Оксидативный стресс (окислительный стресс )

Оксидативный (окислительный) стресс – состояние, при котором в организме присутствует чрезмерное, опасное количество свободных радикалов. В норме такие молекулы нейтрализуются особым классом соединений, известных как антиоксиданты, но если концентрация последних оказывается недостаточной или происходит избыточная стимуляция свободнорадикальных процессов, наступает дисбаланс с перекосом в сторону окислительных реакций, что является повреждающим клетки фактором и называется оксидативным стрессом.

Древние врачеватели и алхимики мечтали о Панацее, – мифическом лекарстве от всех болезней, – но задумывались также и о том, что является первопричиной недугов, плохого самочувствия, слабости и, в частности, старения, одряхления организма. В историческом аспекте четко прослеживается смещение научного интереса с первой проблемы на вторую: если панацею сегодня никто всерьез не ищет, то интерес к фундаментальным этиопатогенетическим (говоря современным языком) механизмам и закономерностям, провоцирующим и предрасполагающим факторам отнюдь не угасает. Сложность в том, что исследователи обнаруживают эти факторы в самых разных сферах и уровнях научного познания, – микробиология, генетика, биохимия и т.д., – и интегрировать такие находки в единую мета-концепцию (если это вообще возможно) пока не удается. Тем не менее, медицина не только не стоит на месте, но в последние два столетия развивается с ускорением.

Еще в ХIХ веке высказывались предположения (Э.Пфлюгер, 1870) о том, что процесс дыхания в организме протекает, по сути, в клетках – конечных потребителях кислорода. В 1912 году Б.Ф.Кингсбери связал этот процесс с митохондриями, особыми клеточными органеллами. К середине ХХ века было показано, каким образом клеточное дыхание осуществляется на молекулярном, биохимическом уровне (Ю.Кеннеди, А.Ленниджер, 1949), и к настоящему моменту этот механизм изучен достаточно хорошо.

Параллельно с этим развивались представления о механизмах клеточной смерти, – явления, которое несистематически изучалось, опять же, еще в ХIХ веке. В частности, появилось такое понятие, как апоптоз, – так называют «клеточный суицид», генетически запрограммированное самоуничтожение клеток после определенного числа делений (предел Хейфлика), чем обеспечивается постоянное обновление тканей организма (попутно заметим, что атипичная, мутировавшая клетка с отключенным апоптозом способна делиться до бесконечности и становится основой раковой опухоли, – см., напр., «Рак молочной железы», «Меланома» и другие наши материалы об онкологических заболеваниях). Фундаментальные исследования в этой области выполнены во второй половине ХХ века, в основном, британскими учеными (Дж.Керр с соавт., С.Бреннер, Дж.Салстон, Р.Хорвиц и др.) и были удостоены высших научных премий, включая Нобелевскую. Примерно с последней декады ХХ века исследования механизмов апоптоза становятся одним из приоритетных направлений для целого ряда биомедицинских наук.

Результаты этих исследований указывали, кроме прочего, на то, что в индукции клеточной смерти каким-то образом задействованы высокоактивные, в химическом смысле, молекулы со свободной валентностью, т.е. нечетным числом электронов на орбиталях. Изучение таких «свободных радикалов», или активных форм кислорода, с учетом биохимических и физиологических основ уже существовавшей тогда теории стресса Ганса Селье, позволило в значительной степени «увязать концы с концами». В 1985 году Гельмут Зис, – университетский профессор из Дюссельдорфа (Германия), ныне здравствующий и работающий в Лос-Анджелесе (США), – разработал концепцию оксидативного стресса, которая на фундаментальном уровне объясняет очень многие (хотя и не все, конечно) неблагоприятные процессы в организме. В дальнейшем этой проблемой занимались и занимаются многие выдающиеся ученые, но именно Гельмута Зиса называют пионером редокса (модное ныне словечко «редокс» образовано от английского «REDuction-OXigenation reaction», т.е. окислительно-восстановительная реакция).

Окислительно-восстановительной реакцией называют любую химическую реакцию обмена электронами. Окислителем, т.е. акцептором, принимающим электроны от вещества-восстановителя, могут выступать различные химические элементы, однако в нашем контексте под окислительно-восстановительными реакциями будем подразумевать биохимические каскады, протекающие с участием активных форм кислорода.

Такие реакции при нормальном, сбалансированном метаболизме (обмене веществ) являются источником энергии для организма.

Свободные радикалы – чрезвычайно активные короткоживущие молекулы кислорода с неспаренным электроном. Различают несколько основных форм свободных радикалов: гидроксильный радикал, пероксид водорода, супероксидный радикал и т.д. Цепные реакции с участием избыточных свободных радикалов протекают, в основном, в клеточных мембранах (вызывая переокисление их липидной основы), внутри клетки и даже в клеточном ядре с вовлечением молекул ДНК.

Таким образом (повторим еще раз), оксидативный или окислительный стресс – «перегрузка» организма свободными радикалами, молекулами активных форм кислорода. В несколько иной терминологии оксидативный стресс представляет собой вредоносное, на клеточном уровне, и потенциально опасное нарушение гомеостаза, т.е. нормального постоянства внутренних условий организма.

Накопление свободных радикалов в опасных концентрациях, согласно специальной литературе, может происходить в условиях гипоксии, гипероксии, нормоксии, реоксигенации, при активации генетических программ клеточной гибели  – апоптоза, под действием любых факторов, угрожающих гомеостазу… Если же назвать эти «угрожающие гомеостазу факторы» самыми простыми словами, то получится стандартный перечень – тот самый перечень, который можно найти на любом медицинском сайте. Да, он уже давно надоел хуже горькой редьки, этот перечень, причем надоел не только просвещаемому и наставляемому «населению», но и авторам, медицинским редакторам, да и практикующим врачам. И никуда нам от этого черного-пречерного списка не деться. Современная медицина сплошь состоит из поистине детективных загадок, сложнейших проблем, потрясающих открытий; это наука одновременно консервативна и очень динамична в своем развитии, упорна и изобретательна. Но все это, безусловно, гораздо скучнее того, что можно найти в любой эзотерической газетенке или на мистико-медицинском форуме диванных экспертов в интернете. Вечерком после трудного дня, под настроение да чашечку чая, – отчего бы и не почитать, например, о том, что наш оксидативный стресс вызван проклятием Клеопатры, которую облучили тибетские монахи из параллельного биоинформационного слоя Атлантиды, – в те давние времена, когда Земля, ныне плоская, была еще одной большой пирамидой с третьим глазом во лбу. Да, спрос на подобный информационный поп-корн, пожалуй, можно понять, и эта незатейливая торговлишка, наверное, долго еще будет рентабельной. Но мы, к сожалению или к счастью, не держим ларьков на этом пестром базаре, у нас на сайте ничего подобного нет и никогда не было. Поэтому не станем закрывать глаза на очевидное, нарушать принцип Оккама и искать сенсационные откровения там, где и без того все достаточно сложно.

Существует цивилизация, и существуют т.н. болезни цивилизации. Оксидативный стресс, массовое окисление клеточных мембран и разрушение клеток свободными радикалами, по всей вероятности, является одной из фундаментальных причин, благоприятной почвой для всех патологических изменений и процессов в организме – т.е. всего того, что мы называем болезнями. По инерции мы еще удивляемся иногда: дескать, и откуда только они берутся, болезни эти. Да вот отсюда и берутся, с гистологического, тканевого уровня. Мы самокритично вздыхаем: эх, мол, неправильно живем, потому и болеем. Да, живем неправильно, а вот патофизиологическим мостиком между образом жизни и нашими унылыми болячками служит именно окислительный стресс. Гиппократ и Авиценна о нем ничего не говорили, это понимание пришло к нам в последние десятилетия, причем данная концепция постоянно уточняется, развивается и дополняется новыми данными. Мы, конечно, можем вполне резонно возразить: дык и предкам-то, и древним жилось несладко, – воевали, недоедали, вымирали от инфекций, к диетологам и психоаналитикам обращались нерегулярно, да и умные сайты в интернете читать было некогда… Все это верно. В питьевой воде вполне могла оказаться бацилла чумы, и поводов нервничать хватало, и психофизические перегрузки случались похлеще нынешних. Но в воде  не была растворена вся таблица Менделеева с изотопами в придачу, да и воздух стал химическим оружием сравнительно недавно. Древние чаще ходили пешком или скакали на лошадях, чем ездили на «Теслах», но при этом им не приходилось, как нам, продираться сквозь электромагнитные поля, – такой суммарной интенсивности, что силовые линии уже практически видны невооруженному глазу. Древние травились, конечно, всякими зельями, – кто-то же придумал гашиш, догадался пожевать листок коки, принюхался к ароматному дымку сушеного табака, смешал табак с бетелем и негашеной известью в виде жвачки, рискнул попробовать подозрительно яркий гриб или бражку из перебродившего винограда… Однако прежний мир не был завален, как пеплом помпейским, наркотической смертью на любой вкус, предназначенной для быстрой психической и соматической деградации, и не стояли табачные киоски на каждом углу, уступая разве что аптекам с их богатейшим ассортиментом безрецептурных медикаментов, и все-таки не было всемирного потопа из напитков на основе этанола с бог знает какими присадками. Да, пища была не всегда и не у всех, а если и была, то для абсолютного большинства населения не отличалась особыми изысками, – но все же она содержала хоть какие-то органические соединения да незаменимые нутриенты. Да, и у древних были проблемы, но эти проблемы не исчислялись сотнями, и не приходилось перерабатывать колоссальные, растущие по экспоненте объемы информации, преимущественно негативной. Застойное, год за годом, психоэмоциональное напряжение на фоне офисной гиподинамии не было для древних поголовным, обязательным и привычным явлением. И да, Гиппократ с Галеном прозорливо предупреждали о том, что злоупотребление спортом ведет не к здоровью, а к болезням, однако в их времена не существовала тяжелая промышленность под названием профессиональный спорт или спорт высших достижений, – где нечеловеческие перегрузки ведут к перетренированности, закисленности и общему хроническому оксидативному стрессу.

Наилучшей терминологией к клинике оксидативного стресса можно считать такие понятия, как износ, одряхление, преждевременное старение организма. Все, что ассоциируется с этими понятиями, – относится к симптомам оксидативного стресса: не соответствующая паспортному возрасту немощность, «плохие» кожа и волосы, утомляемость и хроническая усталость, неважное самочувствие, множество постепенно нарастающих дисфункций со стороны внутренних органов (до какого-то момента лишь дисфункций, затем развернутых болезней), снижение умственной и физической работоспособности, либидо и фертильности, активности и иммунитета.

Всё, что по выраженности выходит за рамки описанного симптомокомплекса, составляет уже клиническую картину конкретных заболеваний и относится к сфере деятельности соответствующих профильных специалистов. В контексте проблемы оксидативного стресса в литературе чаще всего упоминаются гипертония и гипертензия, атеросклероз, сахарный диабет, ишемическая болезнь сердца  и инфаркт миокарда, бронхиальная астма, бесплодие, опухолевые процессы.