Механизмы образования активных форм кислорода под влиянием физических факторов и их генотоксическое действие

• Автор: Гудков, Сергей Владимирович
• Шифр специальности: 03.01.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пущино
• Количество страниц: 270 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ЧАСТЬ I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

ГЛАВА 1. АКТИВНЫЕ ФОРМЫ КИСЛОРОДА (АФК)

1.1 Характеристика основных видов АФК

1.1.1 Синглетный кислород (' Ог)

1.1.2 Супероксиданион радикал (О2’*)

1.1.3 Перекись водорода (Н2О2)

1.1.4 Гидроксильный радикал (ОН*)

1.1.5 Оксид азота (N0*)

1.1.6 Пероксинитрит (01400')

1.1.7 Гипогалоиды (Н0С1, Н01, НОВг)

1.1.8 Озон (О3)
1.2 Повреждающая роль АФК
1.2.1 Окислительные повреждения ДНК
1.2.2 Окислительные повреждения белков
1.2.3 Окислительные повреждения липидов
1.3 Регуляторная роль АФК
1.3.1 АФК и тирозиновые протеинкиназы
1.3.2 АФК и тирозиновые протеинфосфотазы.
1.3.3 АФК и серин/треонин киназы
1.3.4 АФК и металопротеиназы
1.3.5 АФК и факторы роста
1.3.6 АФК и факторы транскрипции
1.4 Физико-химические механизмы, лежащие в основе регуляторной 25 роли АФК
1.4.1 АФК сенсоры
1.4.2 Изменение внутриклеточного окислительно- 27 восстановительного потенциала
1.4.3 Окислительные модификации белков
1.5 Регуляторные функции N0
1.6 Инициация окислительного стресса

1.6.1 Ионизирующая радиация
1.6.2 Ультрафиолетовое излучение
1.6.3 Температура
1.6.4 Концентрация кислорода
1.6.5 Катионы металлов переменных валентностей
1.6.6 Пестициды
1.6.7 Минерализация воды (соленость)
1.6.8 Нефтепродукты
1.7 Свободнорадикальные патологии
1.7.1 Лучевая болезнь
1.7.2 Воспаление
1.7.3 Патологии сердечно-сосудистой системы
1.7.4 Диабет
1.7.5 Патологии нервной системы
1.7.6 Бронхолегочные патологии
1.7.7 Атеросклероз
ГЛАВА 2. РАДИОЗАЩИТНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ КЛИНИЧЕСКОЕ
ПРИМЕНЕНИЕ
2.1 Сульфгидрильные соединения
2.2 Низкомолекуляриые антиоксиданты
2.3 Высокомолекулярные антиоксиданты
2.4 Экстракты растительного происхождения
2.5 Ингибиторы ангиотснзин-1-прсвращающего фермента
2.6 Цитокины
2.7 Иммуномодуляторы
2.8 Липонолисахариды и простагландины
2.9 Соли металлов и металлотионин
2.10 ДНК связывающие агенты
2.11 Соединения вызывающие гипоксию и сосудистоактивные 62 вещества
2.12 Селен
2.13 РНК, гидролизаты РНК, нуклеозиды
2.14 Фуллерены
ГЛАВА 3. АНТИОКСИДАНТЫ
3.1. Ферментативные антиоксиданты
3.1.1. Супероксиддисмутаза
3.1.2. Каталаза (1.11.1.6)
3.1.3. Глутатионзависимые ферменты
3.2. Фенольные антиоксиданты
3.2.1 Простые фенольные соединения (Сб-ряд)
3.2.2 Оксибензойные кислоты (ряд Сб-С()
3.2.3 Ацетофенолы и оксифенилуксусные кислоты (ряд Сб-С])
3.2.4 Оксикоричные кислоты (ряд Сб-Сз)
3.2.5 Кумарины(ряд Сб-Сз).
3.2.6 Стильбены (ряд Сб-Сз-Са)
3.2.7 Флавоноиды (ряд Сб-Сз-Сб)
3.2.8 Токоферолы
3.2.9 Гидроклисированные полициклические углеводороды (ряд 73 Сщи С14)
3.2.10 Полимерные фенольные соединения
3.3. вН-содержащие соединения
3.3.1. Глутатион
3.3.2 Тиоредоксины '
3.3.3. Альбумины
3.3.4. Суз-пероксиредоксин
3.3.5. Металлотионин
3.3.6 БН-содержащие аминокислоты
3.3.7 Пирролидиндитиокарбомат

имеющие повышенный уровень растворенного кислорода. Ряд хордовых, в том числе и млекопитающих, на организменном уровне способны уменьшать потребление кислорода из окружающей среды [Ziech eta 1., 2010]. В настоящее время показано, что при гипероксии окислительный стресс развивается не только у человека [Меньшикова и др., 2008] и животных [Roberts et al., 2010], так показано, развитие окислительного стресса у ряда рыб [Salas-Leiton et al., 2009].
Не большое уменьшение концентрации кислорода относительно нормальной может уменьшать вероятность развития окислительного стресса. Однако существенное уменьшение концентрации кислорода зачастую приводит к развитию окислительного стресса. В начале изучения последствий гипоксии этому обстоятельству не придавали значения, в настоящее время развитие окислительного стресса при гипоксии показано даже для земноводных, рыб, раков и моллюсков [Lushchak, 2011]. Механизмы развития окислительного стресса под действием гипоксии многочисленны. В настоящий момент происходит их дальнейшее изучение и оценка вклада каждого из них в конечный результат. Одним из первых объяснений этого феномена было следующее: «в условиях гипоксии электрон транспортная цепь работает не корректно, в результате чего образуется большое количество АФК» [по Brandes et al., 2010]. В настоящее время развитие окислительного стресса так же связывают с активацией гранулоцитов, ксантиноксидазной системы, катаболизм АТФ, деградацию арахидоновой кислоты и автоокислением катехоаминов [Brandes et al., 2010].
Кроме непосредственного изменения концентрации кислорода в среде обитания важным является и концентрация озона. Причем естественная концентрация газофазного озона в атмосфере не может приводить к окислительному стрессу, чего нельзя сказать о гидробионтах. В отличии от атмосферы в гидросфере могут встречать высокие локальные концентрации озона, которые в свою очередь могут, приводит к развитию окислителного стресса [Hebert et al., 2008].
1.6.5 Катионы металлов переменных валентностей
Катионы металлов переходных валентностей хорошо известные индукторы окислительного стресса. Они могут стимулировать образование АФК с помощью двух различных механизмов. Первый связан с влиянием катионов металлов переходных валентностей на связывание других металлов, второй с образованием АФК ионами с переходных валентностей в радикальных реакциях. Фактически, второй способ (реакция Фентона и Хабера-Вейса) вносит основной вклад в развитие окислительного стресса. Железо. В настоящее время, метаболизм железа у эукариот довольно хорошо изучен. Установлено, что железо является необходимым макроэлементом, вовлеченным в многие