности дыхательной цепи митохондрий, модулируя энергетический баланс, влияют на структуру и проницаемость клеточных мембран, запускают процессы апоптоза, деградации ксенобиотиков [5].

АФК не только обладают цитотоксическими свойствами, но и действуют в качестве вторичных мессенджеров, участвуя в поддержании физико-химических свойств биологических мембран, регуляции состояния внутриклеточных систем, активности протеинкиназ и таких клеточных реакций, как пролиферация, дифференцировка и апоптоз [4].

Митохондрии в целом и дыхательная цепь в частности являются основными источниками АФК в клетке. Однако короткое время жизни свободных радикалов и их высокая реакционная способность благоприятствуют тому, что основной мишенью их действия становятся сами митохондрии. Интересно, что избыточная генерация АФК осуществляется в первую очередь фрагментированными митохондриями, неспособными формировать развитую сеть внутри клетки. При этом для поддержания стабильности митохондриального ретикулума в клетках постоянно происходят процессы, которые можно охарактеризовать как контроль качества митохондрий. По современным представлениям, митохондриальный контроль качества представляет собой динамическое равновесие между тесно взаимосвязанными процессами биогенеза митохондрий и селекции дефектных органелл [7, 8]. Поврежденные митохондрии селективно удаляются из клетки путем специального подтипа аутофагии – митофагии [5].

То есть, согласно современным представлениям, свободнорадикальные процессы не только имеют повреждающий эффект, но и участвуют в процессах адаптации тканей внутренних органов к отрицательному воздействию повреждающих факторов [9]. В процессе реализации данного адаптивного сдвига в клетках накапливаются цитотоксические карбонильные продукты превращения свободнорадикальных метаболитов. В результате чего в клетках формируется состояние, которое определяется как «карбонильный стресс» [9]. Именно карбонильный стресс выступает в качестве универсального звена повреждения при заболеваниях, возникающих на фоне стресса [9, 10]. Наиболее широкое распространение среди карбонильных веществ в клетках имеют альдегиды, которые могут образовываться в результате, например, ПОЛ [10].

В развитии ОС играют роль также матричные металлопротеиназы, которые являются Zn-, Ca-зависимыми эндопептидазами, участвующими, в зависимости от принадлежности к тому или иному семейству, в «разборке» того или иного компартмента внеклеточного матрикса, регулируя тем самым характер его структурно-функциональных свойств в норме и при патологии [4]. Известно, что ОС приводит к активации матриксных металлопротеиназ с наличием значимых корреляционных связей в развитии тех или иных заболеваний [11].

Сердечно-сосудистые заболевания являются основной причиной смерти во всем мире, и на некоторые состояния влияет ОС. Повышенное содержание АФК приводит к снижению доступности оксида азота и сужению сосудов, что способствует развитию артериальной гипертензии. АФК также отрицательно влияют на обмен кальция в миокарде, вызывая аритмию, и усиливают ремоделирование сердца, индуцируя гипертрофическую трансформацию и апоптоз. Также стало известно, что АФК способствуют образованию атеросклеротических бляшек [12–14].

Большое количество исследований посвящено проблемам старения и онкологическим заболеваниям. Население в мире стареет, и заболеваемость раком увеличивается с возрастом...

Ильина И.Ю., Доброхотова Ю.Э.